(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024154429
(43)【公開日】2024-10-30
(54)【発明の名称】応力計測方法
(51)【国際特許分類】
G01L 1/24 20060101AFI20241023BHJP
G01L 1/00 20060101ALI20241023BHJP
【ＦＩ】
G01L1/24 A
G01L1/00 M
G01L1/00 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024067791
(22)【出願日】2024-04-18
(31)【優先権主張番号】P 2023067594
(32)【優先日】2023-04-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122781
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 寛
(74)【代理人】
【識別番号】100170818
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 秀輝
(72)【発明者】
【氏名】永島 史晟
(72)【発明者】
【氏名】曽我部 直樹
(72)【発明者】
【氏名】平 陽兵
(72)【発明者】
【氏名】横田 祐起
(72)【発明者】
【氏名】小嶋 進太郎
(72)【発明者】
【氏名】デヴィン グナワン
(72)【発明者】
【氏名】五十嵐 乃愛
(57)【要約】
【課題】所定領域の応力分布を取得可能であって、その後の経時的な応力のモニタリングを可能とする。
【解決手段】応力計測方法は、応ひずみ計測領域１２に固定されるように光ファイバセンサ２をコンクリート構造物９に取り付ける工程（Ｓ１）と、複数の応力推定領域１１のそれぞれにおいて、Ｙ方向に延びる複数のスリット３を形成する工程（Ｓ３）と、複数のスリット３を形成した後に、第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）と、第１の光強度情報を用いて、スリット３を形成する前に複数の応力推定領域１１のそれぞれに作用していた作用応力を推定する工程（Ｓ６）と、第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）の後に、第２の光強度情報を得る工程（Ｓ８）と、第２の光強度情報を用いて、複数のスリット３を形成した後に応力推定領域１１のそれぞれに生じた応力の変化を推定する工程（Ｓ１１）と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】応力計測方法は、応ひずみ計測領域１２に固定されるように光ファイバセンサ２をコンクリート構造物９に取り付ける工程（Ｓ１）と、複数の応力推定領域１１のそれぞれにおいて、Ｙ方向に延びる複数のスリット３を形成する工程（Ｓ３）と、複数のスリット３を形成した後に、第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）と、第１の光強度情報を用いて、スリット３を形成する前に複数の応力推定領域１１のそれぞれに作用していた作用応力を推定する工程（Ｓ６）と、第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）の後に、第２の光強度情報を得る工程（Ｓ８）と、第２の光強度情報を用いて、複数のスリット３を形成した後に応力推定領域１１のそれぞれに生じた応力の変化を推定する工程（Ｓ１１）と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の応力推定領域、複数の前記応力推定領域のそれぞれに対応する複数のひずみ計測領域、及び、複数の前記ひずみ計測領域に対応する複数の切り込み形成領域が設定される計測対象物において、前記ひずみ計測領域に光ファイバセンサを取り付ける工程と、
複数の前記切り込み形成領域のそれぞれに切り込みを形成する工程と、
複数の前記切り込みを形成した後に、前記光ファイバセンサに計測光を入射し、前記計測光に応じて前記光ファイバセンサから出射される戻り光の強度に関する情報を含む第１の光強度情報を得る工程と、
前記第１の光強度情報を用いて、前記切り込みを形成する前に複数の前記応力推定領域のそれぞれに作用していた作用応力を推定する工程と、
前記第１の光強度情報を得る工程の後に、再び前記光ファイバセンサに計測光を入射することにより、第２の光強度情報を得る工程と、
前記第２の光強度情報を用いて、複数の前記切り込みを形成した後に前記応力推定領域のそれぞれに生じた応力の変化を推定する工程と、を有する、応力計測方法。
複数の前記切り込み形成領域のそれぞれに切り込みを形成する工程と、
複数の前記切り込みを形成した後に、前記光ファイバセンサに計測光を入射し、前記計測光に応じて前記光ファイバセンサから出射される戻り光の強度に関する情報を含む第１の光強度情報を得る工程と、
前記第１の光強度情報を用いて、前記切り込みを形成する前に複数の前記応力推定領域のそれぞれに作用していた作用応力を推定する工程と、
前記第１の光強度情報を得る工程の後に、再び前記光ファイバセンサに計測光を入射することにより、第２の光強度情報を得る工程と、
前記第２の光強度情報を用いて、複数の前記切り込みを形成した後に前記応力推定領域のそれぞれに生じた応力の変化を推定する工程と、を有する、応力計測方法。
【請求項2】
前記ひずみ計測領域は、前記応力推定領域に隣接すると共に前記応力推定領域に重複せず、
前記ひずみ計測領域は、前記切り込み形成領域に隣接すると共に前記切り込み形成領域に重複せず、
前記応力推定領域は、前記切り込み形成領域に重複し、
前記計測対象物に取り付ける工程では、前記応力推定領域を避けるために、第１の前記ひずみ計測領域から第１の前記ひずみ計測領域に隣接する第２の前記ひずみ計測領域に至る前記光ファイバセンサが曲線部分を有するように前記光ファイバセンサを取り付ける、請求項１に記載の応力計測方法。
前記ひずみ計測領域は、前記切り込み形成領域に隣接すると共に前記切り込み形成領域に重複せず、
前記応力推定領域は、前記切り込み形成領域に重複し、
前記計測対象物に取り付ける工程では、前記応力推定領域を避けるために、第１の前記ひずみ計測領域から第１の前記ひずみ計測領域に隣接する第２の前記ひずみ計測領域に至る前記光ファイバセンサが曲線部分を有するように前記光ファイバセンサを取り付ける、請求項１に記載の応力計測方法。
【請求項3】
前記作用応力を推定する工程は、
仮定した作用応力を含む要素モデルを設定する工程と、
前記要素モデルに対して前記切り込みを設けた結果として得られる仮想ひずみ分布を演算する工程と、を含み、
前記仮定した作用応力を変化させながら、前記要素モデルを設定する工程及び前記仮想ひずみ分布を演算する工程を繰り返すことにより、前記第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布に前記仮想ひずみ分布が一致する前記仮定した作用応力を探索する、請求項２に記載の応力計測方法。
仮定した作用応力を含む要素モデルを設定する工程と、
前記要素モデルに対して前記切り込みを設けた結果として得られる仮想ひずみ分布を演算する工程と、を含み、
前記仮定した作用応力を変化させながら、前記要素モデルを設定する工程及び前記仮想ひずみ分布を演算する工程を繰り返すことにより、前記第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布に前記仮想ひずみ分布が一致する前記仮定した作用応力を探索する、請求項２に記載の応力計測方法。
【請求項4】
前記作用応力を推定する工程は、
前記第１の光強度情報に基づいて、前記切り込みを形成した後に前記ひずみ計測領域に生じた解放ひずみの分布を得る工程と、
前記解放ひずみの分布に基づいて、前記応力推定領域における推定解放ひずみの分布を得る工程と、
前記推定解放ひずみの最大値に基づいて、前記応力推定領域に生じていた前記作用応力を得る工程と、を含む、請求項２に記載の応力計測方法。
前記第１の光強度情報に基づいて、前記切り込みを形成した後に前記ひずみ計測領域に生じた解放ひずみの分布を得る工程と、
前記解放ひずみの分布に基づいて、前記応力推定領域における推定解放ひずみの分布を得る工程と、
前記推定解放ひずみの最大値に基づいて、前記応力推定領域に生じていた前記作用応力を得る工程と、を含む、請求項２に記載の応力計測方法。
【請求項5】
前記計測対象物には、前記ひずみ計測領域である第１のひずみ計測領域と前記応力推定領域とが並ぶ方向に対して平行となるように設定される第２のひずみ計測領域がさらに設定され、
前記光ファイバセンサを前記計測対象物に取り付ける工程では、前記第１のひずみ計測領域に前記光ファイバセンサである第１の光ファイバセンサを取り付けると共に、前記第２のひずみ計測領域に対して第２の光ファイバセンサを取り付け、
前記推定解放ひずみの分布を得る工程では、前記第２の光ファイバセンサが出力した光強度情報が示す解放ひずみ分布を利用して、前記推定解放ひずみの分布を得る、請求項４に記載の応力計測方法。
前記光ファイバセンサを前記計測対象物に取り付ける工程では、前記第１のひずみ計測領域に前記光ファイバセンサである第１の光ファイバセンサを取り付けると共に、前記第２のひずみ計測領域に対して第２の光ファイバセンサを取り付け、
前記推定解放ひずみの分布を得る工程では、前記第２の光ファイバセンサが出力した光強度情報が示す解放ひずみ分布を利用して、前記推定解放ひずみの分布を得る、請求項４に記載の応力計測方法。
【請求項6】
前記光ファイバセンサを前記計測対象物に取り付ける工程では、第１の方向に延びる第１のファイバ計測部及び前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２のファイバ計測部を含むように前記計測対象物に前記光ファイバセンサを取り付け、
前記切り込みを形成する工程では、前記切り込みである第１の切り込みを形成すると共に前記第２の方向に延び前記第１の切り込みに交差する第２の切り込みを形成し、
前記第１の光強度情報を得る工程では、前記第１のファイバ計測部に対応する光強度情報と前記第２のファイバ計測部に対応する光強度情報とを取得し、
前記作用応力を推定する工程では、前記第１のファイバ計測部に対応する光強度情報から得た応力の値から、前記第２のファイバ計測部に対応する光強度情報から得た応力の値を差し引くことによって、前記作用応力を得る、請求項２に記載の応力計測方法。
前記切り込みを形成する工程では、前記切り込みである第１の切り込みを形成すると共に前記第２の方向に延び前記第１の切り込みに交差する第２の切り込みを形成し、
前記第１の光強度情報を得る工程では、前記第１のファイバ計測部に対応する光強度情報と前記第２のファイバ計測部に対応する光強度情報とを取得し、
