2015 Fiscal Year Research-status Report

ポケット式落石防護網の設計法の課題に対する衝撃応答解析による解明

Research Project

Project/Area Number	26420456
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	前川幸次金沢大学, 環境デザイン学系, 教授 (00124024)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	ポケット式落石防護網 / 衝撃応答解析 / 吸収エネルギー / エネルギーロス / 落石対策便覧
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，ポケット式落石防護網の落石エネルギーの吸収過程を衝撃応答解析により調査し，「道路土工指針」および「落石対策便覧」における簡易設計法で疑義が生じた“エネルギーロス”の是非を解明することを目的としている。そのため，従来型のポケット式落石防護網の構造設計例を収集し，その設計条件の下で衝突解析コードLS-DYNAによる衝撃応答解析を実施した。その結果，初年度には一般的な設計例８件について落石を捕捉できることが確認され，“エネルギーロス”を考慮した簡易設計法により架設されたポケット式落石防護網が不適切な（危険な）構造物ではないことを示すことができた。その内容は第70回土木学会年次学術講演会で発表したが，解析モデルの設定および精度に影響を受ける懸念が指摘された。また，簡易設計法では一部の部材について取り入れている部材力の許容値（安全率）を超過するケースが解析例で確認されたことから，全部材についての許容値レベルでの安全性の検討も行うことになった。そのために，寒地土木研究所が行った従来型ポケット式落石防護網の実験データに基づいて数値解析モデルの詳細な改良を行って精度の向上を試行した。その後，平成27年度の当初計画としていた，ポケット式落石防護網の設計落石条件と同じ衝突エネルギーの下で，欧州で採用されている落石衝突速度（25 m/s）を標準値として落石径すなわち質量を変えた場合および衝突位置を変化させた種々の条件についての衝撃応答解析による数値実験を行い，ポケット式落石防護網の性能（落石を捕捉すること）と全部材の許容値レベルでの安全性という観点で，道路土工指針および落石対策便覧における簡易設計手法の妥当性および結果の安全性について検討を行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 前年度終了時での研究は当初の計画以上に進展していたが，その衝撃応答解析結果を詳細に検討する中で，簡易設計法では検討されていない部材の許容値レベルでの安全性に問題がある事例も得られた。そのため，再度，従来型ポケット式落石防護網の実験データに基づいて数値解析モデルの詳細な改良を繰り返し試行した。その結果，許容できる精度を得るまでに時間を要したことから，平成27年度当初計画である種々の落石衝突条件についての衝撃応答解析による数値実験は，収集した全設計構造体（従来型ポケット式落石防護網）に対しては実施できず，寒地土木研究所が実施した実験構造体についての検討に留まっている。
Strategy for Future Research Activity	当初計画で平成27年度に予定していた「既設のポケット式落石防護網の性能評価のための数値実験」を行う。数値実験では，既設のポケット式落石防護網の捕捉可能な最大の落石衝突エネルギーを探索するために，落石の衝突速度は25 m/sに固定し，落石径すなわち質量を逐次増加させて性能評価を行う。その際に落石を捕捉するという性能のみならず，簡易設計法では対象としていない全部材についての影響度の検討も行う。さらに，落石衝突位置がポケット式落石防護網の端部か中央部かによって柔軟性への影響（エネルギーロス）が異なると考えられるため，落石衝突位置の影響についても数値実験を行う。数値実験の結果を総合して，ポケット式落石防護網の簡易設計法におけるエネルギーロスの有効性およびエネルギーロスに影響する防護網の質量算定の適正な範囲および累加形式の性能評価式の是非を解明する。
Causes of Carryover	研究代表者が解析モデル作成の試行による解析精度の確認作業を行ったことにより，研究進捗がやや遅れたため，当初計画の数値実験による解析データの整理にまでは至らなかった。それにより人件費・謝金が不要となった分を運動計測解析ソフトウェアの購入に当てたが，残額を生じた。
Expenditure Plan for Carryover Budget	次年度使用額（B-A）は\34,671であり，当初の計画（総額700,000）に組み入れても使用計画を変更する程の影響はない。