JP2009162507A - Stable state evaluation device, stable state evaluation method, and stable state evaluation program - Google Patents

Stable state evaluation device, stable state evaluation method, and stable state evaluation program Download PDF

Info

Publication number
JP2009162507A
JP2009162507A JP2007339419A JP2007339419A JP2009162507A JP 2009162507 A JP2009162507 A JP 2009162507A JP 2007339419 A JP2007339419 A JP 2007339419A JP 2007339419 A JP2007339419 A JP 2007339419A JP 2009162507 A JP2009162507 A JP 2009162507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
stone
time history
history information
evaluation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007339419A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Tsunekawa
裕史 恒川
Yuichi Komura
雄一 甲村
Yoshio Suzuki
吉夫 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takenaka Komuten Co Ltd
Original Assignee
Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takenaka Komuten Co Ltd filed Critical Takenaka Komuten Co Ltd
Priority to JP2007339419A priority Critical patent/JP2009162507A/en
Publication of JP2009162507A publication Critical patent/JP2009162507A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
  • Retaining Walls (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stable state evaluation device, a stable state evaluation method, and a stable state evaluation program, capable of evaluating with high accuracy the stable state of a stone material constituting a stone wall, without dismantling the stone wall. <P>SOLUTION: A PC 12 acquires time history information of a translational acceleration in an evaluation object stone material 50, when applying an impact force by an impulse hammer 16 to the evaluation object stone material 50 which is an evaluation object in the stable state of the stone wall, constituted by piling up a plurality of stone materials; acquires time history information of the impact force; detects static rigidity pertaining to translation movement, based on the time history information of the translational acceleration and the time history information of the impact force; evaluates the stable state of the evaluation object stone material 50 based on the detected static rigidity; and displays information showing the evaluation result on a display. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムに係り、より詳しくは、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣における各石材の安定状態を評価する安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムに関する。   The present invention relates to a stable state evaluation device, a stable state evaluation method, and a stable state evaluation program, and more specifically, a stable state evaluation device that evaluates a stable state of each stone in a stone wall formed by stacking a plurality of stones, The present invention relates to a stable state evaluation method and a stable state evaluation program.

城郭は日本全国に広く分布しているが、文化財としての価値を考えると、天守閣や櫓等の建築物に加えて、石垣もその重要な要素である。こうした城郭の石垣は、何れも築造から400年程度経過しているが、明治時代以降はメンテナンスが不十分であり、150程度の城郭で補修が必要と考えられる。   The castle is widely distributed throughout Japan, but considering its value as a cultural property, stone walls are an important factor in addition to buildings such as castle towers and walls. All of these castle stone walls have been built for about 400 years, but since the Meiji period, maintenance has been insufficient, and it is thought that repairs are required at about 150 castle walls.

しかしながら、城郭石垣、特に空積み石垣に関する評価・補修技術は確立されておらず、石工の経験に頼って施工するのが現状であり、技術の確立が望まれている。石垣のメンテナンスにあたっては、補修すべき石垣を判別するため、石垣の健全性を評価する方法が必要である。   However, evaluation and repair technology for castle stone walls, especially empty stone walls, has not been established, and construction is based on the experience of masonry, and establishment of the technology is desired. In the maintenance of the stone wall, in order to identify the stone wall to be repaired, a method for evaluating the soundness of the stone wall is necessary.

こうした石垣の健全性を評価するためには、個々の石材を積み上げた石垣が、どのような力学的安定状態にあるかを知ることが重要である。このようなブロック状の物体を積み上げた構造物では、個々の物体の接触状態や相互の位置関係から物体間の接触力が変化し、このため大きな接触力が作用する石材と、あまり接触力が作用しない、いわば遊んでいる石材とが生じることが知られている。このような接触力のばらつきが生じると、大きな接触力が作用する石材に割れが生じたり、あまり接触力が作用しない石材が背後の地盤の圧力に押されて、はらみ出しが生じたりして、結果として石垣を不安定にする要因となる。   In order to evaluate the soundness of such stone walls, it is important to know what mechanically stable state the stone walls are made up of individual stones. In such a structure in which block-shaped objects are stacked, the contact force between the objects changes depending on the contact state of each object and the mutual positional relationship. It is known that there will be stones that do not work, so to speak. When such a variation in contact force occurs, cracks occur in the stone material where a large contact force acts, or the stone material where the contact force does not act so much is pushed by the pressure of the ground behind, causing protrusion. As a result, the stone wall becomes unstable.

従来、こうした石材の安定状態を評価するために適用できる技術として、非特許文献1には、外側からわかる石垣の個々の石材の位置関係から、石垣相互の力を計算する技術が開示されている。   Conventionally, as a technique that can be applied to evaluate the stable state of such stone materials, Non-Patent Document 1 discloses a technique for calculating the force between stone walls based on the positional relationship of the individual stone materials known from the outside. .

また、特許文献1には、石垣の内部に向かって電磁波を発信すると共に、反射した電磁波を受信し、当該受信波に基づいて石材の控え長さや石垣背面構造を推定する技術が開示されている。
長瀬、久徳,「飛鳥時代古墳石室の石積み構造について」,第7回電子計算機利用シンポジウム,日本建築学会,1985年 特開2000−352509号公報
Patent Document 1 discloses a technique for transmitting an electromagnetic wave toward the inside of a stone wall, receiving the reflected electromagnetic wave, and estimating the length of the stone and the back surface of the stone wall based on the received wave. .
Nagase, Hisanori, “On the Masonry Structure of the Asuka Period Kofun Stone Chamber”, 7th Symposium on Using Computers, Architectural Institute of Japan, 1985 JP 2000-352509 A

しかしながら、上記非特許文献1に開示されている技術では、当該非特許文献1が対象としているような石材全体が観察できる石積み構造物の場合には有効であるが、石垣のように各石材の大部分が観察できない対象に対しては適用することが難しく、適用するためには石垣を解体する必要がある、という問題点があった。また、石材の接触力は当該石材の微妙な突起や窪み等によって大きく変化するため、上記非特許文献1に開示されている技術では、必ずしも精度のよい評価を行うことができるとは限らない、という問題点があった。   However, the technique disclosed in Non-Patent Document 1 is effective in the case of a masonry structure in which the entire stone material targeted by Non-Patent Document 1 can be observed. It was difficult to apply to most unobservable objects, and there was a problem that it was necessary to dismantle the stone wall in order to apply. In addition, since the contact force of the stone material greatly changes due to the delicate projections or depressions of the stone material, the technique disclosed in the Non-Patent Document 1 does not always allow accurate evaluation. There was a problem.

また、上記特許文献1に開示されている技術では、石垣を構成する石材の見えない部分の状態を或る程度は評価することができるものの、この技術においても、石材に微妙な突起や窪み等が存在する場合には、必ずしも精度のよい評価を行うことができるとは限らない、という問題点があった。   In addition, in the technique disclosed in Patent Document 1, although the state of the invisible portion of the stone material constituting the stone wall can be evaluated to some extent, even in this technique, subtle protrusions, depressions, etc. However, there is a problem that accurate evaluation cannot always be performed.

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することのできる安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a stable state evaluation apparatus and a stable state evaluation that can accurately evaluate the stable state of a stone material constituting the stone wall without dismantling the stone wall. It is an object to provide a method and a steady state evaluation program.

ここで、本発明の原理を説明する。   Here, the principle of the present invention will be described.

本発明の発明者らは、石垣に対して打撃を行ったときの加速度応答を計測することによる以下に示す各種実験を行った。
1.切込直積実験(以下、「実験EA」という。)
1−1.目的
石材を2個積み重ねた場合の下の石材とブルーシートの間のバネ定数の評価。
1−2.解説
本発明の発明者らは、石垣模型のバネ定数を打撃実験の動的剛性から推定することを試みているが、下の石材を打撃した場合にも上の石材が応答してしまい、2自由度系の影響が出てしまう。このため、下の石材の剛性を正しく評価することができない。そこで、図15に示すように、石材と石材との間を石膏で固め、上の石材が独立に運動しないように、単なる質量として働くようにしてバネ定数を推定する。
1−3.結果
上の石材と下の石材との間を石膏で固定したため、上下の石材は一体として挙動し、上下の加速度はほぼ等しくなる(その差は石材自体の弾性変形であるため僅かとなる)はずであったが、図16及び図17から、上の石材は下の石材に比較してかなり大きな加速度となった。
The inventors of the present invention conducted various experiments shown below by measuring the acceleration response when the stone wall was hit.
1. Cutting direct product experiment (hereinafter referred to as “Experiment EA”)
1-1. Purpose Evaluation of the spring constant between the stone and the blue sheet when two stones are stacked.
1-2. Explanation The inventors of the present invention have tried to estimate the spring constant of the stone wall model from the dynamic stiffness of the hit experiment, but the upper stone material responds even when the lower stone material is hit. The influence of the degree of freedom system will come out. For this reason, the rigidity of the lower stone cannot be evaluated correctly. Therefore, as shown in FIG. 15, the stone constant between the stones is hardened with gypsum, and the spring constant is estimated by acting as a simple mass so that the upper stones do not move independently.
1-3. Result Since the upper stone and the lower stone are fixed with gypsum, the upper and lower stones should behave as one body, and the vertical acceleration should be almost equal (the difference will be small because the elastic deformation of the stone itself). However, from FIG. 16 and FIG. 17, the upper stone has a considerably larger acceleration than the lower stone.

このため、主要な運動は上下の石材が同じように動く並進運動ではなく、底面を中心とした回転運動であると考え、これに基づいて計算した角加速度のアクセレランスを図18に示す。予想した通り、60Hz以下ではぴったり一致し、この振動数帯の主要な運動が石材の底面を中心とした回転運動であることがわかった。なお、以下では、並進運動を「Sway」ともいい、回転運動を「Rocking」ともいう。   For this reason, it is considered that the main motion is not a translational motion in which the upper and lower stones move in the same way, but a rotational motion around the bottom surface, and the acceleration of angular acceleration calculated based on this is shown in FIG. As expected, it was exactly the same at 60 Hz or less, and it was found that the main motion in this frequency band was rotational motion around the bottom of the stone. Hereinafter, the translational motion is also referred to as “Sway”, and the rotational motion is also referred to as “Rocking”.

Sway(A)は上下で同じで、加速度センサの位置からRocking(B)は3倍とすると、下の石材は‘A(t)+B(t)’で、上の石材は‘A(t)+3B(t)’となり、SwayとRocking(下の石材の位置での加速度で表示)を分離することができる。こうした前提で計算したものが図19及び図20である。また、これらのフーリエ・スペクトルを図21(A),(B)に示す。これらから、Rockingの卓越振動数は20Hz及び50Hz付近に、Swayの卓越振動数は130Hz付近に各々存在することが分かる。   Sway (A) is the same for the top and bottom, and if Rocking (B) is tripled from the position of the acceleration sensor, the lower stone is' A (t) + B (t) 'and the upper stone is' A (t) + 3B (t) ′, and Sway and Rocking (displayed by acceleration at the position of the lower stone) can be separated. Figures 19 and 20 show the calculation based on these assumptions. In addition, these Fourier spectra are shown in FIGS. From these, it can be seen that the dominant frequency of Rocking is around 20 Hz and 50 Hz, and the dominant frequency of Sway is around 130 Hz.

一連の結果から、石材の運動はSwayとRockingを分けて考えなければならないことが分かった。
2.切込底部固定直積実験(以下、「実験G」という。)
2−1.目的
石材が1個の状態で、石材への打撃による振動が、石材の運動なのか床の変形なのかを確認する。
From a series of results, it was found that stone movement must be considered separately from Sway and Rocking.
2. Incision bottom fixed direct product experiment (hereinafter referred to as “Experiment G”)
2-1. Objective With one stone, check whether the vibration caused by striking the stone is the movement of the stone or the deformation of the floor.

また、石材を2個積み重ねた場合の石材の運動の様子を調べる。
2−2.解説
実験EAで、石材の運動は石材底面(床との接触部分)を中心とした回転運動が支配的であることが分かった。
Moreover, the state of the movement of the stone when two stones are stacked is examined.
2-2. Explanation In Experiment EA, it was found that the movement of the stone is dominated by the rotational movement around the bottom of the stone (the part in contact with the floor).

そこで、これがブルーシートの影響なのか、床の変形の問題なのかを確かめるため、図22に示されるように、石材1個の実験を行う。石材は石膏で床に完全に固定されているため、これで回転運動が検出されれば床が変形していると見なせる。なお、床の振動が極力発生しないように、実験は基礎ばりの上で行う。   Therefore, in order to ascertain whether this is the effect of the blue sheet or the problem of the deformation of the floor, as shown in FIG. 22, one stone material is tested. Since the stone is completely fixed to the floor with gypsum, it can be considered that the floor is deformed if a rotational movement is detected. The experiment is carried out on the foundation beam so that floor vibration does not occur as much as possible.

床の振動が発生していないことを確認した後、石材を2個積み重ねた場合の打撃による石材の挙動を調べる。
2−3.結果
図23に、石材1個のモデルの結果を示す。実験EAとは異なり、卓越振動数は700Hz付近であり、床の振動ではないことを確認した。動的剛性では、上と下とで2.0×10と6.0×10と剛性が異なっているが、これは石材自身のせん断あるいは曲げ変形によるものと考えられる。
After confirming that there is no vibration on the floor, the behavior of the stone by striking when two stones are stacked is examined.
2-3. Results FIG. 23 shows the results of a model of one stone. Unlike the experiment EA, it was confirmed that the dominant frequency was around 700 Hz and not floor vibration. In the dynamic stiffness, the stiffness is different between 2.0 × 10 9 and 6.0 × 10 9 between the top and bottom, which is considered to be due to the shearing or bending deformation of the stone itself.

次に、図24に示される石材2個を積み重ねたモデルにより実験を行う。なお、加速度センサの数が不足しているため、このモデルでは下の石材の挙動を正確に捉えることができない。そのため、ここでは石材(1)と石材(2)との相対運動ではなく、石材(2)の絶対運動を議論することとする。図25及び図26は、図24に示される配置1の状態で石材(1)を打撃した結果である。この結果から、Sway(石材(1)の動きを含む石材(2)の並進運動)の剛性は1011N/m程度、Rocking(石材(1)の回転を含む石材(2)の回転運動)の剛性は10N/radian程度であることが分かる。 Next, an experiment is performed using a model in which two stones shown in FIG. 24 are stacked. Since the number of acceleration sensors is insufficient, this model cannot accurately capture the behavior of the underlying stone. Therefore, let us discuss the absolute motion of the stone (2), not the relative motion of the stone (1) and the stone (2). 25 and 26 show the results of hitting the stone (1) in the state of the arrangement 1 shown in FIG. From this result, the rigidity of Sway (the translational motion of the stone (2) including the motion of the stone (1)) is about 10 11 N / m, and the Rocking (the rotational motion of the stone (2) including the rotation of the stone (1)) It can be seen that the rigidity of is about 10 8 N / radian.

図27に、観測した加速度と、それに基づいて算出した石材(2)のSway及びRockingの加速度の時刻歴を示す。同図において回転分とは、Rockingによって石材(2)の中央で生じた加速度で、これをSwayと比較すると、ほぼ同じ大きさになっていることが分かる。   FIG. 27 shows the observed acceleration and the time history of the Sway and Rocking acceleration of the stone (2) calculated based on the observed acceleration. In the figure, the amount of rotation is the acceleration generated at the center of the stone (2) by rocking, and it can be seen that this is almost the same size when compared with Sway.

図28は同じ配置1で、石材(2)を打撃した結果である。この結果から、Rockingの剛性は10N/radian程度であることが分かる。打撃位置によって剛性が異なるのは、石材(2)を打撃した場合にはその力がすべて石材(1)に向かって流れるのに対して、石材(1)を打撃した場合には石材(2)に向かうと同時に床に向かっても流れるためと考えられる。 FIG. 28 shows the result of hitting the stone (2) with the same arrangement 1. From this result, it can be seen that the rigidity of Rocking is about 10 7 N / radian. The rigidity varies depending on the striking position. When the stone (2) is hit, all the force flows toward the stone (1), whereas when the stone (1) is hit, the stone (2) This is thought to be due to flowing toward the floor at the same time.