前記作用応力を推定する工程では、前記第１のファイバ計測部に対応する光強度情報から得た応力の値から、前記第２のファイバ計測部に対応する光強度情報から得た応力の値を差し引くことによって、前記作用応力を得る、請求項２に記載の応力計測方法。
【請求項7】
前記ひずみ計測領域は、前記応力推定領域のそれぞれに重複し、
前記ひずみ計測領域は、前記切り込み形成領域に重複せず、
前記計測対象物に取り付ける工程では、第１の前記ひずみ計測領域から第１の前記ひずみ計測領域に隣接する第２の前記ひずみ計測領域に至る前記光ファイバセンサが直線状となるように前記光ファイバセンサを取り付ける、請求項１に記載の応力計測方法。
前記ひずみ計測領域は、前記切り込み形成領域に重複せず、
前記計測対象物に取り付ける工程では、第１の前記ひずみ計測領域から第１の前記ひずみ計測領域に隣接する第２の前記ひずみ計測領域に至る前記光ファイバセンサが直線状となるように前記光ファイバセンサを取り付ける、請求項１に記載の応力計測方法。
【請求項8】
前記切り込みを形成する工程では、ひとつの前記ひずみ計測領域ごとに、前記光ファイバセンサを挟むように第１の前記切り込み形成領域及び第２の前記切り込み形成領域を設定し、第１の前記切り込み形成領域に第１の前記切り込みを形成すると共に第２の前記切り込み形成領域に第２の前記切り込みを形成する、請求項７に記載の応力計測方法。
【請求項9】
第１の前記切り込み及び第２の前記切り込みは、前記光ファイバセンサが延びる第１の方向に対して交差する第２の方向に延びており、
第１の前記切り込みの前記光ファイバセンサ側の端部から第２の前記切り込みの前記光ファイバセンサ側の端部までの距離は、前記計測対象物が含む粗骨材の最大寸法値より大きい、請求項８に記載の応力計測方法。
第１の前記切り込みの前記光ファイバセンサ側の端部から第２の前記切り込みの前記光ファイバセンサ側の端部までの距離は、前記計測対象物が含む粗骨材の最大寸法値より大きい、請求項８に記載の応力計測方法。
【請求項10】
第１の前記切り込みの幅及び第２の前記切り込みの幅は、前記光ファイバセンサの空間分解能より大きい、請求項８に記載の応力計測方法。
【請求項11】
前記切り込みを形成する工程では、平面視して円形である前記切り込みを形成する、請求項７に記載の応力計測方法。
【請求項12】
前記作用応力を推定する工程は、
仮定した作用応力を含む要素モデルを設定する工程と、
前記要素モデルに対して前記切り込みを設けた結果として得られる仮想ひずみ分布を演算する工程と、を含み、
前記仮定した作用応力を変化させながら、前記要素モデルを設定する工程及び前記仮想ひずみ分布を演算する工程を繰り返すことにより、前記第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布に前記仮想ひずみ分布が一致する前記仮定した作用応力を探索する、請求項７に記載の応力計測方法。
仮定した作用応力を含む要素モデルを設定する工程と、
前記要素モデルに対して前記切り込みを設けた結果として得られる仮想ひずみ分布を演算する工程と、を含み、
前記仮定した作用応力を変化させながら、前記要素モデルを設定する工程及び前記仮想ひずみ分布を演算する工程を繰り返すことにより、前記第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布に前記仮想ひずみ分布が一致する前記仮定した作用応力を探索する、請求項７に記載の応力計測方法。
【請求項13】
前記作用応力を推定する工程は、
前記第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布が含む最大値を得る工程と、
前記計測ひずみ分布が含む最大値を前記作用応力に変換する工程と、
を含む、請求項７に記載の応力計測方法。
前記第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布が含む最大値を得る工程と、
前記計測ひずみ分布が含む最大値を前記作用応力に変換する工程と、
を含む、請求項７に記載の応力計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、応力計測方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリート構造物の補修補強や更新工事の際、断面はつり等による一時的な構造変化によってコンクリートの応力変動が生じることがある。そこで、応力変動の大きさが設計で許容される範囲内となるように施工計画の立案や施工管理を行う必要がある。応力変動に配慮した施工が必要となるケースでは、施工範囲を細分化することになり工程やコストの増加に繋がる。
【0003】
応力変動が設計上、問題がある大きさであるかどうかを適切に判断するためには、まず既存構造物に現在作用している死荷重やプレストレス力によって生じている応力を把握したうえで、そこからの変動分を計測する。また、発生応力は構造全体あるいは断面内で必ずしも一様でなく、場所によって変化する。従って、応力を分布で評価することが重要である。
【0004】
既存構造物に現在作用している応力の評価方法として、応力解放法が広く知られている。応力解放法は、主にＰＣ構造物に作用しているプレストレス量を推定する方法として開発されたものである。応力解放法は、コンクリート表面の微破壊を伴う。応力解放法の原理は、計測対象物の表面にあらかじめひずみゲージを貼り付けておき、コンクリートコアカッター等を用いて切り込みを入れる。切り込みを入れることによって、部分的に応力が解放される。解放された応力によって生じるひずみを計測することで応力解放前の初期応力を算出する。
【0005】
応力解放法の原理を用いた計測方法として、コア応力解放法と、スリット応力解放法が例示できる。
【0006】
例えば、特許文献１は、コア応力解放法に関する技術を開示する。特許文献１が開示するコア応力解放法では、まず、乾燥収縮、クリープによる内部拘束応力を分離するため、コンクリート表面に応力方向（Ｘ方向）および応力直角方向（Ｙ方向）にひずみゲージを貼り付ける。次に、コンクリートコアカッターによりコア削孔し、コア削孔によって解放されたひずみを計測する。そして、Ｘ方向の解放ひずみとＹ方向の解放ひずみを計測し、式（１）、（２）を用いて全応力から内部拘束応力を差し引いた有効応力を算出する。
【数1】
【0007】
スリット応力解放法は、コンクリートカッターで深さ３０ｍｍのスリットを形成することによって、応力を解放する。既存の計測方法に比べ精度の向上を図るため、光学的全視野計測法を用いてスリット近傍の解放ひずみ分布を高精度に計測する。例えば、特許文献２は、スリット応力解放法に関する技術を開示する。特許文献２が開示する技術は、ＦＥＭ解析を用いて、ある応力が作用しているときのひずみ分布を算出する。そして、光学的全視野計測部によって計測したひずみ分布と一致するときの応力を逆解析により推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特許第５０９５２５８号
【特許文献2】特開２００７－３０３９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
コンクリート構造物の補修補強や更新工事の際に要求される応力計測では、構造物において作業対象となる領域の応力分布を明らかにすることが望ましい。さらには、補修補強や更新工事ののちに、構造物に作用する応力を経時的にモニタリングすることも望まれる。
【0010】
しかし、特許文献１、２が開示する応力計測法は、計測対象のある限定された領域の応力を計測する。従って、広範な領域における応力分布を得ようとする場合には、ひずみゲージといった計測装置を対象物に対して複数設置する必要がある。さらに、特許文献１、２が開示する応力計測法では、そもそも経時的な応力のモニタリングを行うことはできなかった。
【0011】
本発明は、所定領域の応力分布を取得可能であって、その後の経時的な応力のモニタリングを可能とする応力計測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一形態である応力計測方法は、複数の応力推定領域、複数の応力推定領域のそれぞれに対応する複数のひずみ計測領域、及び、複数のひずみ計測領域に対応する複数の切り込み形成領域が設定される計測対象物において、ひずみ計測領域に光ファイバセンサを取り付ける工程と、複数の切り込み形成領域のそれぞれに切り込みを形成する工程と、複数の切り込みを形成した後に、光ファイバセンサに計測光を入射し、計測光に応じて光ファイバセンサから出射される戻り光の強度に関する情報を含む第１の光強度情報を得る工程と、第１の光強度情報を用いて、切り込みを形成する前に複数の応力推定領域のそれぞれに作用していた作用応力を推定する工程と、第１の光強度情報を得る工程の後に、再び光ファイバセンサに計測光を入射することにより、第２の光強度情報を得る工程と、第２の光強度情報を用いて、複数の切り込みを形成した後に応力推定領域のそれぞれに生じた応力の変化を推定する工程と、を有する。
【0013】
この方法によれば、計測対象物に取り付けた光ファイバセンサから第１の光強度情報を得ることにより、計測対象物に設定される複数の応力推定領域に対応する複数の作用応力を得ることができる。従って、複数の作用応力の値から構成される応力分布を得るために、応力推定領域ごとに計測装置を設置することなく、応力分布を得ることができる。そして、光ファイバセンサは、第１の光強度情報を得た後に、さらに第２の光強度情報を得る。この第２の光強度情報によれば、計測対象物に作用する作用応力の経時的な変化をモニタリングすることができる。
【0014】
一形態である応力計測方法において、ひずみ計測領域は、応力推定領域に隣接すると共に応力推定領域に重複せず、ひずみ計測領域は、切り込み形成領域に隣接すると共に切り込み形成領域に重複せず、応力推定領域は、切り込み形成領域に重複し、計測対象物に取り付ける工程では、応力推定領域を避けるために、第１のひずみ計測領域から第１のひずみ計測領域に隣接する第２のひずみ計測領域に至る光ファイバセンサが曲線部分を有するように光ファイバセンサを取り付けてもよい。このような光ファイバセンサの配置によっても、応力推定領域ごとに計測装置を設置することなく、応力分布を得ることができる。さらに、計測対象物に作用する作用応力の経時的な変化をモニタリングすることもできる。
【0015】
一形態である応力計測方法において、作用応力を推定する工程は、仮定した作用応力を含む要素モデルを設定する工程と、要素モデルに対して切り込みを設けた結果として得られる仮想ひずみ分布を演算する工程と、を含み、仮定した作用応力を変化させながら、要素モデルを設定する工程及び仮想ひずみ分布を演算する工程を繰り返すことにより、第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布に仮想ひずみ分布が一致する仮定した作用応力を探索してもよい。この方法によれば、数値解析の手法を用いて作用応力を推定することができる。
