土砂斜面上の落石の運動および衝撃力に及ぼす地盤特性の影響

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650497
• Research Institution: Matsue National College of Technology
• Principal Investigator: 河原 荘一郎 松江工業高等専門学校, 助教授 (50169752)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 室 達朗 愛媛大学, 工学部, 教授 (00025967)
• Keywords: 落石 / 衝撃 / 落石覆工 / 敷砂緩衡材 / 斜面勾配 / シミュレーション / 運動定数 / 速度残存係数

Research Abstract

1)落石が落石覆工に衝突する際の衝撃力に及ぼす敷砂緩衝材の密度の影響
直径50mmの平底の重錘(落石に相当する)を,内径180mm,高さ300mmのモールドに充填した3種類の乾燥密度からなるまさ土(敷砂緩衝材に相当する)上に,落下高16〜46cm,重錘質量3〜7kgの計16通りの組合せにて落下させ,重錘貫入量,重錘加速度,およびモールド底面土圧を測定した.その結果,以下に示す知見が得られた.
1.重錘貫入量および衝撃持続時間は,供試土の乾燥密度が増加するにしたがって減少する.
2.重錘の衝撃加速度モールド底面土圧および衝撃波伝播速度は,供試土の乾燥密度が増加するにしたがって増加する.
3.衝撃圧力伝達率(土の表面に加わった衝撃圧力がモールド底面に到達する割合)は,供試土の乾燥密度の影響をほとんど受けない.
2)土砂斜面上の落石の運動に関するシミュレーション解析
任意の斜面傾斜角,円柱落石の半径・質量における平坦均質な土砂斜面上の落石の沈下量,スリップ率,斜面方向加速度を求めるシミュレーション解析を行った.落石の沈下量を考慮するため,土砂斜面上の落石の線運動解析にテラメカニックスにおける剛性車輪の走行理論の適用を試み,Visual Basic 6.0を用,いて土砂斜面上の落石の線運動(並進運動および回転運動)に関するプログラムを作成した.
その結果,垂直地盤反力の斜面方向成分で表される締固め抵抗が,土砂斜面上の落石の線運動にかなり影響を及ぼすことが判明した.ここで提案したシミュレーション解析法の適応性は,定量的にはまだ不充分であるが,定性的にはある程度満足のいくものである.

Research Products

• [Publications] 河原荘一郎: "土砂斜面上の落石の線運動解析へのテラメカニックスの適用"第1回オーガナイズド・テラメカニックス・ワークショップin仙台講演論文集. 67-72 (2001)
• [Publications] 河原荘一郎: "Effect of Dry Density of Sandy Soil to Impact Response Due to Rockfall"Proceedings of the 6th Asia-Pacific Regional Conference of the International Society for Terrain-Vehicle Systems. 359-363 (2001)
• [Publications] 河原荘一郎: "落石の衝撃力に及ぼす敷砂緩衝材の密度の影響"松江工業高等専門学校研究紀要. 第37号. 33-38 (2002)
• [Publications] 河原荘一郎: "重錘落下の衝撃応答に及ぼすまさ土の密度の影響"第54回土木学会中国支部研究発表会発表概要集. (印刷中). (2002)