次に、図24に示される配置2で石材(1)を打撃した結果を図29に示す。Rockingの剛性は10N/radian程度で図26と比較して若干小さくなっているものの、石材と石材との間に砂を挟んでいるにもかかわらず、大きな変化とは言えない。これは、石材(1)を打撃した場合、力の流れは床に向かうものが主であることを示していると考えられる。なお、図30には、配置2の実際の計測状態が示されている。 Next, FIG. 29 shows the result of hitting the stone (1) with the arrangement 2 shown in FIG. Although the rigidity of Rocking is about 10 8 N / radian, which is slightly smaller than that of FIG. 26, it cannot be said that the rocking rigidity is greatly changed although sand is sandwiched between stones. This is considered to indicate that when the stone (1) is hit, the force flow is mainly directed to the floor. FIG. 30 shows an actual measurement state of the arrangement 2.

次に、同じ配置2で石材(2)を打撃した結果を図31に示す。Rockingの剛性は10〜10N/radian程度で、図28に比較して10程度小さくなっている。また、振動数帯も図28が100Hz付近であるのに対して、図31では10Hz付近と大きく異なっている。 Next, the result of hitting the stone (2) with the same arrangement 2 is shown in FIG. Rocking rigidity is about 10 4 to 10 5 N / radian, which is about 10 2 smaller than that of FIG. Also, the frequency band in FIG. 28 is near 100 Hz, whereas in FIG. 31, it is greatly different from around 10 Hz.

一連の結果をまとめると、次の表1のようになる。この結果から、不具合箇所(この実験では配置2の石材(1)と石材(2)との間の砂)の上の石材を打撃したときに動的剛性が大きく変わることが分かった。   A series of results are summarized in Table 1 below. From this result, it was found that the dynamic rigidity greatly changes when the stone on the failure point (the sand between the stone (1) and the stone (2) in the arrangement 2 in this experiment) is hit.

剛性では判断がつかなかった配置2の打撃位置(1)の場合について更に詳しく検討すると、図32に示すように、図27の場合とはかなり異なる波形であることが分かる。図27では石材(1)の波形は石材(2)の波形と沿う形であったが、図32ではまったく異なっている。また、図27では石材(2)の下の加速度よりも上の加速度のほうが大きいが、図32では逆に上のほうが小さく、ほとんど振動していない。 Examining in more detail the case of the hitting position (1) of the arrangement 2 that cannot be judged by the rigidity, it can be seen that the waveform is considerably different from the case of FIG. 27 as shown in FIG. In FIG. 27, the waveform of the stone (1) is in a shape along the waveform of the stone (2), but is completely different in FIG. In FIG. 27, the upper acceleration is larger than the lower acceleration of the stone (2). However, in FIG. 32, the upper acceleration is smaller and hardly vibrates.

各加速度のアクセレランスを図33に、比較のため配置1の結果を図34に示す。図34により示されるように、配置1では石材(1)と石材(2)の卓越振動数は同じであるが、図33では、石材(2)の卓越振動数付近に石材(1)のピークは存在しない。これは、配置2での石材間の砂によって石材(2)の振動が石材(1)に伝わらず、配置2では、石材(1)は本来の石材(1)の卓越振動数で振動していることを示している。   FIG. 33 shows the acceleration tolerance, and FIG. 34 shows the result of the arrangement 1 for comparison. As shown in FIG. 34, in arrangement 1, the stone (1) and stone (2) have the same dominant frequency, but in FIG. 33, the peak of stone (1) is near the dominant frequency of stone (2). Does not exist. This is because the vibration of the stone (2) is not transmitted to the stone (1) due to the sand between the stones in the arrangement 2, and in the arrangement 2, the stone (1) vibrates at the dominant frequency of the original stone (1). It shows that.

これらの特徴を考慮すれば、不具合箇所の下の石材を打撃した場合でも不具合を判別することができるものと考えられる。
3.コンクリートブロック布積実験(以下、「実験H」という。)
3−1.目的
実際の石垣に近い状態で石材の運動における回転運動と並進運動のどちらが支配的かを調べる。
3−2.解説
実験Gによって、直積石材の運動は並進運動と回転運動とで説明できることが分かった。また、上記の運動は加速度センサを石材の上下に並べて設置することで完全に分離して取り出すことができることが分かった。
Considering these characteristics, it is considered that the defect can be determined even when the stone under the defect is hit.
3. Concrete block placement experiment (hereinafter referred to as “Experiment H”)
3-1. Objective To investigate whether the rotational motion or translational motion in the stone motion is dominant in the state close to the actual stone wall.
3-2. Explanation Experiment G showed that the movement of direct stone could be explained by translation and rotation. Moreover, it has been found that the above motion can be completely separated and taken out by placing the acceleration sensors side by side above the stone.

直積石材はその形状から回転運動が起こりやすいと考えられるが、実際の石垣の振動で回転運動の影響がどの程度かを、図35及び図36に示されるモデルにより調べる。   Although direct stone is considered to be susceptible to rotational movement due to its shape, the effect of the rotational movement on actual stone wall vibrations is examined using the models shown in FIGS.

これまでの実験と異なり、歪ゲージ型の加速度センサを6個使用して、中心となる石材(3)の挙動を分析できるようにする。
3−3.結果
図35に示される配置1での結果を図37に、配置2での結果を図38に各々示す。同図における「相対回転分」は、石材の中心部分での相対回転による加速度を表す。回転運動(石材(3)・(1)相対回転分)は、配置1の場合で並進運動(石材(3)・(1)相対)のほぼ半分、配置2の場合で1/3程度あり、やはり石材の挙動を検討する上で無視できないことが分かった。
Unlike the previous experiments, six strain gauge type acceleration sensors are used to analyze the behavior of the central stone (3).
3-3. Results FIG. 37 shows the result of the arrangement 1 shown in FIG. 35, and FIG. 38 shows the result of the arrangement 2 shown in FIG. The “relative rotation amount” in the figure represents the acceleration due to the relative rotation at the center of the stone. The rotational motion (stone (3), (1) relative rotation) is approximately half of the translational motion (stone (3), (1) relative) in the case of arrangement 1, and about 1/3 in the case of arrangement 2. It turned out that it cannot be ignored in examining the behavior of stone.

次に、配置1における並進運動と回転運動を検討する。図39から、底部の石材(石材(1)及び石材(2))の並進運動の剛性は10N/m程度であり、中央の石材(石材(3))の剛性は10N/m程度であることが分かる。また、図40から、底部の石材の回転運動の剛性は10N/radian程度であり、中央の石材の剛性は10N/radian程度であることが分かる。いずれの場合も、100Hz付近に卓越振動数がある。 Next, the translational motion and the rotational motion in the arrangement 1 will be examined. From FIG. 39, the rigidity of the translational motion of the stone at the bottom (stone (1) and stone (2)) is about 10 8 N / m, and the rigidity of the center stone (stone (3)) is 10 7 N / m. It turns out that it is a grade. Further, it can be seen from FIG. 40 that the rigidity of the rotational motion of the stone at the bottom is about 10 7 N / radian, and the rigidity of the center stone is about 10 6 N / radian. In either case, there is a dominant frequency near 100 Hz.

次に、配置2(石材(1)及び石材(2)と石材(3)との間に砂を挟んだもの)の結果を図41及び図42に示す。底部の石材の並進運動の剛性は10N/m程度であり、中央の石材(石材(3))の剛性は10N/m程度であり、配置1に比較して10程度小さくなっていることが分かる。また、中央の石材の卓越振動数は50Hz付近にあり、配置1よりも低くなっている。 Next, FIG. 41 and FIG. 42 show the results of the arrangement 2 (the stone (1) and the stone (2) and the stone (3) sandwiched with sand). The rigidity of the translational movement of the stone at the bottom is about 10 8 N / m, and the rigidity of the center stone (stone (3)) is about 10 5 N / m, which is about 10 2 smaller than that of the arrangement 1. I understand that In addition, the dominant frequency of the central stone is near 50 Hz, which is lower than that of the arrangement 1.

回転運動については、底部の石材の剛性は10N/radian程度であり、一方、中央の石材の剛性は石材(3)と石材(2)との相対運動において10N/radian程度であり、配置1に比べて10程度小さくなっていることが分かる。また、中央の石材の卓越振動数は石材(3)と石材(2)との相対運動において20Hz付近にあり、配置1よりも低くなっている。なお、石材(3)と石材(1)との相対運動においては、20Hz付近には動的剛性のグラフで明確な平坦部分は認められず、100Hz付近で10N/radian程度であった。 Regarding the rotational movement, the rigidity of the stone at the bottom is about 10 7 N / radian, while the rigidity of the stone at the center is about 10 4 N / radian in the relative movement between the stone (3) and the stone (2). It can be seen that it is about 10 2 smaller than the arrangement 1. Further, the dominant frequency of the central stone is near 20 Hz in the relative motion between the stone (3) and the stone (2), and is lower than the arrangement 1. In the relative motion between the stone (3) and the stone (1), no clear flat portion was observed in the dynamic stiffness graph near 20 Hz, and it was about 10 5 N / radian near 100 Hz.

以上の結果から、不具合箇所の特定は、動的剛性により、定性的には可能であることを確認することができた。   From the above results, it was confirmed that the identification of the defect location was qualitatively possible due to the dynamic rigidity.

一方、本発明の発明者らは、石垣における石材間の接触状態の定量的評価法の確立を目的として、石材間の介在物による石材の動的挙動(バネ定数、減衰定数、加速度スペクトル、その他)の比較から、介在物や空隙の有無を評価することを試みた。   On the other hand, the inventors of the present invention aim to establish a quantitative evaluation method of the contact state between stones in stone walls, and the dynamic behavior of stones due to inclusions between stones (spring constant, damping constant, acceleration spectrum, etc. ) To evaluate the presence or absence of inclusions and voids.

建設時の石垣は石材が直接接触しており、石垣構造全体の安定性は、背面土の滑り抵抗と石材接触面の摩擦・噛み合わせを期待して成立している。経年変化により空隙や異物が侵入・介在するようになると、接触面の摩擦・噛み合わせによる力の伝達は介在物の変形特性の影響を受けた伝達に変わる。この変化を、石材接触面の滑り、あるいは介在物のせん断変形における石材間の相対変位特性の変化として測定し、石垣構造物全体の相対変位特性値マップを作成し、健全部と不健全部を判別すると共に、数値解析的予測により地震時の安定性を評価する。   The stone wall at the time of construction is in direct contact with the stone, and the stability of the entire stone wall structure is established in anticipation of the slip resistance of the back soil and the friction / engagement of the stone contact surface. When gaps and foreign matter enter and intervene due to secular change, the transmission of force due to friction and meshing of the contact surface changes to that affected by the deformation characteristics of the inclusions. This change was measured as a change in the relative displacement characteristics between stones due to the sliding of the stone contact surface or the shear deformation of inclusions, and a relative displacement characteristic value map of the entire stone wall structure was created. In addition to discriminating, the stability during an earthquake is evaluated by numerical prediction.

三種類の石垣構造模型で、打撃によるインパルス応答振動実験を行った(図43,図49,図51)。ここで、水平に隣接する石材間は非接触状態とした。石材を紙面直交方向にハンマーにより打撃し、打撃された石材及びそれと接触している下方の石材に加速度センサを設置した。   Impulse response vibration experiments were performed using three types of stone wall structural models (FIGS. 43, 49, and 51). Here, the horizontally adjacent stones were in a non-contact state. A stone was hit with a hammer in a direction orthogonal to the paper surface, and an acceleration sensor was installed on the hit stone and the lower stone in contact therewith.

なお、以下で示す実験は、その一部が上述した各種実験と重複するが、説明の便宜上、以下では、参照する図面を、上述した実験に対応する図面と一部重複した状態で示す。   In addition, although the experiment shown below partially overlaps with the various experiments described above, for the convenience of explanation, the drawings to be referred to are shown in a state partially overlapping with the drawings corresponding to the experiments described above.

また、表2には、各実験(実験G,実験H,実験J4)で適用された石材の諸元が示されている。なお、実験Gにおいて用いられた石材は安山岩であり、実験H及び実験J4において用いられた石材はモルタル・ブロックである。   Table 2 shows the specifications of stone materials applied in each experiment (Experiment G, Experiment H, Experiment J4). The stone used in Experiment G is andesite, and the stone used in Experiment H and Experiment J4 is a mortar block.

実験G(図43)では、配置1は石材を直接接触させ、配置2は砂詰め袋を石材間に介在させた。石材(1)(下側)はRC床に石膏で接着し固定した。図45は、配置2で石材(2)を打撃した時の、ハンマーのロードセル測定値(最大177N)の時刻歴波形である。 In Experiment G (FIG. 43), arrangement 1 brought stones into direct contact, and arrangement 2 placed sand-filled bags between the stones. The stone (1) (lower side) was fixed to the RC floor with gypsum. FIG. 45 is a time history waveform of the load cell measurement value (up to 177 N) of the hammer when the stone (2) is hit in the arrangement 2.

石材の運動を図44に示す石材間の並進運動と石材底の回転運動と考えて算出した石材(2)の石材(1)に対する並進運動の相対加速度波形が図46である。配置1は剛塑性的摩擦モデルの挙動に近く、配置2は砂・袋・石材面の弾性的挙動に近い。   FIG. 46 shows the relative acceleration waveform of the translational motion of the stone (2) with respect to the stone (1) calculated by considering the motion of the stone as a translational motion between stones shown in FIG. 44 and a rotational motion of the stone bottom. Arrangement 1 is close to the behavior of a rigid-plastic friction model, and Arrangement 2 is close to the elastic behavior of sand, bags, and stone surfaces.

図47は、ハンマーによる打撃力を相対変位で除して求めた石材接触面の動的せん断ばね定数である。平坦な部分の値が静的なばね定数と考えられる。配置1のばね定数は1.0×10N/m、配置2のばね定数は1.0×10N/m程度であり、介在物がある場合とない場合とで、ばね定数が大きく異なることが分かる。 FIG. 47 shows the dynamic shear spring constant of the stone contact surface obtained by dividing the hammering force by the relative displacement. The value of the flat part is considered as a static spring constant. The spring constant of Arrangement 1 is about 1.0 × 10 8 N / m, and the spring constant of Arrangement 2 is about 1.0 × 10 6 N / m. The spring constant is large with and without inclusions. I can see that they are different.

こうして求めたばね定数を元に、更にパラメータ・チューニングした質点系解析結果の例として図48に配置1の一番上の加速度センサの時刻歴を解析と実験とで比較して示す。チューニング後のせん断ばね定数は7.5×10N/mであり、動的せん断ばね定数から予想した1.0×10N/mに近い値となり、解析と実験とが整合していることを確認した。 Based on the spring constant obtained in this way, the time history of the uppermost acceleration sensor in the arrangement 1 is shown in FIG. The shear spring constant after tuning is 7.5 × 10 7 N / m, which is close to 1.0 × 10 8 N / m predicted from the dynamic shear spring constant, and the analysis and the experiment are consistent. It was confirmed.

モルタル・ブロックを4段布積みしてインパルス応答振動実験をしたのが実験H(図49)である。実験方法は実験Gと同じである。石材(3)を紙面直交方向に打撃し、石材(1)及び石材(2)との間のせん断ばね定数を求めた。石材(3)と石材(2)及び石材(1)との接触面は、配置1は直接触であり、配置2は砂詰め袋が介在された接触である。   Experiment H (FIG. 49) is an impulse response vibration experiment in which four mortar blocks are piled up. The experimental method is the same as Experiment G. The stone (3) was hit in the direction orthogonal to the paper surface, and the shear spring constant between the stone (1) and the stone (2) was determined. As for the contact surfaces of the stone (3), the stone (2), and the stone (1), the arrangement 1 is a direct contact, and the arrangement 2 is a contact with a sand stuffing bag interposed.