【0016】
一形態である応力計測方法において、作用応力を推定する工程は、第１の光強度情報に基づいて、切り込みを形成した後にひずみ計測領域に生じた解放ひずみの分布を得る工程と、解放ひずみの分布に基づいて、応力推定領域における推定解放ひずみの分布を得る工程と、推定解放ひずみの最大値に基づいて、応力推定領域に生じていた作用応力を得る工程と、を含んでもよい。この方法によれば、計算負荷の小さい演算によって作用応力を推定することができる。
【0017】
一形態である応力計測方法において、計測対象物には、ひずみ計測領域である第１のひずみ計測領域と応力推定領域とが並ぶ方向に対して平行となるように設定される第２のひずみ計測領域がさらに設定され、光ファイバセンサを計測対象物に取り付ける工程では、第１のひずみ計測領域に光ファイバセンサである第１の光ファイバセンサを取り付けると共に、第２のひずみ計測領域に対して第２の光ファイバセンサを取り付け、推定解放ひずみの分布を得る工程では、第２の光ファイバセンサが出力した光強度情報が示す解放ひずみ分布を利用して、推定解放ひずみの分布を得てもよい。この方法によっても、計算負荷の小さい演算によって作用応力を推定することができる。
【0018】
一形態である応力計測方法において、光ファイバセンサを計測対象物に取り付ける工程では、第１の方向に延びる第１のファイバ計測部及び第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２のファイバ計測部を含むように計測対象物に光ファイバセンサを取り付け、切り込みを形成する工程では、切り込みである第１の切り込みを形成すると共に第２の方向に延び第１の切り込みに交差する第２の切り込みを形成し、第１の光強度情報を得る工程では、第１のファイバ計測部に対応する光強度情報と第２のファイバ計測部に対応する光強度情報とを取得し、作用応力を推定する工程では、第１のファイバ計測部に対応する光強度情報から得た応力の値から、第２のファイバ計測部に対応する光強度情報から得た応力の値を差し引くことによって、作用応力を得てもよい。この方法によれば、作用応力の精度を高めることができる。
【0019】
一形態である応力計測方法において、ひずみ計測領域は、応力推定領域のそれぞれに重複し、ひずみ計測領域は、切り込み形成領域に重複せず、計測対象物に取り付ける工程では、第１のひずみ計測領域から第１のひずみ計測領域に隣接する第２のひずみ計測領域に至る光ファイバセンサが直線状となるように光ファイバセンサを取り付けてもよい。このように取り付けられた光ファイバセンサによれば、計測対象物への光ファイバセンサの取付態様に起因する光強度情報への影響を抑制することができる。
【0020】
一形態である応力計測方法において、切り込みを形成する工程では、ひとつのひずみ計測領域ごとに、光ファイバセンサを挟むように第１の切り込み形成領域及び第２の切り込み形成領域を設定し、第１の切り込み形成領域に第１の切り込みを形成すると共に第２の切り込み形成領域に第２の切り込みを形成してもよい。このように形成された切り込みによれば、光ファイバセンサで良好に捉えることができるひずみ分布の変化を生じさせることができる。
【0021】
一形態である応力計測方法において、第１の切り込み及び第２の切り込みは、光ファイバセンサが延びる第１の方向に対して交差する第２の方向に延びており、第１の切り込みの光ファイバセンサ側の端部から第２の切り込みの光ファイバセンサ側の端部までの距離は、計測対象物が含む粗骨材の最大寸法値より大きくてもよい。このように形成された切り込みによれば、粗骨材の影響が抑制された作用応力を得ることができる。
【0022】
一形態である応力計測方法において、第１の切り込みの幅及び第２の切り込みの幅は、光ファイバセンサの空間分解能より大きくてもよい。このような光ファイバセンサによっても、良好な作用応力を得ることができる。
【0023】
一形態である応力計測方法において、切り込みを形成する工程では、平面視して円形である切り込みを形成してもよい。このように形成された切り込みによれば、切り込み作業が計測対象物のひずみ分布に与える影響を抑制することができる。
【0024】
一形態である応力計測方法において、作用応力を推定する工程は、仮定した作用応力を含む要素モデルを設定する工程と、要素モデルに対して切り込みを設けた結果として得られる仮想ひずみ分布を演算する工程と、を含み、仮定した作用応力を変化させながら、要素モデルを設定する工程及び仮想ひずみ分布を演算する工程を繰り返すことにより、第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布に仮想ひずみ分布が一致する仮定した作用応力を探索してもよい。このような処理によれば、数値解析の手法を用いて作用応力を推定することができる。
【0025】
一形態である応力計測方法において、作用応力を推定する工程は、第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布が含む最大値を得る工程と、計測ひずみ分布が含む最大値を作用応力に変換する工程と、を含んでもよい。このような処理によれば、計算負荷の小さい演算によって作用応力を推定することができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明の応力計測方法によれば、所定領域の応力分布を取得可能であって、その後の経時的な応力のモニタリングが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図7】図７（ａ）は、Ｘ方向計測部に対応する部分において得られる解放ひずみ分布を示すグラフの例示である。図７（ｂ）は、Ｙ方向計測部に対応する部分において得られる解放ひずみ分布を示すグラフの例示である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0029】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の応力計測方法を用いて既存のコンクリート構造物９（計測対象物）の応力を得る様子を示す。既存のコンクリート構造物９を構成するコンクリートには、死荷重やプレストレスなどの様々な要因に起因する作用応力が作用している。補修工事では、コンクリートのはつり作業などが行われる。このはつり作業などにより、コンクリートの一部が削られると、作用応力の分布に変化が生じる。また、コンクリート構造物９には、許容応力が存在する。従って、コンクリートを削る作業を行う場合には、作用応力の分布に変化が生じた場合であっても、許容応力を超えないようにする必要がある。その結果、補修工事を実施する前に、コンクリート構造物９の作用応力の状態を把握することが望まれる。本実施形態の応力計測方法は、このような場面に適用することができる。つまり、応力計測方法は、実際の作業が行われる前に、コンクリート構造物９に作用している作用応力の分布を得る。
図１は、第１実施形態の応力計測方法を用いて既存のコンクリート構造物９（計測対象物）の応力を得る様子を示す。既存のコンクリート構造物９を構成するコンクリートには、死荷重やプレストレスなどの様々な要因に起因する作用応力が作用している。補修工事では、コンクリートのはつり作業などが行われる。このはつり作業などにより、コンクリートの一部が削られると、作用応力の分布に変化が生じる。また、コンクリート構造物９には、許容応力が存在する。従って、コンクリートを削る作業を行う場合には、作用応力の分布に変化が生じた場合であっても、許容応力を超えないようにする必要がある。その結果、補修工事を実施する前に、コンクリート構造物９の作用応力の状態を把握することが望まれる。本実施形態の応力計測方法は、このような場面に適用することができる。つまり、応力計測方法は、実際の作業が行われる前に、コンクリート構造物９に作用している作用応力の分布を得る。
【0030】
作用応力の分布を把握することは、補修工事を実施する前だけに限られない。補修工事の実施中においても、作用応力の分布を把握することが望まれる。さらに、補修工事が完了した後のコンクリート構造物９の作用応力の分布を経時的に把握することも望まれる。本実施形態の応力計測方法は、このような場面にも適用することができる。つまり、応力計測方法は、実際の作業を行っている期間及び／又は作業完了後の期間における作用応力の分布の経時的な変化を得る。
【0031】
図１に示すように、コンクリート構造物９には、応力計測領域１が設定される。応力計測方法は、応力計測領域１における作用応力の分布を得る。計測の対象である作用応力が働く方向をＸ方向（第１の方向）とする。作用応力が働く方向に直交する方向をＹ方向（第２の方向）とする。応力計測領域１は、複数の応力推定領域１１を含む。応力計測方法は、複数の応力推定領域１１のそれぞれに作用していたであろう作用応力を推定する。応力計測方法は、応力計測領域１に含まれる複数の応力推定領域１１における作用応力を得ることにより、応力計測領域１の作用応力の分布を得ることができる。
【0032】
＜ひずみ計測の原理＞
応力計測方法は、コンクリート構造物９に生じるひずみを直接に計測し、そのひずみから作用応力を得る。ひずみの計測は、光ファイバセンサ２を用いる。光ファイバセンサ２は、いわゆる後方散乱光を利用した計測を行う。
応力計測方法は、コンクリート構造物９に生じるひずみを直接に計測し、そのひずみから作用応力を得る。ひずみの計測は、光ファイバセンサ２を用いる。光ファイバセンサ２は、いわゆる後方散乱光を利用した計測を行う。
【0033】
光ファイバセンサ２に計測光を入射したとき、光ファイバセンサ２において種々の散乱光が生じる。散乱光のひとつに、レイリー後方散乱光がある。レイリー後方散乱光は、光の波長よりも短い大きさを有する粒子に起因して生じる。レイリー後方散乱光は、透明な液体や固体中でも生じる。基本的にレイリー後方散乱光の周波数（ＲＦ）は、計測光の周波数（ＭＦ）と同じであるが、圧力、温度、ひずみなどに応じて周波数が変化することもある。レイリー後方散乱光の光強度は、計測光の光強度より低くなる。従って、この光強度の変化を利用すれば、光ファイバセンサ２に生じたひずみの大きさを得ることができる。レイリー後方散乱光の光強度は、後述するブリルアン後方散乱光の光強度よりも強い。従って、レイリー後方散乱光を用いた計測は、精度がよく、光のロスに強い。一方、観測量や固有の屈折率に応じた光強度のパターンは、ひずみや温度とは直接の関係性を持たない。
【0034】