図50に動的せん断ばね定数の測定結果を示す。石材(3)・(1)と石材(3)・(2)の動的せん断ばね定数の測定値が併記してあるが、両者はほぼ等しい。同様に、せん断ばね定数を読み取ると、配置1は1.0×10N/m(20〜150Hz)、配置2は1.0×10N/m(10〜40Hz)程度である。せん断ばね定数の配置1と配置2との大小関係は実験Gと類似している。 FIG. 50 shows the measurement result of the dynamic shear spring constant. The measured values of the dynamic shear spring constants of the stone (3) / (1) and the stone (3) / (2) are written together, but they are almost equal. Similarly, when the shear spring constant is read, the arrangement 1 is about 1.0 × 10 7 N / m (20 to 150 Hz), and the arrangement 2 is about 1.0 × 10 5 N / m (10 to 40 Hz). The magnitude relationship between Arrangement 1 and Arrangement 2 of the shear spring constant is similar to Experiment G.

次に、積み方の都合による斜め階段付近の影響を排除し、実際の石垣に近い振動特性を計測するため、5段布積み実験J4(図51)を実施した。石材の材質は、モルタル・ブロックである。図中の石材(21)を打撃した場合の石材(30)との動的せん断ばね定数と、石材(24)を打撃して石材(32)との同定数とを計測したものが図52である。石材(21)と石材(30)との間には梱包材(気泡シート4枚)を介在させ、石材(24)と石材(32)との間は直接触である。同図から、実験G及び実験Hと同じ要領でせん断ばね定数を読み取ると、石材(21)と石材(30)との間は1.0×10N/m(10〜70Hz)、石材(24)と石材(32)との間は1.0×10N/m(50〜100Hz)程度であり、実験G,Hとばね定数の大小関係は類似している。 Next, in order to eliminate the influence of the vicinity of the oblique staircase due to the convenience of the stacking and measure the vibration characteristics close to the actual stone wall, a five-step stacking experiment J4 (FIG. 51) was performed. The stone material is a mortar block. FIG. 52 shows a measurement of the dynamic shear spring constant with the stone (30) when the stone (21) in the figure is hit and the number of identifications with the stone (24) by hitting the stone (24). is there. A packing material (four bubble sheets) is interposed between the stone material (21) and the stone material (30), and the stone material (24) and the stone material (32) are in direct contact. From the same figure, when the shear spring constant is read in the same manner as in Experiment G and Experiment H, the distance between the stone (21) and the stone (30) is 1.0 × 10 6 N / m (10 to 70 Hz), the stone ( 24) and the stone (32) are about 1.0 × 10 8 N / m (50 to 100 Hz), and the magnitude relationship between the experiments G and H and the spring constant is similar.

以上のように、布積み石積を中心に、石垣構造物の石材間介在物の有無を判定するために、インパルス応答実験を実施した。石材間相対加速度から動的特性を求め、特性値のうち、動的せん断ばね定数の測定結果を示した。特性値の比較から介在物の有無の評価が可能であり、算出したばね定数が数値解析とも整合することが判明した。   As described above, an impulse response experiment was performed in order to determine the presence or absence of inter-stone inclusions in the stone wall structure, mainly in the masonry masonry. The dynamic characteristics were obtained from the relative acceleration between stone materials, and the measurement results of the dynamic shear spring constant among the characteristic values were shown. From the comparison of the characteristic values, it was possible to evaluate the presence or absence of inclusions, and it was found that the calculated spring constant was consistent with the numerical analysis.

以上の原理に基づき、請求項1記載の安定状態評価装置は、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価する評価手段と、前記評価手段による評価結果を示す情報を表示する表示手段と、を備えている。   Based on the above principle, the stable state evaluation apparatus according to claim 1 is configured to apply a striking force to an evaluation target stone to be evaluated for a stable state of a stone wall formed by stacking a plurality of stones. Acquiring at least one of translation history time history information and rotational acceleration time history information in the evaluation target stone, and acquiring the striking force time history information, and acquiring the translation acceleration time history information by the acquisition means Is acquired, the static stiffness related to the translational motion is detected based on the time history information of the translation acceleration and the time history information of the impact force, and the time history information of the rotational acceleration is acquired by the acquisition means. The detection means for detecting the static stiffness related to the rotational motion based on the time history information of the rotational acceleration and the time history information of the impact force, and the detection means It comprises an evaluation means for evaluating the stable state of the evaluation object stone based on the issued static stiffness, and a display means for displaying information indicating the evaluation result by the evaluation means.

請求項1記載の安定状態評価装置によれば、取得手段により、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方が取得されると共に、前記打撃力の時刻歴情報が取得される。なお、上記石材には、花こう岩、安山岩などのJIS A5003に規定される石材及びコンクリートブロックが含まれる。   According to the stable state evaluation apparatus according to claim 1, the acquisition unit applies a striking force to the evaluation target stone as the evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones. At least one of the translation history time history information and the rotational acceleration time history information in the evaluation target stone is acquired, and the striking force time history information is acquired. The above stone materials include stone materials and concrete blocks defined in JIS A5003 such as granite and andesite.

ここで、本発明では、検出手段により、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性が検出され、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性が検出される。   Here, in the present invention, when the time history information of the translation acceleration is acquired by the acquisition unit by the detection unit, the translation history is related to the time history information of the translation acceleration and the time history information of the hitting force. When static rigidity is detected and the time history information of the rotational acceleration is acquired by the acquisition means, the static rigidity related to the rotational motion is determined based on the time history information of the rotational acceleration and the time history information of the striking force. Detected.

そして、本発明では、評価手段により、前記検出手段によって検出された静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態が評価され、当該評価結果を示す情報が表示手段によって表示される。なお、上記表示手段による表示には、液晶ディスプレイ装置、プラズマ・ディスプレイ装置、有機ELディスプレイ装置、CRTディスプレイ装置等の各種ディスプレイ装置による可視表示の他、プリンタ装置等の画像形成装置による永久可視表示、音声合成装置等の音声出力装置による可聴表示が含まれる。   In the present invention, the evaluation means evaluates the stable state of the evaluation target stone based on the static stiffness detected by the detection means, and displays information indicating the evaluation result on the display means. In addition, in the display by the display means, in addition to visible display by various display devices such as a liquid crystal display device, a plasma display device, an organic EL display device, and a CRT display device, permanent visible display by an image forming apparatus such as a printer device, An audible display by a voice output device such as a voice synthesizer is included.

すなわち、本発明では、前述した原理に基づき、並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方に基づいて静的剛性を検出し、当該静的剛性に基づいて評価対象石材の安定状態を評価しており、この結果として、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができるようにしている。   That is, in the present invention, based on the principle described above, static stiffness is detected based on at least one of translation history time history information and rotational acceleration time history information, and the evaluation target stone is stabilized based on the static stiffness. The state is evaluated, and as a result, the stable state of the stone material constituting the stone wall can be evaluated with high accuracy without dismantling the stone wall.

このように、請求項1記載の安定状態評価装置によれば、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得し、前記並進加速度の時刻歴情報を取得した場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記回転加速度の時刻歴情報を取得した場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出し、検出した静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価し、当該評価結果を示す情報を表示手段によって表示しているので、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができる。   Thus, according to the stable state evaluation apparatus according to claim 1, when the striking force is given to the evaluation target stone as the evaluation target of the stable state of the stone wall configured by stacking a plurality of stones, While acquiring at least one of the time history information of translational acceleration and the time history information of rotational acceleration in the stone to be evaluated, when acquiring the time history information of the striking force, and when acquiring the time history information of the translational acceleration, When the static stiffness regarding the translational motion is detected based on the time history information of the translation acceleration and the time history information of the impact force, and the time history information of the rotation acceleration is acquired, the time history information of the rotation acceleration and the hit Based on the time history information of the force, the static stiffness related to the rotational motion is detected, the stable state of the evaluation target stone is evaluated based on the detected static stiffness, and information indicating the evaluation result is displayed. Since the display by stage, without disassembling the stone, it is possible to evaluate the stability condition of the stone that constitutes the stone with high accuracy.

なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記検出手段が、前記打撃力の時刻歴情報に基づいて当該打撃力のスペクトルを導出すると共に、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報に基づいて並進加速度のスペクトルを導出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報に基づいて回転加速度のスペクトルを導出する導出手段と、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記並進加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより並進運動に関するアクセレランスを算出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記回転加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより回転運動に関するアクセレランスを算出するアクセレランス算出手段と、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記打撃力のスペクトルを、前記並進加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた並進運動の変位スペクトルで除算することにより前記並進運動に関する動的剛性を算出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記打撃力のスペクトルを、前記回転加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた回転運動の変位スペクトルで除算することにより前記回転運動に関する動的剛性を算出する動的剛性算出手段と、を備え、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記並進運動に関する動的剛性から前記並進運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記並進運動に関する静的剛性として検出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記回転運動に関する動的剛性から前記回転運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記回転運動に関する静的剛性として検出するものとしてもよい。これにより、より簡易かつ高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In the present invention, as in the invention described in claim 2, the detection means derives a spectrum of the impact force based on the time history information of the impact force, and the translation means determines the translational acceleration. When the time history information is acquired, a translation acceleration spectrum is derived based on the translation acceleration time history information. When the rotation acceleration time history information is acquired by the acquisition means, Deriving means for deriving a rotational acceleration spectrum based on time history information, and when the translation history time history information is acquired by the acquiring means, dividing the translation acceleration spectrum by the striking force spectrum. To calculate the acceleration related to the translational motion, and when the time history information of the rotational acceleration is acquired by the acquiring means, the rotational acceleration is calculated. An acceleration calculation means for calculating an acceleration related to a rotational motion by dividing a spectrum of degrees by a spectrum of the impact force, and when the time history information of the translational acceleration is acquired by the acquisition means, The dynamic stiffness related to the translational motion is calculated by dividing the spectrum by the displacement spectrum of the translational motion obtained by integrating the spectrum of the translational acceleration twice, and the time history information of the rotational acceleration is obtained by the acquisition means. Is obtained by dividing the impact force spectrum by the displacement spectrum of the rotational motion obtained by integrating the rotational acceleration spectrum twice. Mechanical stiffness calculation means, and the acquisition means obtains the time history information of the translational acceleration. If obtained, the rigidity of the change per predetermined frequency in the vicinity of the prevailing frequency in the acceleration related to the translational motion from the dynamic stiffness related to the translational motion is set to a static value related to the translational motion. When the rotational acceleration time history information is acquired by the acquisition means, the change per predetermined frequency from the dynamic rigidity related to the rotational motion to the dominant frequency in the acceleration related to the rotational motion. Rigidity whose amount is within a predetermined range may be detected as static rigidity related to the rotational motion. Thereby, the stable state of the stone material which comprises a stone wall more simply and with high precision can be evaluated.

特に、請求項2に記載の発明は、請求項3に記載の発明のように、前記評価手段が、前記静的剛性が他の評価対象石材に比較して所定レベルより小さい評価対象石材の固定度が低く、不安定であるものと評価することにより、前記評価対象石材の安定状態を評価するものとしてもよい。これにより、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In particular, in the invention described in claim 2, as in the invention described in claim 3, the evaluation means fixes the stone to be evaluated whose static rigidity is smaller than a predetermined level compared to other stones to be evaluated. It is good also as what evaluates the stable state of the said evaluation object stone material by evaluating that it is low and it is unstable. Thereby, the stable state of the stone material which comprises a stone wall can be evaluated more simply.

また、請求項2又は請求項3に記載の発明は、請求項4に記載の発明のように、全ての前記評価対象石材について、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記並進加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は前記並進運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出して当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記回転加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は前記回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出して当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出する減衰定数算出手段を更に備え、前記評価手段が、前記減衰定数算出手段によって算出された全ての前記評価対象石材の前記減衰定数と前記静的剛性に基づいて質点系解析を行うことにより、前記評価対象石材の全体的な安定状態を評価するものとしてもよい。これにより、より高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In the invention according to claim 2 or claim 3, when the time history information of the translational acceleration is acquired by the acquisition unit for all the evaluation target stones, as in the invention according to claim 4. The time history information of the translation acceleration is integrated twice or the displacement time history is calculated by inverse Fourier transform of the displacement spectrum of the translation motion, and the attenuation constant is calculated based on the displacement time history, When the time history information of the rotational acceleration is acquired by the acquiring means, the time history information of the rotational acceleration is integrated twice, or the displacement time history is obtained by inverse Fourier transform of the displacement spectrum of the rotational motion. Attenuation constant calculating means for calculating and calculating an attenuation constant based on the displacement time history, wherein the evaluation means calculates all the evaluations calculated by the attenuation constant calculating means. By performing mass system analysis based on the static stiffness and the damping constant of the target stone may be used to evaluate the overall steady state of the evaluation object stone. Thereby, the stable state of the stone material which comprises a stone wall with higher precision can be evaluated.

特に、請求項4に記載の発明は、請求項5に記載の発明のように、前記減衰定数と前記静的剛性を、前記取得手段によって取得された、対応する並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を用いた逆解析によって調整する調整手段を更に備えてもよい。これにより、より高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In particular, the invention according to claim 4 is the time history information and rotation of the corresponding translation acceleration acquired by the acquisition means, the damping constant and the static stiffness, as in the invention according to claim 5. You may further provide the adjustment means adjusted by the reverse analysis using at least one of the time history information of an acceleration. Thereby, the stable state of the stone material which comprises a stone wall with higher precision can be evaluated.

また、請求項5に記載の発明は、前記調整手段が、前記逆解析を、遺伝的アルゴリズムを用いて行うものとしてもよい。これにより、より簡易かつ高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In the invention according to claim 5, the adjusting means may perform the inverse analysis using a genetic algorithm. Thereby, the stable state of the stone material which comprises a stone wall more simply and with high precision can be evaluated.

さらに、本発明は、請求項6に記載の発明のように、前記取得手段が、前記並進加速度の時刻歴情報を取得する場合は、前記評価対象石材の下端部近傍と、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍とに加速度センサが設けられ、前記回転加速度の時刻歴情報を取得する場合は、前記評価対象石材の上端部近傍と下端部近傍とに加速度センサが設けられて、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC1とし、前記評価対象石材の下端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC2とし、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC3とし、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサと下端部近傍に設けられた前記加速度センサの距離をDとしたとき、前記並進加速度HAC及び前記回転加速度KACを次の演算式により算出することによって算出するものとしてもよい。   Further, according to the present invention, as in the invention described in claim 6, when the acquisition unit acquires time history information of the translational acceleration, the vicinity of the lower end portion of the evaluation target stone and the evaluation target stone An acceleration sensor is provided near the upper end of the stone adjacent to the lower part, and when acquiring time history information of the rotational acceleration, an acceleration sensor is provided near the upper end and the lower end of the evaluation target stone. The acceleration detected by the acceleration sensor provided in the vicinity of the upper end portion of the evaluation target stone is defined as acceleration AC1, and the acceleration detected by the acceleration sensor provided in the vicinity of the lower end portion of the evaluation target stone is defined as acceleration AC2. The acceleration detected by the acceleration sensor provided near the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone is defined as acceleration AC3, and the upper end of the evaluation target stone Assuming that the distance between the acceleration sensor provided in the vicinity and the acceleration sensor provided in the vicinity of the lower end is D, the translation acceleration HAC and the rotation acceleration KAC are calculated by calculating using the following arithmetic expressions. Also good.

これにより、より簡易に並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報を取得することができる結果、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。 As a result, the time history information of the translation acceleration and the time history information of the rotation acceleration can be acquired more easily, and as a result, the stable state of the stone material constituting the stone wall can be evaluated more easily.

一方、上記目的を達成するために、請求項7記載の安定状態評価方法は、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得する取得工程と、前記取得工程によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記取得工程によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価する評価工程と、前記評価工程による評価結果を示す情報を表示手段によって表示する表示工程と、を有するものである。   On the other hand, in order to achieve the above object, the stable state evaluation method according to claim 7 gives a striking force to an evaluation target stone that is an evaluation target of a stable state of a stone wall formed by stacking a plurality of stones. Acquiring at least one of the time history information of the translational acceleration and the time history information of the rotational acceleration in the evaluation target stone at the time, and acquiring the time history information of the striking force, and the translation acceleration by the acquisition step If the time history information is acquired, static stiffness related to translational motion is detected based on the time history information of the translational acceleration and the time history information of the impact force, and the time history information of the rotational acceleration is obtained by the acquisition step. Is acquired, the detection step of detecting static rigidity related to the rotational motion based on the time history information of the rotational acceleration and the time history information of the impact force, and the detection An evaluation step of evaluating the steady state of the evaluation object stone based on the static rigidity detected by degree, those having a display step of displaying by the display means the information indicating the evaluation result by the evaluation step.