また、別の散乱光として、ブリルアン後方散乱光がある。ブリルアン後方散乱光は、計測光に応じて生じた音響フォノンが発生させる屈折率の周期的変調（回折格子）に起因する。回折格子は、音速で移動する。反射時にドップラーシフト（周波数変化）が発生する。この周波数のシフト量は、圧力、温度、ひずみなどに応じて変化する。つまり、ブリルアン後方散乱光の周波数は、計測光の周波数（ＭＦ）と一致しない。例えば、周波数のシフト量は、計測光の周波数（ＭＦ）とブリルアン周波数との周波数差として扱ってよい。ブリルアン後方散乱光の周波数は、光ファイバセンサ２の状態（例えば、ひずみ）に応じて、高くなったり低くなったりする。従って、ブリルアン後方散乱光の周波数を利用すれば、光ファイバセンサ２に生じたひずみの大きさを得ることができる。ブリルアン後方散乱光の光強度は、レイリー後方散乱光の光強度よりも弱い。従って、ブリルアン後方散乱光を用いた計測の精度は、レイリー後方散乱光を用いた計測の精度より低くなり、光のロスに弱い。一方、観測量（例えば、強度ピークの周波数）は、ひずみや温度と直接の関係性を有する。
【0035】
光ファイバセンサ２には、図示しない光源や受光センサが接続されている。光源は光ファイバセンサ２に計測光を入射する。受光センサは、光ファイバセンサ２から出射される散乱光の光強度を得る。
【0036】
＜応力計測部＞
次に、応力計測方法を適用するための計測部について説明する。上述したように、コンクリート構造物９には、応力計測領域１が設定され、応力計測領域１には複数の応力推定領域１１と、複数のひずみ計測領域１２と、複数のスリット形成領域１５と、が設定される。応力計測方法は、いわゆる応力解放法の原理を用いて作用応力の分布を得る。スリット形成領域１５には、作用応力を解放するためのスリット３が設けられる。スリット３が形成されると、応力推定領域１１に存在していた作用応力が解放される。その結果、応力推定領域１１に隣接する領域において作用応力の変化が生じる。作用応力の変化は、解放ひずみをもたらす。従って、応力推定領域１１に隣接する領域に生じるひずみを利用すれば、応力推定領域１１に生じたひずみを推定できる。ひずみにヤング率（縦弾性係数）を乗じたものが応力であるから、応力推定領域１１に生じたひずみは、すなわち、応力推定領域１１において解放された作用応力に換算することができる。
次に、応力計測方法を適用するための計測部について説明する。上述したように、コンクリート構造物９には、応力計測領域１が設定され、応力計測領域１には複数の応力推定領域１１と、複数のひずみ計測領域１２と、複数のスリット形成領域１５と、が設定される。応力計測方法は、いわゆる応力解放法の原理を用いて作用応力の分布を得る。スリット形成領域１５には、作用応力を解放するためのスリット３が設けられる。スリット３が形成されると、応力推定領域１１に存在していた作用応力が解放される。その結果、応力推定領域１１に隣接する領域において作用応力の変化が生じる。作用応力の変化は、解放ひずみをもたらす。従って、応力推定領域１１に隣接する領域に生じるひずみを利用すれば、応力推定領域１１に生じたひずみを推定できる。ひずみにヤング率（縦弾性係数）を乗じたものが応力であるから、応力推定領域１１に生じたひずみは、すなわち、応力推定領域１１において解放された作用応力に換算することができる。
【0037】
第１実施形態では、スリット３の前後に生じるひずみの変化を捉える。ここでいうスリット３の前後とは、光ファイバセンサ２の延びる方向に沿って、スリット３を挟む領域と定義してよい。そうすると、スリット３の前後の領域とは、ひずみ計測領域１２である。
また、第１実施形態では、応力推定領域１１は、スリット形成領域１５を含む。スリット形成領域１５は、ひずみ計測領域１２と重複しないから、スリット形成領域１５を含む応力推定領域１１について、光ファイバセンサ２によるひずみの直接的な計測はなされない。
スリット形成領域１５を含む応力推定領域１１に生じるひずみの分布は、応力推定領域１１を挟む一対のひずみ計測領域１２におけるひずみの分布から推定することができる。
また、第１実施形態では、応力推定領域１１は、スリット形成領域１５を含む。スリット形成領域１５は、ひずみ計測領域１２と重複しないから、スリット形成領域１５を含む応力推定領域１１について、光ファイバセンサ２によるひずみの直接的な計測はなされない。
スリット形成領域１５を含む応力推定領域１１に生じるひずみの分布は、応力推定領域１１を挟む一対のひずみ計測領域１２におけるひずみの分布から推定することができる。
【0038】
応力計測領域１は、ひずみ計測領域１２を含む。ひずみ計測領域１２は、応力推定領域１１に隣接するように設定される。図１の例示では、ひとつの応力推定領域１１に対してふたつのひずみ計測領域１２が設定されている。つまり、ふたつのひずみ計測領域１２は、ひとつの応力推定領域１１を挟むように設定される。ひとつの応力推定領域１１とふたつのひずみ計測領域１２とは、ひとつの応力計測部１０を構成する。応力計測方法では、応力計測部１０ごとに、ひとつの解放ひずみ分布を得る。つまり、応力計測方法では、応力計測部１０ごとに、ひとつの作用応力の値を得る。なお、ひとつの応力推定領域１１に対してひとつのひずみ計測領域１２が設定されていてもよい。
【0039】
応力計測領域１には、光ファイバセンサ２が取り付けられる。より詳細には、光ファイバセンサ２は、ひずみ計測領域１２に対して固定される。コンクリート構造物９への光ファイバセンサ２の固定の態様には特に制限はない。例えば、光ファイバセンサ２は、コンクリート構造物９に接着されてもよい。つまり、コンクリート構造物９に生じたひずみに応じて光ファイバセンサ２にもひずみが生じる態様であればよい。
【0040】
一方、光ファイバセンサ２は、応力推定領域１１を避けるように配置される。この「避けるように配置される」の一例は、光ファイバセンサ２が応力推定領域１１に固定されないことである。例えば、応力推定領域１１に固定されないことは、光ファイバセンサ２が応力推定領域１１を跨ぐように配置されるということもできる。なお、「避けるように配置される」の別の例は、第２実施形態でも説明する。
【0041】
このような計測部によれば、ひずみ計測領域１２に固定された光ファイバセンサ２の固定部分２１において、ひずみを算出可能な光強度情報を得ることができる。固定部分２１に対応する光強度情報を用いることにより、図３（ｂ）に示すようなひずみ分布（グラフＧ３）を得ることができる。応力推定領域１１を跨ぐ光ファイバセンサ２の非固定部分２２では、光強度情報を得ることができるが（グラフＧ３１）、ひずみを算出可能な有効な情報ではないので無視されている（グラフＧ３２）。無視された部分のひずみ分布は、いくつかの手法によって推定される。この推定の手法は、後に変形例としていくつか例示する。
【0042】
＜応力計測方法＞
次に、図２に示すフロー図を参照しながら、応力計測方法について説明する。
次に、図２に示すフロー図を参照しながら、応力計測方法について説明する。
【0043】
まず、光ファイバセンサ２を取り付ける（Ｓ１）。コンクリート構造物９に光ファイバセンサ２を取り付ける具体的な態様は、前述の応力計測部にて説明済みであるから、詳細な説明は省略する。
【0044】
次に、基準となる光強度情報を得る（Ｓ２）。この基準となる光強度情報は、後に取得する第１の光強度情報からレイリー計測によるひずみを得る際の参照データとなる。
【0045】
次に、第１～第Ｎの応力推定領域１１にそれぞれ第１～第Ｎのスリット３を形成する（Ｓ３）。そして、第１の光強度情報を得る（Ｓ４）。
【0046】
次に、第１の光強度情報を用いて、第１～第Ｎのスリット３の形成によって第１～第Ｎの応力推定領域１１に生じた第１～第Ｎの解放ひずみ分布を得る（Ｓ５）。例えば、第１のスリット３を挟むように設定されたひずみ計測領域１２に対応する光強度情報を用いて、第１の解放ひずみ分布（図３（ｂ）参照）を得る。光強度情報から解放ひずみ分布を得る方法については、特に制限はなく公知の手法を用いてよい。
【0047】
次に、第１～第Ｎの解放ひずみ分布を用いて、第１～第Ｎのスリット３を形成する前に第１～第Ｎの応力推定領域１１に作用していたと予想される第１～第Ｎの作用応力を推定する（Ｓ６）。
【0048】
この推定には、２次元ＦＥＭ解析を用いる手法が例示できる。まず、応力計測部１０を模擬する要素モデル（図３（ａ）参照）を設定する。次に、その要素モデルにスリット３を形成したときの仮想ひずみ分布を数値シミュレーションにより得る。この数値シミュレーションを実行するとき、入力パラメータとして仮想作用応力が設定される。つまり、仮想作用応力が作用する要素モデルについて、スリット３を形成したときに生じる仮想ひずみ分布を得る。仮に、仮想作用応力が、実際の作用応力と実質的に一致しているならば、仮想ひずみ分布も計測値として得られている解放ひずみ分布と一致するはずである。そこで、仮想作用応力の設定、仮想ひずみ分布の算出、および仮想ひずみ分布と計測値として得られている解放ひずみ分布との比較を、仮想作用応力を変更しながら繰り返す。仮想ひずみ分布と計測値として得られている解放ひずみ分布とが一致した仮想作用応力を作用応力の推定値として採用する。このような推定の手法は、逆解析とも称される。
【0049】
上述の工程Ｓ１～Ｓ６を実施した結果、第１～第Ｎの作用応力によって示される応力計測領域１の作用応力の分布を得ることができる。
【0050】
次に、第１～第Ｎのスリット３を埋め戻す（Ｓ７）。埋め戻しには、例えば無収縮モルタルを用いてよい。なお、この工程Ｓ７は、省略することもできる。
【0051】
次に、第２の光強度情報を得る（Ｓ８）。第１の光強度情報を得たとき（Ｓ４）から第２の光強度情報を得る（Ｓ８）までの期間に、作用応力に変化が生じた場合には、第１の光強度情報から得られるひずみ分布と、第２の光強度情報から得られるひずみ分布とに違いが現れる。この違いを利用して、作用応力に変化を捉える。つまり、第２の光強度情報を用いて第１～第Ｎの経時ひずみ分布を得る（Ｓ９）。次に、第１～第Ｎの解放ひずみ分布と、第１～第Ｎの経時ひずみ分布との差分を得る（Ｓ１０）。そして、第１～第Ｎの解放ひずみ分布と、第１～第Ｎの経時ひずみ分布との差分から、作用応力の第１～第Ｎの経時変化量を得る（Ｓ１１）。
【0052】
＜作用効果＞
応力計測方法は、複数の応力推定領域１１と複数の応力推定領域１１のそれぞれに隣接するひずみ計測領域１２とが設定されるコンクリート構造物９において、応力推定領域１１を避けると共にひずみ計測領域１２に固定されるように光ファイバセンサ２をコンクリート構造物９に取り付ける工程（Ｓ１）と、複数の応力推定領域１１のそれぞれにおいて、光ファイバセンサ２が延びるＸ方向に対して交差するようにＹ方向に延びる複数のスリット３を形成する工程（Ｓ３）と、複数のスリット３を形成した後に、光ファイバセンサ２に計測光を入射し、計測光に応じて光ファイバセンサ２から出射される戻り光の強度に関する情報を含む第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）と、第１の光強度情報を用いて、スリット３を形成する前に複数の応力推定領域１１のそれぞれに作用していた作用応力を推定する工程（Ｓ６）と、第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）の後に、再び光ファイバセンサ２に計測光を入射することにより、第２の光強度情報を得る工程（Ｓ８）と、第２の光強度情報を用いて、複数のスリット３を形成した後に応力推定領域１１のそれぞれに生じた応力の変化を推定する工程（Ｓ１１）と、を有する。
応力計測方法は、複数の応力推定領域１１と複数の応力推定領域１１のそれぞれに隣接するひずみ計測領域１２とが設定されるコンクリート構造物９において、応力推定領域１１を避けると共にひずみ計測領域１２に固定されるように光ファイバセンサ２をコンクリート構造物９に取り付ける工程（Ｓ１）と、複数の応力推定領域１１のそれぞれにおいて、光ファイバセンサ２が延びるＸ方向に対して交差するようにＹ方向に延びる複数のスリット３を形成する工程（Ｓ３）と、複数のスリット３を形成した後に、光ファイバセンサ２に計測光を入射し、計測光に応じて光ファイバセンサ２から出射される戻り光の強度に関する情報を含む第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）と、第１の光強度情報を用いて、スリット３を形成する前に複数の応力推定領域１１のそれぞれに作用していた作用応力を推定する工程（Ｓ６）と、第１の光強度情報を得る工程（Ｓ４）の後に、再び光ファイバセンサ２に計測光を入射することにより、第２の光強度情報を得る工程（Ｓ８）と、第２の光強度情報を用いて、複数のスリット３を形成した後に応力推定領域１１のそれぞれに生じた応力の変化を推定する工程（Ｓ１１）と、を有する。
【0053】
この方法によれば、コンクリート構造物９に取り付けた光ファイバセンサ２から第１の光強度情報を得ることにより、コンクリート構造物９に設定される複数の応力推定領域１１に対応する複数の作用応力を得ることができる。従って、複数の作用応力の値から構成される応力分布を得るために、応力推定領域１１ごとに計測装置を設置することなく、応力分布を得ることができる。そして、光ファイバセンサ２は、第１の光強度情報を得た後に、さらに第２の光強度情報を得る。この第２の光強度情報によれば、コンクリート構造物９に作用する作用応力の経時的な変化をモニタリングすることができる。
【0054】
仮に、コンクリート構造物９における作用応力の経時変化をモニタリングするために、コンクリート構造物９に光ファイバセンサ２を取り付け、所定のタイミングで光強度情報を取得することを想定する。この場合には、あるタイミングで得た光強度情報と、所定時間が経過したのちに得た光強度情報との差分に基づいて、あるタイミングから所定時間が経過したタイミングまでに作用した応力の変化量を知ることができる。しかし、この応力の変化量は相対的な値であり、コンクリート構造物９に作用している作用応力の絶対値ではない。応力の相対的な変化量がわかったとしても、その変化量がコンクリート構造物９に設定される許容応力を超えるものであるか否かを判断することができない。
【0055】
これに対して、第１実施形態の応力計測方法は、第１の光強度情報からコンクリート構造物９に作用する作用応力の絶対値を知ることができる。そして、第１の光強度情報と、第１の光強度情報を得た後に得られる第２の光強度情報との差分から得られる応力の変化量に対して、第１の光強度情報から得られる作用応力の絶対値を加味すれば、作用応力の絶対値の経時的な変化をモニタリングすることができる。この値は、コンクリート構造物９に設定される許容応力を超えるものであるか否かという判断に供することができる。
【0056】
つまり、応力計測方法は、既設コンクリート部材に作用している応力を分布として評価することができる。また、応力計測方法は、応力の分布を得た後に、スリット３を埋め戻して光ファイバセンサ２を残置することにより、調査した以降の応力変動を同一の光ファイバセンサ２を用いて計測することができる。そのうえ、コンクリート部材の応力分布の把握とその後の変動を計測できるため、その結果に基づいてコンクリート構造物９の改築、補修、補強工事の施工計画、管理を合理化できる。施工後の変動も計測できるため、維持管理における構造性能評価にも活用できる。
【0057】
次に、工程Ｓ６に示す作用応力の推定に関し、ふたつの変形例を示す。
【0058】
＜作用応力の推定に関する変形例１＞
ひずみにヤング率を乗算すると応力を得ることができる。つまり、応力計測部１０における全体の解放ひずみ分布を知ることができれば、応力計測部１０における全体の作用応力も推定が可能である。例えば、解放ひずみ分布において、スリット３に対応する部分（応力推定領域１１）における解放ひずみは、スリット３の形成によって作用応力が解放された結果として生じているとみなすことができる。そこで、解放ひずみ分布の最大値（最大ひずみ）から作用応力を推定する。
ひずみにヤング率を乗算すると応力を得ることができる。つまり、応力計測部１０における全体の解放ひずみ分布を知ることができれば、応力計測部１０における全体の作用応力も推定が可能である。例えば、解放ひずみ分布において、スリット３に対応する部分（応力推定領域１１）における解放ひずみは、スリット３の形成によって作用応力が解放された結果として生じているとみなすことができる。そこで、解放ひずみ分布の最大値（最大ひずみ）から作用応力を推定する。
【0059】
しかし、図４（ａ）に示すような応力計測部１０から得られる解放ひずみ分布（図４（ｂ）のグラフＧ４）は、ひずみ計測領域１２（光ファイバセンサ２の固定部分２１）に対応する部分（図４（ｂ）のグラフＧ４１参照）しか得られていない。つまり、応力推定領域１１を含む部分（光ファイバセンサ２の非固定部分２２）に対応する部分の情報は計測によって得ることができない。そこで、ひずみ計測領域１２に対応する部分の解放ひずみの分布から、応力推定領域１１を含む部分における解放ひずみを推定解放ひずみ（図４（ｂ）のグラフＧ４２参照）として推定する。
【0060】
例えば、解放ひずみの分布は、ある関数（ｆ（ｘ））に従うと仮定できる。そこで、計測値である解放ひずみ分布（グラフＧ４１）を用いてフィッティング演算を行う。その結果、応力推定領域１１を含む部分における解放ひずみ（グラフＧ４２）を推定することができる。そうすると、推定解放ひずみの最大値Ｐ４が得られる。そして、解放ひずみの最大値Ｐ４にヤング率を乗算することによって、作用応力を得ることができる。
【0061】
変形例１の推定によれば、関数のフィッティング演算という比較的計算負荷の軽い処理によって作用応力を得ることができる。作用応力の推定は、第１～第Ｎの応力計測部１０ごとに実施する。計算負荷の軽減は、作用応力の分布を得るうえで有利である。
【0062】
＜作用応力の推定に関する変形例２＞
図５（ａ）に示すように、第２の光ファイバセンサ４をコンクリート構造物９に取り付ける。第２の光ファイバセンサ４は、第２のひずみ計測領域１３に取り付けられる。第２のひずみ計測領域１３は、応力推定領域１１と第１のひずみ計測領域１２とが並ぶ方向（Ｘ方向）に対して平行となるように設定される。第２のひずみ計測領域１２は、応力推定領域１１と交差しない。従って、第２の光ファイバセンサ４は、第２のひずみ計測領域１２の全体に固定される。第２の光ファイバセンサ４の位置は、スリット３の中央からの距離ｄによって規定できる。
図５（ａ）に示すように、第２の光ファイバセンサ４をコンクリート構造物９に取り付ける。第２の光ファイバセンサ４は、第２のひずみ計測領域１３に取り付けられる。第２のひずみ計測領域１３は、応力推定領域１１と第１のひずみ計測領域１２とが並ぶ方向（Ｘ方向）に対して平行となるように設定される。第２のひずみ計測領域１２は、応力推定領域１１と交差しない。従って、第２の光ファイバセンサ４は、第２のひずみ計測領域１２の全体に固定される。第２の光ファイバセンサ４の位置は、スリット３の中央からの距離ｄによって規定できる。
【0063】
図５（ｂ）は、第１の光ファイバセンサ２から得た光強度情報を用いて得た解放ひずみの分布（グラフＧ５Ａ）と、第２の光ファイバセンサ４から得た光強度情報を用いて得た解放ひずみの分布（グラフＧ５Ｂ）と、を示す。解放ひずみの分布（グラフＧ５Ａ）は、第１の光ファイバセンサ２から得た解放ひずみ（グラフＧ５１）を含む。一方、すでに述べたように、第１の光ファイバセンサ２から得た解放ひずみは、応力推定領域１１を含む位置において、計測値が存在しない。計測値が存在しない部分については、推定解放ひずみＧ５２として推定する。一方、第２の光ファイバセンサ４から得た解放ひずみの分布は、すべての位置において計測値が存在する。
【0064】
さらに、グラフＧ５Ａ、Ｇ５Ｂに注目すると、解放ひずみの大きさは異なっているものの、グラフの形状には、なんらかの関係性が見てとれる。解放ひずみの大きさは、スリット３の中央から第２の光ファイバセンサ４までの距離ｄに関係するとすれば、グラフＧ５Ｂと距離ｄとを用いて、グラフＧ５Ａにおける計測値が存在しない部分について推定解放ひずみ（グラフＧ５２）として推定することができる。例えば、グラフＧ５Ａが関数ｆ（ｘ）で表現されるとき、グラフＧ５Ｂは、距離ｄを変数とする関数ｇ（ｄ）と関数ｆ（ｘ）との積（ｇ（ｄ）×ｆ（ｘ））として表現できる。その結果、グラフＧ５Ａにおけるピーク値（解放ひずみの最大値）が得られる。そして、解放ひずみの最大値Ｐ５にヤング率を乗算することによって、作用応力を得ることができる。
【0065】
なお、変形例２において、第２の光ファイバセンサ４に加えて第３の光ファイバセンサのようにスリット３から離れる方向に複数本の光ファイバセンサを取り付けてもよい。このような構成によれば、関数ｇ（ｄ）の精度を高めることができる。
【0066】
［第２実施形態］
第１実施形態では、解放ひずみをもたらす要因は作用応力であるということを前提としていた。しかし、解放ひずみをもたらす応力には、作用応力だけでなくその他の要因に起因する応力を含む。例えば、解放ひずみをもたらす応力として、乾燥収縮やクリープなどによる内部拘束応力が例示できる。解放ひずみから得た応力から、内部拘束応力などを差し引くことにより、有効応力を得ることができる。この解放ひずみから得た応力から差し引かれる応力として、計測対象である応力の作用方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）に作用する応力が例示できる。そこで、第２実施形態では、Ｘ方向における解放ひずみに加えてＹ方向における解放ひずみを得る。そして、Ｘ方向における解放ひずみからＹ方向における解放ひずみを差し引いた値を用いて、有効応力を得る。
第１実施形態では、解放ひずみをもたらす要因は作用応力であるということを前提としていた。しかし、解放ひずみをもたらす応力には、作用応力だけでなくその他の要因に起因する応力を含む。例えば、解放ひずみをもたらす応力として、乾燥収縮やクリープなどによる内部拘束応力が例示できる。解放ひずみから得た応力から、内部拘束応力などを差し引くことにより、有効応力を得ることができる。この解放ひずみから得た応力から差し引かれる応力として、計測対象である応力の作用方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）に作用する応力が例示できる。そこで、第２実施形態では、Ｘ方向における解放ひずみに加えてＹ方向における解放ひずみを得る。そして、Ｘ方向における解放ひずみからＹ方向における解放ひずみを差し引いた値を用いて、有効応力を得る。