従って、請求項7記載の安定状態評価方法によれば、請求項1記載の発明と同様に作用するので、請求項1記載の発明と同様に、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができる。   Therefore, according to the stable state evaluation method described in claim 7, since it operates in the same manner as the invention described in claim 1, the stone wall is configured without dismantling the stone wall as in the invention described in claim 1. The stable state of stone can be evaluated with high accuracy.

一方、上記目的を達成するために、請求項8記載の安定状態評価プログラムは、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップによって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記取得ステップによって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出された静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価する評価ステップと、前記評価ステップによる評価結果を示す情報を表示手段によって表示する表示ステップと、をコンピュータに実行させるものである。   On the other hand, in order to achieve the above object, the stable state evaluation program according to claim 8 gives a striking force to the evaluation target stone as an evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones. Acquiring at least one of the time history information of the translational acceleration and the time history information of the rotational acceleration in the evaluation target stone at the time, and acquiring the time history information of the striking force, and the translation acceleration by the acquiring step Is acquired, the static stiffness related to the translational motion is detected based on the time history information of the translation acceleration and the time history information of the impact force, and the time history information of the rotational acceleration is acquired by the acquisition step. Is acquired, the static stiffness related to the rotational motion is detected based on the time history information of the rotational acceleration and the time history information of the striking force. An evaluation step for evaluating a stable state of the evaluation target stone based on the static stiffness detected by the detection step, and a display step for displaying information indicating an evaluation result by the evaluation step by a display means. It is what is executed by a computer.

従って、請求項8記載の安定状態評価プログラムによれば、コンピュータに対して請求項1記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項1記載の発明と同様に、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができる。   Therefore, according to the stable state evaluation program of the eighth aspect, the computer can be operated in the same manner as the first aspect of the invention, so that the stone wall is disassembled in the same manner as the first aspect of the invention. In addition, the stable state of the stone material constituting the stone wall can be evaluated with high accuracy.

本発明によれば、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得し、前記並進加速度の時刻歴情報を取得した場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記回転加速度の時刻歴情報を取得した場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出し、検出した静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価し、当該評価結果を示す情報を表示手段によって表示しているので、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができる、という効果が得られる。   According to the present invention, the time history information of the translational acceleration in the evaluation target stone when the striking force is given to the evaluation target stone which is the evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones, and When acquiring at least one of the rotational acceleration time history information, acquiring the impact history time history information, and acquiring the translation acceleration time history information, the translation acceleration time history information and the impact force When static rigidity related to translational motion is detected based on the time history information and the time history information about the rotational acceleration is acquired, the time history information about the rotational acceleration and the time history information about the hitting force are related to the rotational motion. Since the static rigidity is detected, the stable state of the evaluation target stone is evaluated based on the detected static rigidity, and information indicating the evaluation result is displayed by the display means. Without the body, it is possible to assess the stable state of the stone that constitutes the stone with high accuracy, the effect is obtained that.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明が適用された安定状態評価システム10の構成を説明する。
[First Embodiment]
First, the configuration of a stable state evaluation system 10 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

同図に示すように、本実施の形態に係る安定状態評価システム10は、当該システム10の中核的な役割を担うパーソナル・コンピュータ(以下、「PC」という。)12と、加速度センサ14と、インパルス・ハンマー16と、アンプ18と、データ・レコーダ20と、記録・出力装置22とを備えている。   As shown in the figure, a stable state evaluation system 10 according to the present embodiment includes a personal computer (hereinafter referred to as “PC”) 12 that plays a central role in the system 10, an acceleration sensor 14, An impulse hammer 16, an amplifier 18, a data recorder 20, and a recording / output device 22 are provided.

加速度センサ14の加速度の計測結果を示す加速度情報を出力する出力端子、及びインパルス・ハンマー16による打撃力を示す打撃力情報を出力する出力端子は、共にアンプ18の入力端子に接続されており、アンプ18の出力端子はデータ・レコーダ20の入力部に接続されている。従って、上記加速度情報及び打撃力情報はアンプ18によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ20により記録される。   An output terminal that outputs acceleration information indicating the measurement result of acceleration of the acceleration sensor 14 and an output terminal that outputs striking force information indicating the striking force by the impulse hammer 16 are both connected to the input terminal of the amplifier 18. The output terminal of the amplifier 18 is connected to the input section of the data recorder 20. Accordingly, the acceleration information and the striking force information are amplified to a predetermined level range by the amplifier 18 and then recorded by the data recorder 20.

一方、データ・レコーダ20の出力部はPC12の入力部に接続される一方、PC12の出力部は記録・出力装置22の入力部に接続されている。従って、PC12は、データ・レコーダ20に記録された加速度情報及び打撃力情報を読み出すことにより取得することができる一方、当該加速度情報及び打撃力情報に基づく各種情報を記録・出力装置22によって記録し、かつ出力することができる。なお、本実施の形態に係る安定状態評価システム10では、記録・出力装置22として、上記各種情報を記録するためのものとしてハードディスク装置が、上記各種情報を出力するためのものとしてプリンタが、各々搭載されているが、各種情報を記録ないし出力することができるものであれば、この装置に限らないことは言うまでもない。   On the other hand, the output unit of the data recorder 20 is connected to the input unit of the PC 12, while the output unit of the PC 12 is connected to the input unit of the recording / output device 22. Accordingly, the PC 12 can obtain the acceleration information and the striking force information recorded in the data recorder 20 while reading various information based on the acceleration information and the striking force information by the recording / output device 22. And can be output. In the stable state evaluation system 10 according to the present embodiment, the recording / output device 22 is a hard disk device for recording the various types of information, and a printer for outputting the various types of information. Needless to say, the device is not limited to this device as long as it can record or output various information.

次に、図2を参照して、本システムにおいて特に重要な役割を有するPC12の電気系の要部構成を説明する。   Next, with reference to FIG. 2, the configuration of the main part of the electrical system of the PC 12 having a particularly important role in this system will be described.

同図に示すように、本実施の形態に係るPC12は、PC12全体の動作を司るCPU(中央処理装置)12Aと、CPU12Aによる各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるRAM12Bと、各種制御プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたROM12Cと、各種情報を記憶するために用いられる二次記憶部(ここでは、ハードディスク装置)12Dと、各種情報を入力するために用いられるキーボード12Eと、各種情報を表示するために用いられるディスプレイ12Fと、外部装置等との間の各種信号の授受を司る入出力I/F(インタフェース)12Gと、が備えられており、これら各部はシステムバスBUSにより電気的に相互に接続されている。   As shown in the figure, the PC 12 according to the present embodiment includes a CPU (central processing unit) 12A that controls the operation of the entire PC 12, a RAM 12B that is used as a work area when the CPU 12A executes various processing programs, and the like. ROM 12C in which a control program, various parameters, and the like are stored in advance, a secondary storage unit (here, a hard disk device) 12D used for storing various information, a keyboard 12E used for inputting various information, A display 12F used for displaying various types of information and an input / output I / F (interface) 12G that controls transmission and reception of various signals between external devices and the like are provided. These units are connected by a system bus BUS. They are electrically connected to each other.

従って、CPU12Aは、RAM12B、ROM12C、及び二次記憶部12Dに対するアクセス、キーボード12Eを介した各種入力情報の取得、ディスプレイ12Fに対する各種情報の表示、及び入出力I/F12Gを介した外部装置等との間の各種情報の授受を各々行うことができる。なお、入出力I/F12Gには、前述したデータ・レコーダ20及び記録・出力装置22が電気的に接続されている。   Therefore, the CPU 12A accesses the RAM 12B, ROM 12C, and secondary storage unit 12D, acquires various input information via the keyboard 12E, displays various information on the display 12F, and an external device via the input / output I / F 12G. Various kinds of information can be exchanged between the two. The data recorder 20 and the recording / output device 22 described above are electrically connected to the input / output I / F 12G.

一方、図3には、PC12に備えられた二次記憶部12Dの主な記憶内容が模式的に示されている。同図に示すように、二次記憶部12Dには、各種データベースを記憶するためのデータベース領域DBと、各種処理を行うためのプログラム等を記憶するためのプログラム領域PGと、が設けられている。   On the other hand, FIG. 3 schematically shows main storage contents of the secondary storage unit 12D provided in the PC 12. As shown in the figure, the secondary storage unit 12D is provided with a database area DB for storing various databases and a program area PG for storing programs for performing various processes. .

なお、データベース領域DBには、石垣情報データベースDB1と、計測情報データベースDB2とが含まれている。   The database area DB includes a stone wall information database DB1 and a measurement information database DB2.

本実施の形態に係る石垣情報データベースDB1は、一例として図4に模式的に示されるように、石材番号及び位置の各情報が、安定状態評価システム10により評価対象としている石垣を構成する石材毎に記憶されるように構成されている。   As shown schematically in FIG. 4 as an example, the stone wall information database DB1 according to the present embodiment includes each stone material number and position information for each stone material constituting the stone wall to be evaluated by the stable state evaluation system 10. It is comprised so that it may be memorize | stored.

上記石材番号情報は、評価対象とする石垣に含まれる各石材を識別するために、当該各石材に対し、互いに異なるものとして予め付与された情報である。   The stone number information is information given in advance as different to each stone in order to identify each stone included in the stone wall to be evaluated.

一方、本実施の形態に係る安定状態評価システム10では、一例として図5に模式的に示されるように、評価対象とする石垣に含まれる各石材の位置を、予め定められた基準位置(同図に示す例では、左上角点の位置)に位置する石材の位置を原点座標(1,1)としたX−Y座標系で表現する。例えば、上記基準位置に位置する石材の右隣に隣接する石材の位置は(2,1)であり、上記基準位置に位置する石材の下に隣接する石材の位置は(1,2)である。   On the other hand, in the stable state evaluation system 10 according to the present embodiment, as schematically shown in FIG. 5 as an example, the position of each stone material included in the stone wall to be evaluated is set to a predetermined reference position (same as above). In the example shown in the figure, the position of the stone located at the upper left corner point) is expressed by an XY coordinate system with the origin coordinates (1, 1). For example, the position of the stone adjacent to the right of the stone located at the reference position is (2, 1), and the position of the stone adjacent below the stone located at the reference position is (1, 2). .

上記石垣情報データベースDB1における位置情報は、このX−Y座標系により対応する石材の位置を示す情報であり、当該データベースを参照することによって、一例として図5に示されるような、評価対象とする石垣を示す画像を模式的に再現することができる。   The position information in the stone wall information database DB1 is information indicating the position of the corresponding stone material in the XY coordinate system, and is referred to as an evaluation object as shown in FIG. 5 as an example by referring to the database. An image showing a stone wall can be schematically reproduced.

一方、本実施の形態に係る計測情報データベースDB2は、一例として図6に模式的に示されるように、石材番号、打撃力時刻歴、及び加速度時刻歴の各情報が、上記石材毎に記憶されるように構成されている。   On the other hand, in the measurement information database DB2 according to the present embodiment, as schematically shown in FIG. 6 as an example, each information of stone number, impact force time history, and acceleration time history is stored for each stone. It is comprised so that.

上記石材番号情報は、石垣情報データベースDB1と同一のものであり、上記打撃力時刻歴情報は、インパルス・ハンマー16から出力され、アンプ18を介してデータ・レコーダ20により記憶された打撃力の時刻歴を示す情報であり、上記加速度時刻歴情報は、インパルス・ハンマー16により対応する打撃力で、対応する石材を打撃した際に加速度センサ14から出力され、アンプ18を介してデータ・レコーダ20に記録された加速度応答を示す情報である。   The stone material number information is the same as that of the stone wall information database DB1, and the hitting force time history information is output from the impulse hammer 16 and stored in the data recorder 20 via the amplifier 18. The acceleration time history information is output from the acceleration sensor 14 when the corresponding stone is struck with a corresponding striking force by the impulse hammer 16 and is sent to the data recorder 20 via the amplifier 18. Information indicating the recorded acceleration response.

ところで、本実施の形態に係る安定状態評価システム10では、石垣を構成する個々の石材の運動が、一例として図44に示されるように、石材間における石材と石材との界面での並進運動と、石材の底面を中心とした回転運動とに分けられるものと考え、図1に示されるように、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣(図示省略。)における当該複数の石材のうちの安定状態の評価対象とする評価対象石材50に対し、インパルス・ハンマー16により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度時刻歴情報を加速度センサ14を介して取得し、取得した加速度時刻歴情報により示される加速度応答に基づいて評価対象石材50の静的剛性を検出し、当該静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を評価するものとされている。   By the way, in the stable state evaluation system 10 which concerns on this Embodiment, as shown in FIG. 44 as an example, the motion of each stone material which comprises a stone wall is the translational motion in the interface between the stone materials between stone materials, and In the stone wall (not shown) of a plurality of stones that are formed by stacking a plurality of stones as shown in FIG. Acceleration time history information indicating an acceleration response when the striking force is applied by the impulse hammer 16 to the evaluation target stone 50 to be evaluated in the stable state is acquired via the acceleration sensor 14, and the acquired acceleration time history information is acquired. The static stiffness of the evaluation target stone material 50 is detected based on the acceleration response indicated by, and the stable state of the evaluation target stone material 50 is evaluated based on the static stiffness. .

ここで、本実施の形態に係る安定状態評価システム10では、上記加速度時刻歴情報として、並進加速度の時刻歴情報を採用しており、一例として図49に示されるように、加速度センサ14を、評価対象石材50の下端部近傍と当該評価対象石材50の下部に隣接する石材の上端部近傍に設け、評価対象石材50の正面視略中央部に対してインパルス・ハンマー16により打撃力を与えたときの加速度時刻歴情報を各加速度センサ14によって取得し、計測情報データベースDB2に記録するものとされている。ここで、評価対象石材50が評価対象とする石垣の下端部に位置する場合には、当該評価対象石材50の下部に石材が存在しないが、この場合は評価対象石材50の下端部近傍にのみ加速度センサ14を設ける。   Here, in the stable state evaluation system 10 according to the present embodiment, translation acceleration time history information is adopted as the acceleration time history information, and as shown in FIG. Provided in the vicinity of the lower end portion of the evaluation target stone 50 and the upper end portion of the stone adjacent to the lower portion of the evaluation target stone 50, the impulse hammer 16 applied a striking force to the substantially central portion of the evaluation target stone 50 in front view. Acceleration time history information is acquired by each acceleration sensor 14 and recorded in the measurement information database DB2. Here, when the evaluation target stone 50 is located at the lower end of the stone wall to be evaluated, there is no stone at the lower part of the evaluation target stone 50, but in this case, only in the vicinity of the lower end of the evaluation target stone 50. An acceleration sensor 14 is provided.

なお、図24で示したものでは、評価対象石材の下部に隣接する石材に対する加速度センサの配設位置を当該石材の鉛直方向中央部としたが、並進加速度は、評価対象石材の下端部の加速度と当該評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部の加速度の差を示すものであるので、評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部に極力近づけたほうが好ましく、本実施の形態では、この形態を適用している。なお、この形態に限らず、例えば、評価対象石材の下部に隣接する石材の鉛直方向の異なる2点に加速度センサを設け、当該2点の加速度センサによる計測値を用いた補間により、上端部における加速度を算出する形態とすることもできる。また、同様に、評価対象石材についても、加速度センサを鉛直方向の異なる2点に設け、当該2点の加速度センサによる計測値を用いた補間により、下端部における加速度を算出する形態とすることもできる。   In FIG. 24, the position of the acceleration sensor with respect to the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone is the central portion in the vertical direction of the stone, but the translational acceleration is the acceleration at the lower end of the evaluation target stone. And the difference in acceleration of the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone, it is preferable to be as close as possible to the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone. This form is applied. In addition to this form, for example, an acceleration sensor is provided at two different points in the vertical direction of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone, and the interpolation at the upper end is performed using the measurement values obtained by the two acceleration sensors. It is also possible to calculate acceleration. Similarly, for the stone to be evaluated, acceleration sensors may be provided at two points in different vertical directions, and the acceleration at the lower end may be calculated by interpolation using the measurement values of the two points of the acceleration sensor. it can.

次に、本実施の形態に係る安定状態評価システム10の作用を説明する。   Next, the operation of the stable state evaluation system 10 according to the present embodiment will be described.

まず、複数の評価対象石材50における加速度時刻歴情報を取得する際の安定状態評価システム10の作用を説明する。   First, the operation of the stable state evaluation system 10 when acquiring acceleration time history information in a plurality of evaluation target stones 50 will be described.

このとき、作業員は、上述したように、複数の評価対象石材50のうちの何れか1つの下端部近傍に加速度センサ14を設ける一方、当該評価対象石材50の下部に隣接する石材が存在する場合には、当該石材の上端部近傍に加速度センサ14を設ける。そして、作業員は、インパルス・ハンマー16により評価対象石材50の正面視略中央部に対して打撃力を与える。   At this time, as described above, the worker provides the acceleration sensor 14 in the vicinity of the lower end of any one of the plurality of evaluation target stones 50, while there is a stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone 50. In that case, the acceleration sensor 14 is provided near the upper end of the stone. Then, the worker gives a striking force to the substantially central portion of the evaluation target stone 50 in front view by the impulse hammer 16.

この打撃力の付与に応じて加速度センサ14から加速度の計測結果を示す加速度情報が出力される一方、インパルス・ハンマー16からは上記打撃力を示す打撃力情報が出力される。   In response to the application of the striking force, acceleration information indicating the measurement result of acceleration is output from the acceleration sensor 14, while striking force information indicating the striking force is output from the impulse hammer 16.

この加速度情報及び打撃力情報はアンプ18によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ20により記録される。このとき、加速度情報については、インパルス・ハンマー16により打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムで加速度センサ14から出力されるため、これを加速度時刻歴情報としてデータ・レコーダ20に記録する。また、打撃力情報については、評価対象石材50に打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムでインパルス・ハンマー16から出力されるため、これを打撃力時刻歴情報としてデータ・レコーダ20に記録する。   The acceleration information and the striking force information are amplified to a predetermined level range by the amplifier 18 and then recorded by the data recorder 20. At this time, the acceleration information is output from the acceleration sensor 14 in real time in time series immediately after the impact force is applied by the impulse hammer 16, and is recorded in the data recorder 20 as acceleration time history information. . Further, the striking force information is output from the impulse hammer 16 sequentially in real time in chronological order immediately after the striking force is applied to the evaluation target stone 50, and this is output to the data recorder 20 as striking force time history information. Record.

なお、このとき、作業員は、インパルス・ハンマー16による評価対象石材50に対する打撃を、予め定められた順に実施する。これにより、上記予め定められた順に、打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報がデータ・レコーダ20に記録されるので、PC12は、データ・レコーダ20に記録された順に応じて、対応する石材番号に関連付けた状態で打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報を計測情報データベースDB2に登録する。なお、評価対象石材50が評価対象とする石垣の下端部に位置する場合には、当該評価対象石材50の下部に隣接する石材の上端部近傍における加速度時刻歴情報として、加速度がないことを示す0(零)を計測情報データベースDB2に登録する。   At this time, the worker performs the impact on the evaluation target stone 50 with the impulse hammer 16 in the order determined in advance. Thereby, since the striking force time history information and the acceleration time history information are recorded in the data recorder 20 in the predetermined order, the PC 12 corresponds to the stone number corresponding to the order recorded in the data recorder 20. The striking force time history information and the acceleration time history information are registered in the measurement information database DB2 in a state associated with. In addition, when the evaluation target stone 50 is located at the lower end of the stone wall to be evaluated, the acceleration time history information in the vicinity of the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone 50 indicates that there is no acceleration. 0 (zero) is registered in the measurement information database DB2.

以上の処理により、一例として図6に示される計測情報データベースDB2が構築されることになる。   By the above process, the measurement information database DB2 shown in FIG. 6 is constructed as an example.

次に、図7を参照して、以上の手順により構築された計測情報データベースDB2を用いて評価対象石材50の安定状態を評価する際の本実施の形態に係る安定状態評価システム10の作用を説明する。なお、図7は、ユーザにより、PC12に設けられているキーボード等の入力装置(図示省略。)を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にPC12のCPU12Aによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部12Dのプログラム領域PGに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、石垣情報データベースDB1及び計測情報データベースDB2が予め構築されている場合について説明する。   Next, referring to FIG. 7, the operation of the stable state evaluation system 10 according to the present embodiment when evaluating the stable state of the evaluation target stone 50 using the measurement information database DB2 constructed by the above procedure. explain. 7 shows a stable state that is executed by the CPU 12A of the PC 12 when an instruction to execute the evaluation of the stable state is input by the user via an input device (not shown) such as a keyboard provided in the PC 12. It is a flowchart which shows the flow of a process of an evaluation process program, and the said program is previously memorize | stored in the program area | region PG of secondary storage part 12D. Here, a case where the stone wall information database DB1 and the measurement information database DB2 are constructed in advance to avoid complications will be described.

同図のステップ100では、計測情報データベースDB2から何れか1つの評価対象石材50に対応する打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報を読み出し、次のステップ102にて、次の(1)式により並進加速度の時刻歴情報を算出する。なお、(1)式において、AC2は評価対象石材50の下端部近傍に設けられた加速度センサにより測定された加速度を表し、AC3は評価対象石材50の下部に隣接する石材の上端部近傍に設けられた加速度センサにより測定された加速度を表し、HACは並進加速度を表し、同一時刻に対応する加速度AC2と加速度AC3を(1)式に代入することにより、並進加速度の時刻歴情報を算出する。   In step 100 in the figure, the striking force time history information and the acceleration time history information corresponding to any one of the evaluation target stones 50 are read from the measurement information database DB2, and in the next step 102, the following equation (1) is used. Time history information of translational acceleration is calculated. In equation (1), AC2 represents the acceleration measured by the acceleration sensor provided near the lower end of the evaluation target stone 50, and AC3 is provided near the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone 50. The acceleration measured by the obtained acceleration sensor is represented, HAC represents the translational acceleration, and the time history information of the translational acceleration is calculated by substituting the acceleration AC2 and the acceleration AC3 corresponding to the same time into the equation (1).

次のステップ104では、上記ステップ100の処理によって読み出された打撃力時刻歴情報をフーリエ変換することによって打撃力のスペクトルを導出すると共に、上記ステップ102の処理によって算出された並進加速度の時刻歴情報をフーリエ変換することによって並進加速度のスペクトルを導出する。 In the next step 104, the striking force spectrum is derived by Fourier transforming the striking force time history information read out in the processing of step 100, and the time history of translational acceleration calculated by the processing in step 102 is calculated. The spectrum of translational acceleration is derived by Fourier transforming the information.

次のステップ106では、上記ステップ104の処理によって導出された並進加速度のスペクトルを打撃力のスペクトルで除算することによって並進運動に関するアクセレランスを算出し、次のステップ108では、上記打撃力のスペクトルを、上記並進加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた並進運動の変位スペクトルで除算することにより並進運動に関する動的剛性を算出して、二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。   In the next step 106, the translational acceleration spectrum derived by the processing in step 104 is divided by the striking force spectrum to calculate the acceleration related to the translational motion. In the next step 108, the striking force spectrum is calculated. Then, the dynamic stiffness related to the translational motion is calculated by dividing by the translational motion displacement spectrum obtained by integrating the spectrum of the translational acceleration twice, and stored in a predetermined area of the secondary storage unit 12D.

次のステップ110では、上記ステップ108の処理によって算出された並進運動に関する動的剛性から、上記ステップ106の処理によって算出された並進運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を静的剛性として検出する。   In the next step 110, the change per predetermined frequency in the vicinity of the dominant frequency in the acceleration relating to the translational motion calculated by the processing of step 106 from the dynamic stiffness related to the translational motion calculated by the processing of step 108 above. Rigidity whose amount is within a predetermined range is detected as static rigidity.

すなわち、ハンマーの加振力f(t)と、石材の運動方程式は次の式のように表される。ここで、mは石材の質量を表し、cは減衰定数を表し、kはばね定数(静的剛性)を表す。また、a(t)は石材の加速度を表し、v(t)は石材の速度を表し、d(t)は石材の変位を表す。   That is, the excitation force f (t) of the hammer and the equation of motion of the stone are expressed as follows: Here, m represents the mass of the stone, c represents the damping constant, and k represents the spring constant (static stiffness). Further, a (t) represents the acceleration of the stone, v (t) represents the speed of the stone, and d (t) represents the displacement of the stone.

これをフーリエ変換して加振力スペクトルを求めると、次の式となる。ここで、F(ω)は加振力スペクトルを表し、A(ω)は石材の加速度スペクトルを表し、V(ω)は石材の速度スペクトルを表し、D(ω)は石材の変位スペクトルを表す。 When this is Fourier transformed to obtain the excitation force spectrum, the following equation is obtained. Here, F (ω) represents the excitation force spectrum, A (ω) represents the acceleration spectrum of the stone, V (ω) represents the velocity spectrum of the stone, and D (ω) represents the displacement spectrum of the stone. .

これを変位スペクトルD(ω)で割り、動的剛性を求めると、次の式のようになる。 By dividing this by the displacement spectrum D (ω) and obtaining the dynamic stiffness, the following equation is obtained.

ところで、速度スペクトルV(ω)及び加速度スペクトルA(ω)は次の式で表される。 By the way, the velocity spectrum V (ω) and the acceleration spectrum A (ω) are expressed by the following equations.

そこで、この式を代入することにより、動的剛性は次の式で表される。 Therefore, by substituting this equation, the dynamic stiffness is expressed by the following equation.

質量m,減衰定数c,ばね定数kと、ωの大きさにより、特定のωにおいて、第1項〜第3項のどの部分が支配的になるかが決まる。第1項はωの2次の項であり、第2項はωの1次の項、第3項は定数となっているので、動的剛性の中で定数になっている(グラフにおいては平坦となっている)部分がばね定数k、すなわち静的剛性となる。 The mass m, the damping constant c, the spring constant k, and the magnitude of ω determine which part of the first to third terms becomes dominant at a specific ω. The first term is the second-order term of ω, the second term is the first-order term of ω, and the third term is a constant, so it is a constant in the dynamic stiffness (in the graph, The flat part is the spring constant k, that is, the static rigidity.

なお、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記ステップ110の処理で用いる上記所定範囲として、当該範囲内に上記変化量が含まれていれば、静的剛性であるものと判断することのできる範囲として予め実験等により得られた範囲を適用しているが、これに限るものではない。   In the stable state evaluation processing program according to the present embodiment, if the change amount is included in the predetermined range used in the processing of step 110, it is determined that the stiffness is static. Although the range previously obtained by experiment etc. is applied as the range which can be performed, it is not restricted to this.

次のステップ112では、上記並進加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は上記並進運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出し、当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出して、二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。   In the next step 112, the time history information of the translation acceleration is integrated twice or the displacement time history is calculated by inverse Fourier transform of the displacement spectrum of the translation motion, and an attenuation constant is calculated based on the displacement time history. Is calculated and stored in a predetermined area of the secondary storage unit 12D.

なお、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、一例として図8に示されるように、上記変位時刻歴の第1のピーク値をd1とし、第2のピーク値をd2として、第1のピーク値d1及び第2のピーク値d2を次の(2)式に代入することにより、減衰定数hを算出する。   In the stable state evaluation processing program according to the present embodiment, as shown in FIG. 8 as an example, the first peak value of the displacement time history is d1, the second peak value is d2, and the first peak value is d2. The attenuation constant h is calculated by substituting the peak value d1 and the second peak value d2 into the following equation (2).

なお、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記変位時刻歴を、上記並進運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより算出している。 In the stable state evaluation processing program according to the present embodiment, the displacement time history is calculated by performing Fourier inverse transform on the displacement spectrum of the translational motion.

次のステップ114では、全ての評価対象石材50について上記ステップ100〜ステップ112の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ100に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ116に移行する。なお、上記ステップ100〜ステップ114の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象石材50を処理対象とするようにする。   In the next step 114, it is determined whether or not the processing of step 100 to step 112 has been completed for all the evaluation target stones 50. If the determination is negative, the process returns to step 100, but the determination is affirmative. At this point, the process proceeds to step 116. In addition, when repeatedly performing the process of the said step 100-step 114, it is made to make the evaluation object stone 50 which was not made into a process target so far become a process target.

ステップ116では、上記ステップ110の処理によって記憶された全ての評価対象石材50の静的剛性を読み出し、当該静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を判定(評価)する。なお、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記ステップ116の処理を、静的剛性が他の評価対象石材50に比較して所定レベルより小さい評価対象石材50を、固定度が低く、不安定である石材であるものとして同定することにより行っている。   In step 116, the static rigidity of all the evaluation target stones 50 stored by the processing of step 110 is read, and the stable state of the evaluation target stone 50 is determined (evaluated) based on the static rigidity. In the stable state evaluation processing program according to the present embodiment, the processing of step 116 is performed by using the evaluation target stone 50 whose static stiffness is lower than a predetermined level compared to the other evaluation target stone 50 with a low degree of fixation. This is done by identifying the stone as being unstable.

本実施の形態では、上記所定レベルとして、各評価対象石材50の静的剛性の最大値の所定割合(一例として、50%)の値を適用しているが、これに限らず、安定状態評価システム10の用途や、要求される精度等に応じて上記所定レベルを適宜設定するようにしてもよい。また、上記ステップ116において行われる判定処理は、このような他の評価対象石材50との比較による相対的な判定処理に限らず、例えば、安定している状態の石材における静的剛性を基準値として予め得ておき、当該基準値より静的剛性が所定値以上小さな評価対象石材50を不具合のある石材であるものとして同定する形態等、算出した静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を評価する形態であれば、如何なる形態も適用することができる。   In the present embodiment, a value of a predetermined ratio (as an example, 50%) of the maximum static stiffness value of each evaluation target stone 50 is applied as the predetermined level. The predetermined level may be set as appropriate according to the use of the system 10 and the required accuracy. In addition, the determination process performed in step 116 is not limited to such a relative determination process by comparison with the other evaluation target stone 50, and for example, the static stiffness in a stable stone is a reference value. As described above, the stability of the evaluation target stone 50 based on the calculated static rigidity, such as a form in which the evaluation target stone 50 having a static rigidity smaller than the reference value by a predetermined value or more is identified as a defective stone. Any form can be applied as long as the state is evaluated.

次のステップ118では、上記ステップ116の処理によって得られた評価対象石材50の安定状態の判定結果に基づいて、予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ120にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ12Fによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。   In the next step 118, based on the determination result of the stable state of the evaluation target stone 50 obtained by the processing in step 116, information indicating a result screen showing the evaluation result in a predetermined format is configured. In the next step 120, the result screen is displayed on the display 12F based on the configured information, and then the stable state evaluation processing program is terminated.

図9には、本安定状態評価処理プログラムのステップ120の処理によってディスプレイ12Fにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記ステップ116の処理によって固定度が低いものと判定された石材が表示される。従って、安定状態評価システム10の利用者は、当該結果画面を参照することにより、対策する場合に優先すべき石材を容易に把握することができる。   FIG. 9 shows an example of the display state of the result screen displayed on the display 12F by the process of step 120 of the stable state evaluation processing program. As shown in the figure, in the stable state evaluation processing program according to the present embodiment, stones that have been determined to have a low degree of fixation by the processing in step 116 are displayed. Therefore, the user of the stable state evaluation system 10 can easily grasp the stone material to be prioritized when taking countermeasures by referring to the result screen.

以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得し、当該並進加速度の時刻歴情報及び打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、検出した静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価し、当該評価結果を示す情報を表示しているので、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができる。   As described above in detail, in the present embodiment, the evaluation target stone when the striking force is applied to the evaluation target stone that is the evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones. In addition to acquiring the time history information of the translational acceleration in the time, to acquire the time history information of the impact force, to detect the static stiffness related to the translational motion based on the time history information of the translational acceleration and the time history information of the impact force, Since the stability state of the evaluation target stone is evaluated based on the detected static rigidity and information indicating the evaluation result is displayed, the stability state of the stone constituting the stone wall is increased without dismantling the stone wall. The accuracy can be evaluated.