【0067】
図６は、第２実施形態における応力計測領域１Ｂを示す。第２実施形態における応力計測領域１Ｂは、Ｘ方向における解放ひずみを得るとともにＹ方向における解放ひずみを得る。まず、スリット３Ａは、Ｘ方向に延びるＸ方向スリット部３２と、Ｙ方向に延びるＹ方向スリット部３１とを含む。Ｘ方向スリット部３２とＹ方向スリット部３１とはそれぞれの中央部分で交差している。そして、この平面視して十字状のスリット３Ａを囲むように十字状の応力推定領域１１Ｂが設定される。
【0068】
ひずみ計測領域１２Ａは、応力推定領域１１Ｂと重複しない位置に設定される。第２実施形態においてひとつの応力計測部１０Ａに含まれるひずみ計測領域１２Ａは、ひとつである。つまり、第２実施形態のひずみ計測領域１２Ａは、第１実施形態のように互いに離れていない。そうすると、光ファイバセンサ２Ａは、非固定部分を設ける必要がなく、すべて固定部分とすることができる。ここで、第１実施形態において光ファイバセンサ２Ａは、「応力推定領域１１Ｂを避けるように取り付けられる」と述べた。第１実施形態では、光ファイバセンサ２に非固定部分を設け、応力推定領域１１を跨ぐようにすることで「応力推定領域１１を避ける」こととした。第２実施形態では、十字状の応力推定領域１１Ｂから所定の距離を保つように離して固定することを「応力推定領域１１Ｂを避ける」ものとする。このような配置は、応力推定領域１１Ｂ（又はスリット３Ａ）を回避するように取り付けるものともいえる。このようなスリット３Ａを回避する光ファイバセンサ２Ａの配置によれば、スリット３Ａを切削するときに光ファイバセンサ２Ａを損傷させるリスクを低減させることができる。
【0069】
そうすると、光ファイバセンサ２Ａは、ひとつの応力計測部１０Ａにおいて、Ｘ方向における解放ひずみを得るための一対のＸ方向計測部２３（第１のファイバ計測部）と、Ｙ方向における解放ひずみを得るための一対のＹ方向計測部２４（第２のファイバ計測部）と、を含む。一対のＸ方向計測部２３は、Ｙ方向スリット部３１を挟む。一対のＹ方向計測部２４は、片側のＸ方向スリット部３２を挟む。なお、Ｙ方向計測部２４は、Ｘ方向スリット部３２の切削による解放ひずみの影響範囲以上であって、光ファイバセンサ２Ａの空間分解能よりも長い長さを確保する。
【0070】
このような応力計測部１０Ａによれば、図７（ａ）に示すような解放ひずみ分布（グラフＧ７Ａ）を得ることができる。解放ひずみ分布は、一対のＸ方向計測部２３に対応する部分の情報に基づく部分（グラフＧ７１）と、推定によって得られる部分（グラフＧ７２）と、を含む。この解放ひずみ分布の最大値Ｐ７１から作用応力と内部拘束応力とを含んだ応力の情報を得ることができる。なお、厳密には、一対のＸ方向計測部２３は、Ｙ方向スリット部３１の中央から所定距離だけ離れている。そこで、第１実施形態の変形例２で例示したように、Ｙ方向スリット部３１の中央からＸ方向計測部２３までの距離を用いて解放ひずみ分布を補正してもよい。
【0071】
さらに、図７（ｂ）に示すような解放ひずみ分布（グラフＧ７Ｂ）を得ることができる。解放ひずみ分布は、Ｙ方向計測部２４に対応する部分の情報に基づく部分（グラフＧ７３）と、推定によって得られる部分（グラフＧ７４）と、を含む。この解放ひずみ分布の最大値Ｐ７２から、内部拘束応力を得ることができる。そして、作用応力と内部拘束応力とを含んだ応力の情報から内部拘束応力を差し引くことによって、有効応力を得ることができる。なお、解放ひずみ分布から応力を推定する手法は、第１実施形態で例示したような２次元ＦＥＭ解析を用いるものでもよいし、第１実施形態の変形例１で例示したフィッティング演算を用いるものでもよい。
【0072】
＜作用効果＞
第２実施形態の応力計測方法によれば、より精度の高い応力を得ることができる。
第２実施形態の応力計測方法によれば、より精度の高い応力を得ることができる。
【0073】
＜第２実施形態に関する変形例＞
図８に示すように、第２のひずみ計測領域１４を設定し、第２の光ファイバセンサ５をコンクリート構造物９に取り付けてもよい。第２のひずみ計測領域１４は、スリット３ＡのＸ方向スリット部３２を軸線として、第１のひずみ計測領域１２Ａに対して線対称に設定される。そして、第２の光ファイバセンサ５も、スリット３ＡのＸ方向スリット部３２を軸線として、第１の光ファイバセンサ２Ａに対して線対称に設定される。
図８に示すように、第２のひずみ計測領域１４を設定し、第２の光ファイバセンサ５をコンクリート構造物９に取り付けてもよい。第２のひずみ計測領域１４は、スリット３ＡのＸ方向スリット部３２を軸線として、第１のひずみ計測領域１２Ａに対して線対称に設定される。そして、第２の光ファイバセンサ５も、スリット３ＡのＸ方向スリット部３２を軸線として、第１の光ファイバセンサ２Ａに対して線対称に設定される。
【0074】
図８に示す光ファイバセンサ２Ａの配置によれば、内部拘束応力を得るための解放ひずみ分布は、片側だけ取得できていた。これに対して、図８に示す変形例の光ファイバセンサ２Ａ、５の配置によれば、内部拘束応力を得るための解放ひずみ分布においても、両側の分布を得ることができる。
【0075】
＜その他の変形例＞
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は第１実施形態、第２実施形態及びにそれらの変形例に限定されるものではない。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は第１実施形態、第２実施形態及びにそれらの変形例に限定されるものではない。
【0076】
応力を解放するための切り込みは、スリットに限定されない。応力を解放するための切り込みとして、例えば、コンクリートカッターによるコア削孔との組み合わせを採用してもよい。図９に示すようにこの場合は、切り込み３Ｄの形状は円形である。光ファイバセンサ６は、Ｘ方向に延びる部分６１と、切り込み３Ｄに沿う円弧状の部分６２と、を含む。Ｘ方向に延びる部分６１及び円弧状の部分６２は、いずれもコンクリート構造物９に固定されている。切り込みの形状が円形であるときの応力解放時のひずみ分布は、切り込みの形状が直線のスリットであるときの応力解放時のひずみ分布とは異なる。しかし、この相違は、ひずみ分布から作用応力を推定する演算手法の選択によって解消することができるので、ひずみ分布から作用応力を推定できる。
【0077】
また、削孔によりコアを採取するので、採取したコアを用いて材料試験を実施することでコンクリートの材料特性も把握できる。
【0078】
従来技術のコア応力解放法では、コア内にひずみゲージを設置して粗骨材の影響を低減しつつ解放ひずみを計測する都合上、直径１００ｍｍ程度のコア抜きを行う必要がある。その一方で、実施形態に係る応力計測方法は、空間分解能が高い光ファイバを用いてコアを抜いた後に生じる周囲のひずみの変化を計測する。従って、コアは周辺ひずみの変化に対して必要最小限のサイズで良い、例えば、材料特性の把握も兼ねる場合、採取するコアのサイズは直径５０ｍｍ程度でも良い。採取するコアのサイズは小さいことは、既設構造物の鉄筋の切断リスクを低減できるというメリットがある。さらに、使用する機材を小型化できるなどのメリットもある。
【0079】
＜第３実施形態＞
前述の第１実施形態の応力測定方法では、図１０（ａ）に示すように、光ファイバセンサ２は、コンクリート構造物９に固定された固定部分２１と、コンクリート構造物９に固定されない非固定部分２２と、を含む。固定部分２１からは、図１０（ｂ）に示すグラフＧ１０のようなひずみ情報を得ることができる。固定部分２１と非固定部分２２との境界近傍は、図１０（ａ）に示すように光ファイバセンサ２は曲線部２１ｓを含む。従って、固定部分２１に対応するグラフＧ１０のうち、曲線部２１ｓの情報（図１０（ｂ）のグラフＧ１０ｓ）は、光ファイバセンサ２の曲げの影響を含むことがある。このグラフＧ１０ｓは、特にスリット３の形成によって生じるひずみの分布を精度よく捉えたい領域である。
前述の第１実施形態の応力測定方法では、図１０（ａ）に示すように、光ファイバセンサ２は、コンクリート構造物９に固定された固定部分２１と、コンクリート構造物９に固定されない非固定部分２２と、を含む。固定部分２１からは、図１０（ｂ）に示すグラフＧ１０のようなひずみ情報を得ることができる。固定部分２１と非固定部分２２との境界近傍は、図１０（ａ）に示すように光ファイバセンサ２は曲線部２１ｓを含む。従って、固定部分２１に対応するグラフＧ１０のうち、曲線部２１ｓの情報（図１０（ｂ）のグラフＧ１０ｓ）は、光ファイバセンサ２の曲げの影響を含むことがある。このグラフＧ１０ｓは、特にスリット３の形成によって生じるひずみの分布を精度よく捉えたい領域である。
【0080】
そこで、第３実施形態では、光ファイバセンサ２の曲げの影響を含まない応力測定方法を説明する。第３実施形態の応力計測方法では、応力計測領域１Ｂに配置される光ファイバセンサ２は、曲げられた部分を含まない。応力計測領域１Ｂに配置される光ファイバセンサ２は、直線状に配置された直線部２１ｋ（図１１参照）を含む。
【0081】
図１１に示すように、第３実施形態の応力測定方法においても、コンクリート構造物９には応力計測領域１Ｂが設定される。応力計測領域１Ｂは、複数の応力推定領域１１Ｂと、ひずみ計測領域１２Ｂと、スリット形成領域１５Ｂ１、１５Ｂ２と、を含む。
【0082】
第１実施形態の応力計測方法では、上述のとおり、第１実施形態では光ファイバセンサ２が固定部分２１と非固定部分２２とを含んでおり、固定部分２１にはコンクリート構造物９のひずみ計測領域１２が対応し、非固定部分２２にはコンクリート構造物９の応力推定領域１１が対応していた。図１０（ａ）にも示すように、第１実施形態では応力推定領域１１と、ひずみ計測領域１２とは、隣り合っているが、重複はしていない。
【0083】
これに対して、第３実施形態の応力計測方法では、図１１に示すように応力推定領域１１Ｂとひずみ計測領域１２Ｂとは、互いに重複する。その結果、応力推定領域１１Ｂに生じるひずみに関する情報を直接に得ることができる。具体的には、互いに重複する応力推定領域１１Ｂ及びひずみ計測領域１２Ｂは、所定の間隔をもってコンクリート構造物９に設定される。所定の間隔は、一定であってもよいし、場所ごとに異なってもよい。そして、光ファイバセンサ２は、このひずみ計測領域１２Ｂに対して固定される。なお、光ファイバセンサ２は、ひずみ計測領域１２Ｂではない計測対象外領域にも固定されている。光ファイバセンサ２のうち、あるひずみ計測領域１２Ｂと、それに隣接する別のひずみ計測領域１２Ｂとの間に存在する部分（計測対象外領域）は、直線部２１ｋとして定義される。
【0084】
そうすると、請求項で定義する「応力推定領域のそれぞれに対応するひずみ計測領域」は、第１実施形態のように「応力推定領域のそれぞれに隣接するひずみ計測領域」との意味を含む。さらに、請求項で定義する「応力推定領域のそれぞれに対応するひずみ計測領域」は、第３実施形態のように「応力推定領域のそれぞれに重複するひずみ計測領域」との意味も含む。
【0085】
一方、第３実施形態では、スリット形成領域１５Ｂ１、１５Ｂ２は、応力推定領域１１Ｂ及びひずみ計測領域１２Ｂのいずれにも重複しない。スリット形成領域１５Ｂ１、１５Ｂ２は、応力推定領域１１Ｂ及びひずみ計測領域１２Ｂを挟むように設定されている。
【0086】
その結果、ひとつのひずみ計測領域１２Ｂに対して一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２が形成される。一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２は、光ファイバセンサ２が延びる方向に対して交差する方向に延びている。一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２は、光ファイバセンサ２を挟む。換言すると、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２は、光ファイバセンサ２が固定されているひずみ計測領域１２Ｂを挟むとも言えるし、ひずみ計測領域１２Ｂと重複している応力推定領域１１Ｂを挟むとも言える。
【0087】
このような一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成すると、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２の周囲における応力の分布に変化が生じる。図１２は、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成したときに生じる応力の分布を模式的に示す。初期応力領域Ｈ１は、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を設けないときにコンクリート構造物９に生じていた応力を示す。これに対して、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２の前後には、初期応力領域Ｈ１の応力よりも小さい大きさである応力が分布する応力緩和領域Ｈ２が生じる。換言すると、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２の前後の領域では、応力が緩和される。一方、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２に挟まれた領域では、初期応力領域Ｈ１の応力よりも大きい応力である応力増大領域Ｈ３が生じる。ひずみ計測領域１２Ｂは、この応力増大領域Ｈ３に対応する。つまり、第１実施形態では、スリット３Ｂ１、３Ｂ２の形成に起因する応力の緩和を捉えた。第３実施形態では、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２の形成に起因する応力の集中（増大）を捉える。
【0088】
一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２のスリット幅Ｗ３Ｂ（図１４（ａ）参照）は、例えば、コンクリートカッターの厚みに対応する。一例として、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２のスリット幅Ｗ３Ｂは、３ｍｍ程度である。さらに、第１のスリット３Ｂ１の端部から第２のスリット３Ｂ２の端部までのスリット距離Ｄ３Ｂは、一例として２０ｍｍである。この距離が狭いほど、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を設けることによる作用応力の変化が大きくなる傾向にある。一方、スリット距離Ｄ３Ｂが狭いほど、コンクリート構造物９の内部構造の影響を受けやすくなる。例えば、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２の間に粗骨材が埋め込まれていると、光ファイバセンサ２から得られるひずみの情報は、粗骨材の影響を受ける。そこで、第１のスリット３Ｂ１の端部から第２のスリット３Ｂ２の端部までのスリット距離Ｄ３Ｂは、粗骨材の最大寸法値を基準にして決定してもよい。例えば、第１のスリット３Ｂ１の端部から第２のスリット３Ｂ２の端部までのスリット距離Ｄ３Ｂは、粗骨材の最大寸法値の４／３以上としてもよい。
【0089】
＜応力計測方法＞
次に、図１３を参照しながら第３実施形態の応力計測方法について説明する。
次に、図１３を参照しながら第３実施形態の応力計測方法について説明する。
【0090】
まず、光ファイバセンサ２を取り付ける（Ｓ１Ｂ）。第３実施形態の応力計測方法は、上述したようにコンクリート構造物９に光ファイバセンサ２を取り付ける具体的な態様が第１実施形態の応力計測方法と相違する。コンクリート構造物９に光ファイバセンサ２を取り付ける具体的な態様は、すでに述べたとおりである。
【0091】
次に、基準となる光強度情報を得る（Ｓ２Ｂ）。この工程Ｓ２は、第１実施形態の応力計測方法と同じである。
【0092】
次に、スリット形成領域１５Ｂ１、１５Ｂ２にそれぞれ一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する（Ｓ３Ｂ）。つまり、第３実施形態の応力計測方法は、上述したようにコンクリート構造物９に一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する具体的な態様が第１実施形態の応力計測方法と相違する。一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２の具体的な態様は、すでに述べたとおりである。そして、第１の光強度情報を得る（Ｓ４Ｂ）。この工程Ｓ４は、第１実施形態の応力計測方法と同じである。
【0093】
次に、第１の光強度情報を用いて、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２の形成によって応力推定領域１１Ｂに生じた解放ひずみ分布を得る（Ｓ５Ｂ）。例えば、ひずみ計測領域１２Ｂに固定されている光ファイバセンサ２の位置に対応する光強度情報を用いて、第１の解放ひずみ分布を得る。光強度情報から解放ひずみ分布を得る方法については、特に制限はなく公知の手法を用いてよい。
【0094】
次に、解放ひずみ分布を用いて、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する前に応力推定領域１１Ｂに作用していたと予想される作用応力を推定する（Ｓ６Ｂ）。この工程Ｓ６は、第１実施形態の応力計測方法と同じである。
【0095】
上述の工程Ｓ１Ｂ～Ｓ６Ｂを実施した結果、応力計測領域１Ｂにおける作用応力の分布を得ることができる。
【0096】
次に、スリット３を埋め戻す工程（Ｓ７Ｂ）と、第２の光強度情報を得る工程（Ｓ８Ｂ）と、第２の光強度情報を用いて経時ひずみ分布を得る工程（Ｓ９Ｂ）と、解放ひずみ分布と、経時ひずみ分布との差分を得る工程（Ｓ１０Ｂ）と、を実施する。そして、当該差分を用いて作用応力の経時変化量を得る（Ｓ１１Ｂ）。これらの工程Ｓ７Ｂ～Ｓ１１Ｂは、第１実施形態の応力計測方法と同じである。
【0097】
＜作用効果＞
第３実施形態である応力計測方法において、ひずみ計測領域１２Ｂは、応力推定領域１１Ｂのそれぞれに重複する。ひずみ計測領域１２Ｂは、スリット形成領域１５Ｂ１、１５Ｂ２に重複しない。光ファイバセンサ２をコンクリート構造物９に取り付ける工程（Ｓ１Ｂ）では、第１のひずみ計測領域１２Ｂから隣接する第２のひずみ計測領域１２Ｂに至る光ファイバセンサ２が直線状となるように光ファイバセンサ２を取り付ける。このように取り付けられた光ファイバセンサ２によれば、コンクリート構造物９への光ファイバセンサ２の取付態様に起因する光強度情報への影響を抑制することができる。
第３実施形態である応力計測方法において、ひずみ計測領域１２Ｂは、応力推定領域１１Ｂのそれぞれに重複する。ひずみ計測領域１２Ｂは、スリット形成領域１５Ｂ１、１５Ｂ２に重複しない。光ファイバセンサ２をコンクリート構造物９に取り付ける工程（Ｓ１Ｂ）では、第１のひずみ計測領域１２Ｂから隣接する第２のひずみ計測領域１２Ｂに至る光ファイバセンサ２が直線状となるように光ファイバセンサ２を取り付ける。このように取り付けられた光ファイバセンサ２によれば、コンクリート構造物９への光ファイバセンサ２の取付態様に起因する光強度情報への影響を抑制することができる。
【0098】
第３実施形態である応力計測方法において、スリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する工程（Ｓ３Ｂ）では、ひとつのひずみ計測領域１２Ｂごとに、光ファイバセンサ２を挟むように第１のスリット形成領域１５Ｂ１及び第２のスリット形成領域１５Ｂ２を設定し、第１のスリット形成領域１５Ｂ１に第１のスリット３Ｂ１を形成すると共に第２のスリット形成領域１５Ｂ２に第２のスリット３Ｂ２を形成する。このように形成された一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２によれば、光ファイバセンサ２で良好に捉えることができるひずみ分布の変化を生じさせることができる。
【0099】
第３実施形態である応力計測方法において、第１のスリット３Ｂ１及び第２のスリット３Ｂ２は、光ファイバセンサ２が延びるＸ方向に対して交差するＹ方向に延びている。第１のスリット３Ｂ１の光ファイバセンサ２側の端部から第２のスリット３Ｂ２の光ファイバセンサ２側の端部までのスリット距離Ｄ３Ｂは、コンクリート構造物９が含む粗骨材の最大寸法値より大きい。このように形成された一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２によれば、粗骨材の影響が抑制された作用応力を得ることができる。
【0100】
第３実施形態である応力計測方法において、第１のスリット３Ｂ１のスリット幅Ｗ３Ｂ及び第２のスリット３Ｂ２のスリット幅Ｗ３Ｂは、光ファイバセンサ２の空間分解能より大きい。このように形成された一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２によっても、良好な作用応力を得ることができる。
【0101】