また、本実施の形態では、前記打撃力の時刻歴情報に基づいて当該打撃力のスペクトルを導出すると共に、前記並進加速度の時刻歴情報に基づいて並進加速度のスペクトルを導出し、前記並進加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより並進運動に関するアクセレランスを算出し、前記打撃力のスペクトルを、前記並進加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた並進運動の変位スペクトルで除算することにより前記並進運動に関する動的剛性を算出し、前記並進運動に関する動的剛性から前記並進運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記並進運動に関する静的剛性として検出しているので、より簡易かつ高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In the present embodiment, a spectrum of the hitting force is derived based on the time history information of the hitting force, and a spectrum of translational acceleration is derived based on the time history information of the translational acceleration. The acceleration for translational motion is calculated by dividing the spectrum by the spectrum of the impact force, and the spectrum of the impact force is divided by the displacement spectrum of the translational motion obtained by integrating the spectrum of the translational acceleration twice. Thus, the dynamic stiffness related to the translational motion is calculated, and the change amount per predetermined frequency in the vicinity of the dominant frequency in the acceleration related to the translational motion from the dynamic stiffness related to the translational motion is within a predetermined range. Since the stiffness is detected as the static stiffness related to the translational motion, the stone wall can be constructed more easily and with high accuracy. A stable state of stone that can be evaluated.

特に、本実施の形態では、前記静的剛性が他の評価対象石材に比較して所定レベルより小さい評価対象石材の固定度が低く、不安定であるものと評価することにより、前記評価対象石材の安定状態を評価しているので、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In particular, in the present embodiment, the evaluation target stone is evaluated by evaluating that the static rigidity of the evaluation target stone is lower than that of the other evaluation target stone, and the degree of fixation is low and unstable. Therefore, it is possible to evaluate the stable state of the stone constituting the stone wall more easily.

更に、本実施の形態では、前記評価対象石材の下端部近傍と、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍とに加速度センサが設けられて、前記評価対象石材の下端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC2とし、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC3としたとき、前記並進加速度HACを上記(1)式により算出しているので、より簡易に並進加速度の時刻歴情報を取得することができる結果、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   Furthermore, in the present embodiment, acceleration sensors are provided in the vicinity of the lower end portion of the evaluation target stone and in the vicinity of the upper end portion of the stone adjacent to the lower portion of the evaluation target stone, and in the vicinity of the lower end of the evaluation target stone. When the acceleration detected by the provided acceleration sensor is acceleration AC2, and the acceleration detected by the acceleration sensor provided near the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone is acceleration AC3, Since the translational acceleration HAC is calculated by the above equation (1), the time history information of the translational acceleration can be acquired more easily, and as a result, the stable state of the stone constituting the stone wall can be evaluated more easily. .

[第2の実施の形態]
本第2の実施の形態では、回転加速度の時刻歴情報を用いて石材の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第2の実施の形態に係る安定状態評価システム10の構成、及び各データベースDB1,DB2のデータ構造は、上記第1の実施の形態に係るもの(図1〜図6参照。)と同一であるので、ここでの説明は省略する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, a description will be given of an example of a case where a stable state of a stone is evaluated using time history information of rotational acceleration. The configuration of the stable state evaluation system 10 according to the second embodiment and the data structures of the databases DB1 and DB2 are the same as those according to the first embodiment (see FIGS. 1 to 6). Since it is the same, description here is abbreviate | omitted.

本第2の実施の形態に係る安定状態評価システム10においても、石垣を構成する個々の石材の運動が、一例として図44に示されるように、石材間における石材と石材との界面での並進運動と、石材の底面を中心とした回転運動とに分けられるものと考え、図1に示されるように、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣(図示省略。)における当該複数の石材のうちの安定状態の評価対象とする評価対象石材50に対し、インパルス・ハンマー16により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度時刻歴情報を加速度センサ14を介して取得し、取得した加速度時刻歴情報により示される加速度応答に基づいて評価対象石材50の静的剛性を検出し、当該静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を評価するものとされている。   Also in the stable state evaluation system 10 according to the second embodiment, as shown in FIG. 44 as an example, the movement of the individual stones constituting the stone wall is translated at the interface between the stones and the stones. It can be divided into motion and rotational motion centered on the bottom of the stone, and as shown in FIG. 1, the stones in the stone wall (not shown) formed by stacking a plurality of stones Acceleration time history information indicating an acceleration response when a striking force is applied by the impulse hammer 16 to the evaluation target stone 50 to be evaluated for the stable state is acquired via the acceleration sensor 14, and the acquired acceleration time is acquired. The static rigidity of the evaluation target stone 50 is detected based on the acceleration response indicated by the history information, and the stable state of the evaluation target stone 50 is evaluated based on the static rigidity. That.

ここで、本第2の実施の形態に係る安定状態評価システム10では、上記加速度時刻歴情報として、回転加速度の時刻歴情報を採用しており、一例として図49に示されるように、加速度センサ14を、評価対象石材50の上端部近傍と下端部近傍に設け、評価対象石材50の正面視略中央部に対してインパルス・ハンマー16により打撃力を与えたときの加速度時刻歴情報を各加速度センサ14によって取得し、計測情報データベースDB2に記録するものとされている。   Here, in the stable state evaluation system 10 according to the second exemplary embodiment, time history information of rotational acceleration is adopted as the acceleration time history information. As shown in FIG. 49 as an example, an acceleration sensor is used. 14 is provided in the vicinity of the upper end portion and the lower end portion of the evaluation target stone 50, and acceleration time history information when the impact hammer 16 applies a striking force to the substantially central portion in front view of the evaluation target stone 50 is displayed for each acceleration. It is acquired by the sensor 14 and recorded in the measurement information database DB2.

次に、本第2の実施の形態に係る安定状態評価システム10の作用を説明する。   Next, the operation of the stable state evaluation system 10 according to the second embodiment will be described.

まず、複数の評価対象石材50における加速度時刻歴情報を取得する際の安定状態評価システム10の作用を説明する。   First, the operation of the stable state evaluation system 10 when acquiring acceleration time history information in a plurality of evaluation target stones 50 will be described.

このとき、作業員は、上述したように、複数の評価対象石材50のうちの何れか1つの上端部近傍と下端部近傍に加速度センサ14を設ける。そして、作業員は、インパルス・ハンマー16により評価対象石材50の正面視略中央部に対して打撃力を与える。   At this time, as described above, the worker provides the acceleration sensor 14 in the vicinity of the upper end portion and the lower end portion of any one of the plurality of evaluation target stone materials 50. Then, the worker gives a striking force to the substantially central portion of the evaluation target stone 50 in front view by the impulse hammer 16.

この打撃力の付与に応じて各加速度センサ14から加速度の計測結果を示す加速度情報が出力される一方、インパルス・ハンマー16からは上記打撃力を示す打撃力情報が出力される。   In response to the application of the striking force, acceleration information indicating the measurement result of acceleration is output from each acceleration sensor 14, while striking force information indicating the striking force is output from the impulse hammer 16.

この加速度情報及び打撃力情報はアンプ18によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ20により記録される。このとき、加速度情報については、インパルス・ハンマー16により打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムで加速度センサ14から出力されるため、これを加速度時刻歴情報としてデータ・レコーダ20に記録する。また、打撃力情報については、評価対象石材50に打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムでインパルス・ハンマー16から出力されるため、これを打撃力時刻歴情報としてデータ・レコーダ20に記録する。   The acceleration information and the striking force information are amplified to a predetermined level range by the amplifier 18 and then recorded by the data recorder 20. At this time, the acceleration information is output from the acceleration sensor 14 in real time in time series immediately after the impact force is applied by the impulse hammer 16, and is recorded in the data recorder 20 as acceleration time history information. . Further, the striking force information is output from the impulse hammer 16 sequentially in real time in chronological order immediately after the striking force is applied to the evaluation target stone 50, and this is output to the data recorder 20 as striking force time history information. Record.

なお、このとき、作業員は、インパルス・ハンマー16による評価対象石材50に対する打撃を、予め定められた順に実施する。これにより、上記予め定められた順に、打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報がデータ・レコーダ20に記録されるので、PC12は、データ・レコーダ20に記録された順に応じて、対応する石材番号に関連付けた状態で打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報を計測情報データベースDB2に登録する。   At this time, the worker performs the impact on the evaluation target stone 50 with the impulse hammer 16 in the order determined in advance. Thereby, since the striking force time history information and the acceleration time history information are recorded in the data recorder 20 in the predetermined order, the PC 12 corresponds to the stone number corresponding to the order recorded in the data recorder 20. The striking force time history information and the acceleration time history information are registered in the measurement information database DB2 in a state associated with.

以上の処理により、一例として図6に示される計測情報データベースDB2が構築されることになる。   By the above process, the measurement information database DB2 shown in FIG. 6 is constructed as an example.

次に、図10を参照して、以上の手順により構築された計測情報データベースDB2を用いて評価対象石材50の安定状態を評価する際の本第2の実施の形態に係る安定状態評価システム10の作用を説明する。なお、図10は、ユーザにより、PC12に設けられているキーボード等の入力装置(図示省略。)を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にPC12のCPU12Aによって実行される、本第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部12Dのプログラム領域PGに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、石垣情報データベースDB1及び計測情報データベースDB2が予め構築されている場合について説明する。   Next, referring to FIG. 10, the stable state evaluation system 10 according to the second embodiment when the stable state of the evaluation target stone 50 is evaluated using the measurement information database DB2 constructed by the above procedure. The operation of will be described. Note that FIG. 10 is a diagram that is executed by the CPU 12 </ b> A of the PC 12 when a user inputs a stable state evaluation instruction via an input device (not shown) such as a keyboard provided in the PC 12. It is a flowchart which shows the flow of a process of the stable state evaluation processing program which concerns on 2nd Embodiment, and the said program is beforehand memorize | stored in the program area | region PG of secondary storage part 12D. Here, a case where the stone wall information database DB1 and the measurement information database DB2 are constructed in advance to avoid complications will be described.

同図のステップ200では、計測情報データベースDB2から何れか1つの評価対象石材50に対応する打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報を読み出し、次のステップ202にて、次の(3)式により回転加速度の時刻歴情報を算出する。なお、(3)式において、AC1は評価対象石材50の上端部近傍に設けられた加速度センサにより測定された加速度を表し、AC2は評価対象石材50の下端部近傍に設けられた加速度センサにより測定された加速度を表し、Dは前記評価対象石材50の上端部近傍に設けられた加速度センサと下端部近傍に設けられた加速度センサの距離を表し、KACは回転加速度を表し、同一時刻に対応する加速度AC1と加速度AC2を(3)式に代入することにより、回転加速度の時刻歴情報を算出する。   In step 200 in the figure, the striking force time history information and the acceleration time history information corresponding to any one of the evaluation target stones 50 are read from the measurement information database DB2, and in the next step 202, the following equation (3) is used. Rotational acceleration time history information is calculated. In equation (3), AC1 represents acceleration measured by an acceleration sensor provided near the upper end of the evaluation target stone 50, and AC2 is measured by an acceleration sensor provided near the lower end of the evaluation target stone 50. D represents the distance between the acceleration sensor provided in the vicinity of the upper end of the evaluation target stone 50 and the acceleration sensor provided in the vicinity of the lower end, and KAC represents the rotational acceleration, corresponding to the same time. By substituting the acceleration AC1 and the acceleration AC2 into the equation (3), the time history information of the rotational acceleration is calculated.

次のステップ204では、上記ステップ200の処理によって読み出された打撃力時刻歴情報をフーリエ変換することによって打撃力のスペクトルを導出すると共に、上記ステップ202の処理によって算出された回転加速度の時刻歴情報をフーリエ変換することによって回転加速度のスペクトルを導出する。 In the next step 204, the striking force spectrum is derived by Fourier-transforming the striking force time history information read out in the step 200, and the rotational acceleration time history calculated in the step 202 is calculated. The spectrum of rotational acceleration is derived by Fourier transforming the information.

次のステップ206では、上記ステップ204の処理によって導出された回転加速度のスペクトルを打撃力のスペクトルで除算することによって回転運動に関するアクセレランスを算出し、次のステップ208では、上記打撃力のスペクトルを、上記回転加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた回転運動の変位スペクトルで除算することにより回転運動に関する動的剛性を算出して、二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。   In the next step 206, an acceleration relating to the rotational motion is calculated by dividing the spectrum of the rotational acceleration derived by the processing of the above step 204 by the spectrum of the striking force, and in the next step 208, the spectrum of the striking force is calculated. Then, the dynamic stiffness relating to the rotational motion is calculated by dividing the rotational acceleration spectrum by the rotational motion displacement spectrum obtained by integrating twice, and stored in a predetermined area of the secondary storage unit 12D.

次のステップ210では、上記ステップ208の処理によって算出された回転運動に関する動的剛性から、上記ステップ206の処理によって算出された回転運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を静的剛性として検出する。なお、本第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記所定範囲として、当該範囲内に上記変化量が含まれていれば、静的剛性であるものと判断することのできる範囲として予め実験等により得られた範囲を適用しているが、これに限るものではない。   In the next step 210, the change per predetermined frequency in the vicinity of the dominant frequency in the acceleration related to the rotational motion calculated by the processing of step 206 from the dynamic rigidity related to the rotational motion calculated by the processing of step 208. Rigidity whose amount is within a predetermined range is detected as static rigidity. In the stable state evaluation processing program according to the second embodiment, the predetermined range can be determined as static rigidity if the change amount is included in the range. Although the range previously obtained by experiment etc. is applied, it is not restricted to this.

次のステップ212では、上記回転加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は上記回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出し、当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出して、二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。   In the next step 212, the time history information of the rotational acceleration is integrated twice, or the displacement time history is calculated by inversely transforming the displacement spectrum of the rotational motion, and an attenuation constant is calculated based on the displacement time history. Is calculated and stored in a predetermined area of the secondary storage unit 12D.

なお、本第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムにおいても、上記(2)式を用いて減衰定数hを算出する。   In the stable state evaluation processing program according to the second embodiment, the attenuation constant h is calculated using the above equation (2).

本第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記変位時刻歴を、上記回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより算出している。   In the stable state evaluation processing program according to the second embodiment, the displacement time history is calculated by inverse Fourier transform of the displacement spectrum of the rotational motion.

次のステップ214では、全ての評価対象石材50について上記ステップ200〜ステップ212の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ200に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ216に移行する。なお、上記ステップ200〜ステップ214の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象石材50を処理対象とするようにする。   In the next step 214, it is determined whether or not the processing of step 200 to step 212 has been completed for all the evaluation target stones 50. If a negative determination is made, the process returns to step 200, but an affirmative determination is made. At this point, the process proceeds to step 216. In addition, when repeatedly performing the process of the said step 200-step 214, it is made to make the evaluation object stone 50 which was not made into a process target so far become a process target.

ステップ216では、上記ステップ210の処理によって記憶された全ての評価対象石材50の静的剛性を読み出し、当該静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を判定(評価)する。なお、本第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記ステップ216の処理を、静的剛性が他の評価対象石材50に比較して所定レベルより小さい評価対象石材50を、固定度が低く、不安定である石材であるものとして同定することにより行っている。   In step 216, the static rigidity of all the evaluation target stones 50 stored by the processing of step 210 is read, and the stable state of the evaluation target stone 50 is determined (evaluated) based on the static rigidity. In the stable state evaluation processing program according to the second embodiment, the processing of step 216 is performed by fixing the evaluation target stone 50 whose static stiffness is lower than a predetermined level compared to the other evaluation target stone 50. This is done by identifying the stone as being low and unstable.

本第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記所定レベルとして、各評価対象石材50の静的剛性の最大値の所定割合(一例として、50%)の値を適用しているが、これに限らず、安定状態評価システム10の用途や、要求される精度等に応じて上記所定レベルを適宜設定するようにしてもよい。また、上記ステップ216において行われる判定処理は、このような他の評価対象石材50との比較による相対的な判定処理に限らず、例えば、安定している状態の石材における静的剛性を基準値として予め得ておき、当該基準値より静的剛性が所定値以上小さな評価対象石材50を不具合のある石材であるものとして同定する形態等、算出した静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を評価する形態であれば、如何なる形態も適用することができる。   In the stable state evaluation processing program according to the second embodiment, a value of a predetermined ratio (as an example, 50%) of the maximum static stiffness value of each evaluation target stone 50 is applied as the predetermined level. However, the present invention is not limited to this, and the predetermined level may be set as appropriate in accordance with the application of the stable state evaluation system 10 and the required accuracy. In addition, the determination process performed in step 216 is not limited to the relative determination process based on comparison with the other evaluation target stone 50 as described above. For example, the static rigidity in the stable stone is a reference value. As described above, the stability of the evaluation target stone 50 based on the calculated static rigidity, such as a form in which the evaluation target stone 50 having a static rigidity smaller than the reference value by a predetermined value or more is identified as a defective stone. Any form can be applied as long as the state is evaluated.

次のステップ218では、上記ステップ216の処理によって得られた評価対象石材50の安定状態の判定結果に基づいて、予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ220にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ12Fによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。なお、本第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムのステップ220の処理においても、図9に示される結果画面がディスプレイ12Fにより表示される。従って、安定状態評価システム10の利用者は、当該結果画面を参照することにより、対策する場合に優先すべき石材を容易に把握することができる。   In the next step 218, information indicating a result screen indicating the evaluation result in a predetermined format is configured based on the determination result of the stable state of the evaluation target stone 50 obtained by the processing in step 216, and In the next step 220, the result screen is displayed on the display 12F based on the configured information, and then the stable state evaluation processing program is terminated. Note that the result screen shown in FIG. 9 is also displayed on the display 12F in the processing of step 220 of the stable state evaluation processing program according to the second embodiment. Therefore, the user of the stable state evaluation system 10 can easily grasp the stone material to be prioritized when taking countermeasures by referring to the result screen.

以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における回転加速度の時刻歴情報を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得し、当該回転加速度の時刻歴情報及び打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出し、検出した静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価し、当該評価結果を示す情報を表示しているので、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができる。   As described above in detail, in the present embodiment, the evaluation target stone when the striking force is applied to the evaluation target stone that is the evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones. In addition to obtaining the rotational acceleration time history information, obtaining the striking force time history information, detecting the static stiffness of the rotational motion based on the rotational acceleration time history information and the striking force time history information, Since the stability state of the evaluation target stone is evaluated based on the detected static rigidity and information indicating the evaluation result is displayed, the stability state of the stone constituting the stone wall is increased without dismantling the stone wall. The accuracy can be evaluated.

また、本実施の形態では、前記打撃力の時刻歴情報に基づいて当該打撃力のスペクトルを導出すると共に、前記回転加速度の時刻歴情報に基づいて回転加速度のスペクトルを導出し、前記回転加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより回転運動に関するアクセレランスを算出し、前記打撃力のスペクトルを、前記回転加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた回転運動の変位スペクトルで除算することにより前記回転運動に関する動的剛性を算出し、前記回転運動に関する動的剛性から前記回転運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記回転運動に関する静的剛性として検出しているので、より簡易かつ高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   Further, in the present embodiment, the striking force spectrum is derived based on the striking force time history information, and the rotational acceleration spectrum is deduced based on the rotational acceleration time history information. Acceleration relating to rotational motion is calculated by dividing the spectrum by the spectrum of the impact force, and the impact force spectrum is divided by the displacement spectrum of the rotational motion obtained by integrating the rotational acceleration spectrum twice. Thus, the dynamic stiffness related to the rotational motion is calculated, and the change amount per predetermined frequency in the vicinity of the dominant frequency in the acceleration related to the rotational motion from the dynamic stiffness related to the rotational motion is within a predetermined range. Since the rigidity is detected as the static rigidity related to the rotational motion, the stone wall can be constructed more easily and with high accuracy. A stable state of stone that can be evaluated.

特に、本実施の形態では、前記静的剛性が他の評価対象石材に比較して所定レベルより小さい評価対象石材の固定度が低く、不安定であるものと評価することにより、前記評価対象石材の安定状態を評価しているので、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In particular, in the present embodiment, the evaluation target stone is evaluated by evaluating that the static rigidity of the evaluation target stone is lower than that of the other evaluation target stone, and the degree of fixation is low and unstable. Therefore, it is possible to evaluate the stable state of the stone constituting the stone wall more easily.

更に、本実施の形態では、前記評価対象石材の上端部近傍と下端部近傍とに加速度センサが設けられて、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC1とし、前記評価対象石材の下端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC2とし、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサと下端部近傍に設けられた前記加速度センサの距離をDとしたとき、前記回転加速度KACを(3)式により算出しているので、より簡易に回転加速度の時刻歴情報を取得することができる結果、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   Further, in the present embodiment, acceleration sensors are provided in the vicinity of the upper end portion and the lower end portion of the evaluation target stone, and the acceleration detected by the acceleration sensor provided in the vicinity of the upper end of the evaluation target stone is measured. The acceleration detected by the acceleration sensor provided near the lower end of the evaluation target stone is set as an acceleration AC2, and the acceleration sensor provided near the upper end of the evaluation target stone is provided near the lower end. When the distance of the obtained acceleration sensor is D, the rotational acceleration KAC is calculated by the equation (3), so that the time history information of the rotational acceleration can be obtained more easily. It is possible to evaluate the stable state of the stone material that constitutes.

[第3の実施の形態]
本第3の実施の形態では、並進加速度及び回転加速度の各々の時刻歴情報を用いて石材の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第3の実施の形態に係る安定状態評価システム10の構成、及び各データベースDB1,DB2のデータ構造は、上記第1の実施の形態に係るもの(図1〜図6参照。)と同一であるので、ここでの説明は省略する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, a description will be given of an example of a case where the stable state of a stone is evaluated using time history information of each of translational acceleration and rotational acceleration. The configuration of the stable state evaluation system 10 according to the third embodiment and the data structures of the databases DB1 and DB2 are the same as those according to the first embodiment (see FIGS. 1 to 6). Since it is the same, description here is abbreviate | omitted.

本第3の実施の形態に係る安定状態評価システム10においても、石垣を構成する個々の石材の運動が、一例として図44に示されるように、石材間における石材と石材との界面での並進運動と、石材の底面を中心とした回転運動とに分けられるものと考え、図1に示されるように、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣(図示省略。)における当該複数の石材のうちの安定状態の評価対象とする評価対象石材50に対し、インパルス・ハンマー16により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度時刻歴情報を加速度センサ14を介して取得し、取得した加速度時刻歴情報により示される加速度応答に基づいて評価対象石材50の静的剛性を検出し、当該静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を評価するものとされている。   Also in the stable state evaluation system 10 according to the third embodiment, as shown in FIG. 44 as an example, the movement of individual stones constituting the stone wall is translated at the interface between the stones and the stones. It can be divided into movement and rotational movement centered on the bottom of the stone, and as shown in FIG. 1, the stones in the stone wall (not shown) formed by stacking a plurality of stones The acceleration time history information indicating the acceleration response when the striking force is applied by the impulse hammer 16 to the evaluation target stone 50 to be evaluated for the stable state is acquired via the acceleration sensor 14, and the acquired acceleration time is acquired. The static rigidity of the evaluation target stone 50 is detected based on the acceleration response indicated by the history information, and the stable state of the evaluation target stone 50 is evaluated based on the static rigidity. That.

ここで、本第3の実施の形態に係る安定状態評価システム10では、上記加速度時刻歴情報として、並進加速度と回転加速度の双方の時刻歴情報を採用しており、一例として図49に示されるように、加速度センサ14を、評価対象石材50の上端部近傍及び下端部近傍に設けると共に、当該評価対象石材50の下部に隣接する石材の上端部近傍に設け、評価対象石材50の正面視略中央部に対してインパルス・ハンマー16により打撃力を与えたときの加速度時刻歴情報を各加速度センサ14によって取得し、計測情報データベースDB2に記録するものとされている。ここで、評価対象石材50が評価対象とする石垣の下端部に位置する場合には、当該評価対象石材50の下部に石材が存在しないが、この場合は評価対象石材50の上端部近傍及び下端部近傍にのみ加速度センサ14を設ける。   Here, in the stable state evaluation system 10 according to the third exemplary embodiment, time history information of both translational acceleration and rotational acceleration is adopted as the acceleration time history information, which is shown in FIG. 49 as an example. As described above, the acceleration sensor 14 is provided in the vicinity of the upper end portion and the lower end portion of the evaluation target stone material 50, and is provided in the vicinity of the upper end portion of the stone material adjacent to the lower portion of the evaluation target stone material 50. The acceleration time history information when the impact force is applied to the central portion by the impulse hammer 16 is acquired by each acceleration sensor 14 and recorded in the measurement information database DB2. Here, when the evaluation target stone 50 is located at the lower end of the stone wall to be evaluated, there is no stone at the lower part of the evaluation target stone 50, but in this case, the vicinity of the upper end and the lower end of the evaluation target stone 50 The acceleration sensor 14 is provided only in the vicinity of the part.

なお、図24で示したものでは、評価対象石材の下部に隣接する石材に対する加速度センサの配設位置を当該石材の鉛直方向中央部としたが、並進加速度は、評価対象石材の下端部の加速度と当該評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部の加速度の差を示すものであるので、評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部に極力近づけたほうが好ましく、本実施の形態では、この形態を適用している。なお、この形態に限らず、例えば、評価対象石材の下部に隣接する石材の鉛直方向の異なる2点に加速度センサを設け、当該2点の加速度センサによる計測値を用いた補間により、上端部における加速度を算出する形態とすることもできる。また、同様に、評価対象石材についても、加速度センサを鉛直方向の異なる2点に設け、当該2点の加速度センサによる計測値を用いた補間により、下端部における加速度を算出する形態とすることもできる。   In FIG. 24, the position of the acceleration sensor with respect to the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone is the central portion in the vertical direction of the stone, but the translational acceleration is the acceleration at the lower end of the evaluation target stone. And the difference in acceleration of the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone, it is preferable to be as close as possible to the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone. This form is applied. In addition to this form, for example, an acceleration sensor is provided at two different points in the vertical direction of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone, and the interpolation at the upper end is performed using the measurement values obtained by the two acceleration sensors. It is also possible to calculate acceleration. Similarly, for the stone to be evaluated, acceleration sensors may be provided at two points in different vertical directions, and the acceleration at the lower end may be calculated by interpolation using the measurement values of the two points of the acceleration sensor. it can.

次に、本第3の実施の形態に係る安定状態評価システム10の作用を説明する。   Next, the operation of the stable state evaluation system 10 according to the third embodiment will be described.

まず、複数の評価対象石材50における加速度時刻歴情報を取得する際の安定状態評価システム10の作用を説明する。   First, the operation of the stable state evaluation system 10 when acquiring acceleration time history information in a plurality of evaluation target stones 50 will be described.

このとき、作業員は、上述したように、複数の評価対象石材50のうちの何れか1つの上端部近傍と下端部近傍に加速度センサ14を設ける一方、当該評価対象石材50の下部に隣接する石材が存在する場合には、当該石材の上端部近傍に加速度センサ14を設ける。そして、作業員は、インパルス・ハンマー16により評価対象石材50の正面視略中央部に対して打撃力を与える。   At this time, as described above, the worker provides the acceleration sensor 14 in the vicinity of the upper end and the lower end of any one of the plurality of evaluation target stones 50, and is adjacent to the lower part of the evaluation target stone 50. When there is a stone, the acceleration sensor 14 is provided in the vicinity of the upper end of the stone. Then, the worker gives a striking force to the substantially central portion of the evaluation target stone 50 in front view by the impulse hammer 16.

この打撃力の付与に応じて各加速度センサ14から加速度の計測結果を示す加速度情報が出力される一方、インパルス・ハンマー16からは上記打撃力を示す打撃力情報が出力される。   In response to the application of the striking force, acceleration information indicating the measurement result of acceleration is output from each acceleration sensor 14, while striking force information indicating the striking force is output from the impulse hammer 16.

この加速度情報及び打撃力情報はアンプ18によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ20により記録される。このとき、加速度情報については、インパルス・ハンマー16により打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムで加速度センサ14から出力されるため、これを加速度時刻歴情報としてデータ・レコーダ20に記録する。また、打撃力情報については、評価対象石材50に打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムでインパルス・ハンマー16から出力されるため、これを打撃力時刻歴情報としてデータ・レコーダ20に記録する。   The acceleration information and the striking force information are amplified to a predetermined level range by the amplifier 18 and then recorded by the data recorder 20. At this time, the acceleration information is output from the acceleration sensor 14 in real time in time series immediately after the impact force is applied by the impulse hammer 16, and is recorded in the data recorder 20 as acceleration time history information. . Further, the striking force information is output from the impulse hammer 16 sequentially in real time in chronological order immediately after the striking force is applied to the evaluation target stone 50, and this is output to the data recorder 20 as striking force time history information. Record.

なお、このとき、作業員は、インパルス・ハンマー16による評価対象石材50に対する打撃を、予め定められた順に実施する。これにより、上記予め定められた順に、打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報がデータ・レコーダ20に記録されるので、PC12は、データ・レコーダ20に記録された順に応じて、対応する石材番号に関連付けた状態で打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報を計測情報データベースDB2に登録する。なお、評価対象石材50が評価対象とする石垣の下端部に位置する場合には、当該評価対象石材50の下部に隣接する石材の上端部近傍における加速度時刻歴情報として、加速度がないことを示す0(零)を計測情報データベースDB2に登録する。   At this time, the worker performs the impact on the evaluation target stone 50 with the impulse hammer 16 in the order determined in advance. Thereby, since the striking force time history information and the acceleration time history information are recorded in the data recorder 20 in the predetermined order, the PC 12 corresponds to the stone number corresponding to the order recorded in the data recorder 20. The striking force time history information and the acceleration time history information are registered in the measurement information database DB2 in a state associated with. In addition, when the evaluation target stone 50 is located at the lower end of the stone wall to be evaluated, the acceleration time history information in the vicinity of the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone 50 indicates that there is no acceleration. 0 (zero) is registered in the measurement information database DB2.

以上の処理により、一例として図6に示される計測情報データベースDB2が構築されることになる。   By the above process, the measurement information database DB2 shown in FIG. 6 is constructed as an example.

次に、図11を参照して、以上の手順により構築された計測情報データベースDB2を用いて評価対象石材50の安定状態を評価する際の本第3の実施の形態に係る安定状態評価システム10の作用を説明する。なお、図11は、ユーザにより、PC12に設けられているキーボード等の入力装置(図示省略。)を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にPC12のCPU12Aによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部12Dのプログラム領域PGに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、石垣情報データベースDB1及び計測情報データベースDB2が予め構築されている場合について説明する。   Next, referring to FIG. 11, the stable state evaluation system 10 according to the third embodiment when evaluating the stable state of the evaluation target stone 50 using the measurement information database DB2 constructed by the above procedure. The operation of will be described. FIG. 11 shows a stable state that is executed by the CPU 12A of the PC 12 when a user inputs a stable state evaluation execution instruction via an input device (not shown) such as a keyboard provided in the PC 12. It is a flowchart which shows the flow of a process of an evaluation process program, and the said program is previously memorize | stored in the program area | region PG of secondary storage part 12D. Here, a case where the stone wall information database DB1 and the measurement information database DB2 are constructed in advance to avoid complications will be described.

同図のステップ300では、計測情報データベースDB2から何れか1つの評価対象石材50に対応する打撃力時刻歴情報及び加速度時刻歴情報を読み出し、次のステップ302にて、上記(1)式により並進加速度の時刻歴情報を算出すると共に、上記(3)式により回転加速度の時刻歴情報を算出する。   In step 300 of the figure, the striking force time history information and the acceleration time history information corresponding to any one of the evaluation target stones 50 are read from the measurement information database DB2, and in the next step 302, translation is performed according to the above equation (1). While calculating the time history information of acceleration, the time history information of rotational acceleration is calculated by the above equation (3).