第３実施形態である応力計測方法において、作用応力を推定する工程（Ｓ６Ｂ）は、仮定した作用応力を含む要素モデルを設定する工程（Ｓ６１Ｂ）と、要素モデルに対して切り込みを設けた結果として得られる仮想ひずみ分布を演算する工程（Ｓ６２Ｂ）と、を含む。そして、仮定した作用応力を変化させながら、要素モデルを設定する工程（Ｓ６１Ｂ）及び仮想ひずみ分布を演算する工程（Ｓ６２Ｂ）を繰り返すことにより、第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布に仮想ひずみ分布が一致する仮定した作用応力を探索する。このような処理によれば、数値解析の手法を用いて作用応力を推定することができる。
【0102】
＜第３実施形態の変形例１＞
第３実施形態において、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する工程（Ｓ３Ｂ）では、図１４（ａ）に例示するようにスリット幅Ｗ３Ｂが３ｍｍ程度であると説明した。このスリット幅Ｗ３Ｂは、３ｍｍよりも大きくしてもよい。例えば、拡大したスリット幅Ｗ３Ｂは、図１４（ｂ）に示すように１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下の値であってもよい。スリット幅Ｗ３Ｂを大きくすることによれば、解放圧縮ひずみが発生する応力増大領域Ｈ３を光ファイバセンサ２の軸方向に広げることができる。
第３実施形態において、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する工程（Ｓ３Ｂ）では、図１４（ａ）に例示するようにスリット幅Ｗ３Ｂが３ｍｍ程度であると説明した。このスリット幅Ｗ３Ｂは、３ｍｍよりも大きくしてもよい。例えば、拡大したスリット幅Ｗ３Ｂは、図１４（ｂ）に示すように１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下の値であってもよい。スリット幅Ｗ３Ｂを大きくすることによれば、解放圧縮ひずみが発生する応力増大領域Ｈ３を光ファイバセンサ２の軸方向に広げることができる。
【0103】
スリット幅Ｗ３Ｂが比較的狭い場合には、図１４（ｃ）のグラフＧ１４１に示すように、解放圧縮ひずみの分布は、急峻なピークを示す。このようなグラフは、解放圧縮ひずみが局所的に作用していることを示す。急峻なピークを捉えるために、光ファイバセンサ２には高い分解能が要求される。
【0104】
スリット幅Ｗ３Ｂが比較的広い場合には、図１４（ｄ）のグラフＧ１４２に示すように、解放圧縮ひずみの分布は、緩やかなピークを示す。このようなグラフは、解放圧縮ひずみが広い範囲にわたって作用していることを示す。緩やかなピークを捉えるためには、光ファイバセンサ２には高い分解能が要求されない。図１４（ｄ）のグラフＧ１４２に示される解放圧縮ひずみの分布を捉える場合には、光ファイバセンサ２の分解能は低くてもよい。空間分解能が低い光ファイバセンサ２から得たデータの処理は、計算の負荷が少ない。従って、計測に要する時間を短縮することができる。また、高性能な計測機器を必要としないので、計測機器の選択の幅を広げることもできる。
【0105】
＜第３実施形態の変形例２＞
第３実施形態において、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する工程（Ｓ３Ｂ）では、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２は直線状であった。コンクリート構造物９に設ける切り込みは、図１５に示すように平面視して円形状である円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２であってもよい。一対の円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２のそれぞれの直径は、特に限定されないが、一例として５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であってもよい。一対の円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２は、平面視して円形状の刃を有するコンクリートカッターの回転によって形成される。このようなコンクリートカッターによれば、一方の円形スリット３Ｃ１から他方の円形スリット３Ｃ２に向かってコンクリートを割り割くようにカッターの歯が入ることがない。換言すると、コンクリートカッターで切削するときに、ひずみ計測領域１２Ｂにおいて一方の円形スリット３Ｃ１から他方の円形スリット３Ｃ２に向かうような外力が生じない。その結果、解放圧縮ひずみの増加が生じる領域に意図しない引張応力が作用することが抑制されるので、解放圧縮ひずみの計測値に与える影響を抑制することができる。
第３実施形態において、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する工程（Ｓ３Ｂ）では、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２は直線状であった。コンクリート構造物９に設ける切り込みは、図１５に示すように平面視して円形状である円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２であってもよい。一対の円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２のそれぞれの直径は、特に限定されないが、一例として５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であってもよい。一対の円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２は、平面視して円形状の刃を有するコンクリートカッターの回転によって形成される。このようなコンクリートカッターによれば、一方の円形スリット３Ｃ１から他方の円形スリット３Ｃ２に向かってコンクリートを割り割くようにカッターの歯が入ることがない。換言すると、コンクリートカッターで切削するときに、ひずみ計測領域１２Ｂにおいて一方の円形スリット３Ｃ１から他方の円形スリット３Ｃ２に向かうような外力が生じない。その結果、解放圧縮ひずみの増加が生じる領域に意図しない引張応力が作用することが抑制されるので、解放圧縮ひずみの計測値に与える影響を抑制することができる。
【0106】
さらに、円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２を切削した部位から、コンクリートのコアを採取してもよい。そして、材料特性を得るためのサンプルとして採取したコンクリートのコアを用いてもよい。
【0107】
要するに、第３実施形態の変形例２である応力計測方法において、円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２を形成する工程（Ｓ３Ｂ）では、平面視して円形である円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２を形成する。このように形成された円形スリット３Ｃ１、３Ｃ２によれば、切り込み作業がコンクリート構造物９のひずみ分布に与える影響を抑制することができる。
【0108】
＜第３実施形態の変形例３＞
第３実施形態の作用応力を推定する工程（Ｓ６Ｂ）では、ひずみ計測領域１２Ｂに生じたひずみ分布をフィッティングする手法を用いた。作用応力は、フィッティングする手法とは異なる手法によって得てもよい。
第３実施形態の作用応力を推定する工程（Ｓ６Ｂ）では、ひずみ計測領域１２Ｂに生じたひずみ分布をフィッティングする手法を用いた。作用応力は、フィッティングする手法とは異なる手法によって得てもよい。
【0109】
解放圧縮ひずみの最大値と作用応力との関係を示す変換情報を予め得ておく。図１６のグラフＧ１６は、この変換情報の一例である。縦軸は解放圧縮ひずみを示す。横軸は作用応力を示す。解放圧縮ひずみの値がわかると、当該解放圧縮ひずみの値から対応する作用応力に変換することができる。なお、解放圧縮ひずみの最大値と作用応力との関係を示す変換情報は、図１６に示すグラフＧ１６に限定されない。例えば、変換情報は、解放圧縮ひずみの最大値を独立変数とし、作用応力を従属変数とする関数であってもよい。また、解放圧縮ひずみの最大値と作用応力とが併記された一覧表であってもよい。
【0110】
解放圧縮ひずみの最大値と作用応力との関係を示す変換情報は、工程Ｓ６で例示した２次元ＦＥＭ解析によって得てもよい。まず、コンクリート構造物９の応力計測領域１Ｂを模擬する要素モデルを設定する。この要素モデルは、応力計測領域１Ｂの材料諸元、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２のスリット幅Ｗ３Ｂ及びスリット距離Ｄ３Ｂといった変数によって定義できる。そして、一対のスリット３Ｂ１、３Ｂ２を形成する前に応力計測領域１Ｂに生じている初期作用応力を変更しながら、複数回の解析を実施する。その結果、図１６に示すような解放圧縮ひずみの最大値と作用応力との関係を示す変換情報を得ることができる。
【0111】
まず、第１～第Ｎの解放圧縮ひずみの分布を得る（Ｓ５Ｂ）。そして、解放圧縮ひずみの分布における最大値を抽出する。次に、上述した変換情報を用いて、抽出した解放圧縮ひずみの最大値を作用応力に変換する。例えば、解放圧縮ひずみの最大値が－８０μ（図１６の符号Ｐ１６１）であるとき、当該解放圧縮ひずみの最大値に対応する作用応力は、グラフＧ１６を参照すると６．４Ｎ／ｍｍ２程度（図１６の符号Ｐ１６２）であることがわかる。また、グラフＧ１６を定義する関数が既知である場合には、解放圧縮ひずみの最大値を当該関数に代入することによって、作用応力を得ることもできる。
【0112】
このような手法によれば、工程Ｓ６Ｂにおいて、ひずみ計測領域１２Ｂごとにフィッティング処理を行う必要がない。このような手法によれば、解放圧縮ひずみの最大値を当該関数に代入して作用応力を得るといった負荷の軽い処理によって結果を得ることができる。従って、速やかに作用応力を推定することができる。
【0113】
要するに、第３実施形態の変形例３である応力計測方法において、作用応力を推定する工程（Ｓ６Ｂ）は、第１の光強度情報が示す計測ひずみ分布が含む最大値を得ることと、計測ひずみ分布が含む最大値を作用応力に変換することと、を含む。このような処理によれば、計算負荷の小さい演算によって作用応力を推定することができる。
【符号の説明】
【0114】
１…応力計測領域、２，２Ａ，４，５，６…光ファイバセンサ、２１ｓ…曲線部、２１ｋ…直線部、２１…固定部分、２２…非固定部分、２３…Ｘ方向計測部、２４…Ｙ方向計測部、３，３Ａ…スリット、３１…Ｙ方向スリット部、３２…Ｘ方向スリット部、３Ｄ…切り込み、９…コンクリート構造物（計測対象物）、１０，１０Ａ…応力計測部、１１，１１Ｂ…応力推定領域、１２，１２Ａ，１３，１４，１２Ｂ…ひずみ計測領域、１５、１５Ｂ１，１５Ｂ２…スリット形成領域（切り込み形成領域）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】