次のステップ304では、上記ステップ300の処理によって読み出された打撃力時刻歴情報をフーリエ変換することによって打撃力のスペクトルを導出すると共に、上記ステップ302の処理によって算出された並進加速度の時刻歴情報をフーリエ変換することによって並進加速度のスペクトルを導出し、かつ上記ステップ302の処理によって算出された回転加速度の時刻歴情報をフーリエ変換することによって回転加速度のスペクトルを導出する。   In the next step 304, the striking force spectrum is derived by Fourier transforming the striking force time history information read out in the processing of step 300, and the time history of translational acceleration calculated by the processing of step 302 is obtained. The translation acceleration spectrum is derived by Fourier transforming the information, and the rotational acceleration spectrum is derived by Fourier transforming the rotational acceleration time history information calculated by the processing in step 302.

次のステップ306では、上記ステップ304の処理によって導出された並進加速度のスペクトルを打撃力のスペクトルで除算することによって並進運動に関するアクセレランスを算出すると共に、上記ステップ304の処理によって導出された回転加速度のスペクトルを打撃力のスペクトルで除算することによって回転運動に関するアクセレランスを算出し、次のステップ308では、上記打撃力のスペクトルを、上記並進加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた並進運動の変位スペクトルで除算することにより並進運動に関する動的剛性を算出すると共に、上記打撃力のスペクトルを、上記回転加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた回転運動の変位スペクトルで除算することにより回転運動に関する動的剛性を算出して、各動的剛性を示す情報を二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。   In the next step 306, the acceleration related to the translational motion is calculated by dividing the spectrum of the translational acceleration derived by the process of the above step 304 by the spectrum of the impact force, and the rotational acceleration derived by the process of the above step 304 is calculated. The acceleration of the rotational motion is calculated by dividing the spectrum of the impact force by the spectrum of the impact force. In the next step 308, the impact force spectrum is obtained by integrating the translation acceleration spectrum twice. The dynamic stiffness for translational motion is calculated by dividing by the motion displacement spectrum, and the striking force spectrum is divided by the rotational motion displacement spectrum obtained by integrating the rotational acceleration spectrum twice. Dynamics with respect to rotational motion It calculates the sex, stores information indicating the dynamic stiffness in a predetermined area of the secondary storage unit 12D.

次のステップ310では、上記ステップ308の処理によって算出された並進運動に関する動的剛性から、上記ステップ306の処理によって算出された並進運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を並進運動に関する静的剛性として検出すると共に、上記ステップ308の処理によって算出された回転運動に関する動的剛性から、上記ステップ306の処理によって算出された回転運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を回転運動に関する静的剛性として検出して、検出した静的剛性を二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。なお、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記所定範囲として、当該範囲内に上記変化量が含まれていれば、静的剛性であるものと判断することのできる範囲として、並進運動及び回転運動の各々別に予め実験等により得られた範囲を適用しているが、これに限るものではない。   In the next step 310, the change per predetermined frequency in the vicinity of the dominant frequency in the acceleration relating to the translational motion calculated by the processing in step 306 from the dynamic stiffness related to the translational motion calculated in the processing in step 308. The stiffness within the predetermined range is detected as the static stiffness related to the translational motion, and the rotational motion calculated by the processing of step 306 is calculated from the dynamic stiffness related to the rotational motion calculated by the processing of step 308. In the vicinity of the prevailing frequency in the acceleration related to the rigidity, the rigidity that the variation per predetermined frequency is within the predetermined range is detected as the static rigidity related to the rotational motion, and the detected static rigidity is stored in the secondary storage unit 12D. Store in a predetermined area. In the stable state evaluation processing program according to the present embodiment, as the predetermined range, if the change amount is included in the range, the range that can be determined as static rigidity is translated. The range obtained by experiments or the like in advance is applied to each of the motion and the rotational motion, but is not limited thereto.

次のステップ312では、上記並進加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は上記並進運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより並進運動の変位時刻歴を算出し、当該変位時刻歴に基づいて並進運動の減衰定数を算出すると共に、上記回転加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は上記回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより回転運動の変位時刻歴を算出し、当該変位時刻歴に基づいて回転運動の減衰定数を算出して、算出した減衰定数を二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。   In the next step 312, the time history information of the translational acceleration is integrated twice or the displacement time history of the translational motion is calculated by inverse Fourier transform of the displacement spectrum of the translational motion, and based on the displacement time history. Calculating the translational damping time constant, integrating the rotational acceleration time history information twice, or inversely transforming the rotational motion displacement spectrum to calculate the rotational motion displacement time history, Based on the displacement time history, an attenuation constant of rotational motion is calculated, and the calculated attenuation constant is stored in a predetermined area of the secondary storage unit 12D.

なお、本第3の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムにおいても、上記(2)式を用いて減衰定数hを算出する。   Note that, also in the stable state evaluation processing program according to the third embodiment, the attenuation constant h is calculated using the above equation (2).

本第3の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記並進運動の変位時刻歴を、上記並進運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより算出すると共に、上記回転運動の変位時刻歴を、上記回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより算出している。   In the stable state evaluation processing program according to the third embodiment, the displacement time history of the translational motion is calculated by inversely transforming the displacement spectrum of the translational motion, and the displacement time history of the rotational motion is calculated. The displacement spectrum of the rotational motion is calculated by inverse Fourier transform.

次のステップ314では、全ての評価対象石材50について上記ステップ300〜ステップ312の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ300に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ316に移行する。なお、上記ステップ300〜ステップ314の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象石材50を処理対象とするようにする。   In the next step 314, it is determined whether or not the processing of the above step 300 to step 312 has been completed for all the evaluation target stone materials 50. If the determination is negative, the process returns to the above step 300, but the determination is positive. At this point, the process proceeds to step 316. In addition, when repeatedly performing the process of the said step 300-step 314, it is made to make the evaluation object stone 50 which was not made into a process target so far become a process target.

ステップ316では、上記ステップ310の処理によって記憶された全ての評価対象石材50の静的剛性を読み出し、当該静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を判定(評価)して、当該判定結果を示す情報を二次記憶部12Dの所定領域に記憶する。なお、本第3の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記ステップ316の処理を、並進運動に関する静的剛性及び回転運動に関する静的剛性の少なくとも一方が他の評価対象石材50に比較して所定レベルより小さい評価対象石材50を、固定度が低く、不安定である石材であるものとして同定することにより行っている。   In step 316, the static rigidity of all the evaluation target stones 50 stored by the processing of step 310 is read, and the stable state of the evaluation target stone 50 is determined (evaluated) based on the static rigidity, and the determination is made. Information indicating the result is stored in a predetermined area of the secondary storage unit 12D. In the stable state evaluation processing program according to the third embodiment, at least one of the static stiffness related to the translational motion and the static stiffness related to the rotational motion is compared with the other stones 50 to be evaluated. Then, the evaluation target stone 50 that is smaller than the predetermined level is identified by identifying it as an unstable stone with a low degree of fixation.

本第3の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記所定レベルとして、各評価対象石材50の対応する静的剛性の最大値の所定割合(一例として、50%)の値を適用しているが、これに限らず、安定状態評価システム10の用途や、要求される精度等に応じて上記所定レベルを適宜設定するようにしてもよい。また、上記ステップ316において行われる判定処理は、このような他の評価対象石材50との比較による相対的な判定処理に限らず、例えば、安定している状態の石材における静的剛性を基準値として予め得ておき、当該基準値より静的剛性が所定値以上小さな評価対象石材50を不具合のある石材であるものとして同定する形態等、算出した静的剛性に基づいて評価対象石材50の安定状態を評価する形態であれば、如何なる形態も適用することができる。   In the stable state evaluation processing program according to the third embodiment, a value of a predetermined ratio (for example, 50%) of the maximum value of the corresponding static stiffness of each evaluation target stone 50 is applied as the predetermined level. However, the present invention is not limited to this, and the predetermined level may be set as appropriate in accordance with the application of the stable state evaluation system 10 and the required accuracy. In addition, the determination process performed in step 316 is not limited to the relative determination process by comparison with the other evaluation target stone 50 as described above. For example, the static stiffness in a stable stone is a reference value. As described above, the stability of the evaluation target stone 50 based on the calculated static rigidity, such as a form in which the evaluation target stone 50 having a static rigidity smaller than the reference value by a predetermined value or more is identified as a defective stone. Any form can be applied as long as the state is evaluated.

ところで、石材を打撃した力は周囲の石材全てに流れるため、上下の石材の間に作用した力はインパルス・ハンマーで計測された力よりも小さくなる。従って、計測により求められた動的剛性が必ずしも上下の石材の間の剛性を表すわけではない。そのため、求められた静的剛性(ばね定数)及び減衰定数を初期値として打撃試験を模擬するように調整することで、より正確なパラメータを求めれば、より正確な安定性評価を行うことができる。   By the way, since the force of striking the stone flows to all surrounding stone materials, the force acting between the upper and lower stone materials becomes smaller than the force measured by the impulse hammer. Therefore, the dynamic rigidity obtained by measurement does not necessarily represent the rigidity between the upper and lower stones. Therefore, by adjusting the simulated static impact (spring constant) and damping constant so as to simulate the impact test, the more accurate parameters can be obtained, the more accurate stability evaluation can be performed. .

そこで、次のステップ318では、以上の処理によって得られた静的剛性及び減衰定数を、対応する加速度の時刻歴情報を用いた逆解析(本実施の形態では、遺伝的アルゴリズムによる逆解析)によって調整する調整処理ルーチン・プログラムを実行する。なお、遺伝的アルゴリズムは、ダーウィンの進化論を応用して、ある解空間のなかでの最適解を探索する手法であり、微分不可能な問題にも適用可能であり、拘束条件が複雑な問題にも適用可能といった特徴をもっている。   Therefore, in the next step 318, the static stiffness and damping constant obtained by the above process are analyzed by inverse analysis using the time history information of the corresponding acceleration (in this embodiment, inverse analysis using a genetic algorithm). The adjustment processing routine program to be adjusted is executed. The genetic algorithm is a technique for searching for the optimal solution in a certain solution space by applying Darwin's evolution theory, and can be applied to a problem that cannot be differentiated. Is also applicable.

以下、図12を参照して、調整処理ルーチン・プログラムについて説明する。なお、図12は、当該調整処理ルーチン・プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムも二次記憶部12Dのプログラム領域PGに予め記憶されている。   Hereinafter, the adjustment processing routine program will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing of the adjustment processing routine / program. The program is also stored in advance in the program area PG of the secondary storage unit 12D.

まず、ステップ350では、上記ステップ310の処理によって記憶された静的剛性(ばね定数)及び上記ステップ312の処理によって記憶された減衰定数を二次記憶部12Dから読み出し、読み出した静的剛性及び減衰定数を2進数にコーディングし、乱数により複数の解の候補群(以下、「個体群」という。)を作成する。   First, in step 350, the static stiffness (spring constant) stored by the processing of step 310 and the damping constant stored by the processing of step 312 are read from the secondary storage unit 12D, and the read static stiffness and damping are read. A constant is coded in binary, and a plurality of candidate groups (hereinafter referred to as “individual group”) are created by random numbers.

次のステップ352では、各個体が、どの程度解としてふさわしいか(適応度)を評価し、次のステップ354にて、ふさわしくない個体を削除する淘汰を行い、次のステップ356にて、2つの個体から新たな個体(解候補)を作成する交叉を行い、更に、次のステップ358にて、乱数によって新たな解候補を作成する突然変異を行う。   In the next step 352, how much each individual is suitable as a solution (fitness) is evaluated, and in the next step 354, an unsuitable individual is deleted. Crossover for creating a new individual (solution candidate) from the individual is performed, and in the next step 358, mutation for creating a new solution candidate with a random number is performed.

次のステップ360では、予め定められた終了条件を満足したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ352に戻る一方、肯定判定となった時点で本調整処理ルーチン・プログラムを終了する。なお、本第3の実施の形態に係る調整処理ルーチン・プログラムでは、上記ステップ360における終了条件として、上記ステップ352〜ステップ358の処理の繰り返し実行回数が予め定められた回数(一例として1万回)に達した、との条件を適用しているが、これに限らず、例えば、適応度が所定値以上となった、との条件を適用する形態等、他の形態とすることもできる。   In the next step 360, it is determined whether or not a predetermined end condition is satisfied. If a negative determination is made, the process returns to step 352. finish. In the adjustment processing routine program according to the third embodiment, as the end condition in step 360, the number of repetitions of the processing in steps 352 to 358 is a predetermined number (for example, 10,000 times). However, the present invention is not limited to this. For example, other forms such as a form in which the condition that the fitness is a predetermined value or more may be applied.

ここで、上記個体のコーディングや適応度の評価には様々な手法があるが、例えば、静的剛性や減衰定数の値の範囲を適切に設定し、その範囲のなかで各定数を0から1までの範囲内の固定小数点として2進コード化する手法が例示できる。また、適応度の評価としては、次の(4)式に示されるように、実験で得られた加速度f(t)と、解析で得られた加速度g(t)との相関係数を求め、相関係数が大きいものの適応度が大きいとすることで解析を行うことができる。   Here, there are various methods for coding the individual and evaluating the fitness. For example, a range of values of static stiffness and damping constant is appropriately set, and each constant is set to 0 to 1 within the range. A method of binary encoding as a fixed point within the range up to can be exemplified. As the fitness evaluation, as shown in the following equation (4), a correlation coefficient between the acceleration f (t) obtained by the experiment and the acceleration g (t) obtained by the analysis is obtained. The analysis can be performed by assuming that the fitness is large although the correlation coefficient is large.

なお、遺伝的アルゴリズムは従来既知の手法であるので、これ以上のここでの説明は省略する。 Since the genetic algorithm is a conventionally known method, further explanation here is omitted.

調整処理ルーチン・プログラムが終了すると、安定状態評価処理プログラムのステップ320に移行し、以上の処理によって得られた、上記調整処理ルーチン・プログラムによる調整後の静的剛性及び減衰定数を用いて、以下に示すように質点系解析を行う。   When the adjustment processing routine program ends, the process proceeds to step 320 of the stable state evaluation processing program, and the static stiffness and damping constant after adjustment by the adjustment processing routine program obtained by the above processing are used. A mass system analysis is performed as shown in

まず、上記静的剛性及び減衰定数を用いて質点系の振動モデルを構築する。   First, a vibration model of a mass system is constructed using the static stiffness and damping constant.

すなわち、一例として図13の左図に示されるような石垣の各石材の運動を、並進運動と石材底面を中心とした回転運動と考えると、石材と石材との間に設置した並進ばねと回転ばねを用いた、一例として図13の右図に示されるような質点系解析モデルが作成される。同図では、煩雑さを避けるために石材(6)は省略している。なお、同図におけるhは石材iの高さを表し、uは石材iの変位を表し、θは石材iの回転角を表し、khijは石材iと石材jとの間の並進ばね定数を表し、krijは石材iと石材jとの間の回転ばね定数を表す。 That is, as an example, if the movement of each stone of the stone wall as shown in the left figure of FIG. 13 is considered to be a translational movement and a rotational movement around the stone bottom, the translation spring and rotation installed between the stone and the stone As an example, a mass point system analysis model as shown in the right diagram of FIG. 13 is created using a spring. In the figure, the stone (6) is omitted in order to avoid complexity. In the figure, h i represents the height of the stone i, u i represents the displacement of the stone i, θ i represents the rotation angle of the stone i, and kh ij represents the translation between the stone i and the stone j. The spring constant is represented, and kr ij represents the rotational spring constant between the stone material i and the stone material j.

これに対し、一般的な運動方程式は次の(5)式で示される。   On the other hand, a general equation of motion is expressed by the following equation (5).

この一般的な運動方程式と図13右図の解析モデルから、一例として次式に示される運動方程式が得られる。なお、次式におけるmは石材iの質量を表し、fは石材iに作用する外力を表し、Iは石材iの慣性モーメントを表す。また、次式では、石材(5)に対応する演算式は省略している。 From this general equation of motion and the analysis model shown on the right side of FIG. 13, for example, the equation of motion represented by the following equation is obtained. Incidentally, m i denotes the mass of the stone i in the following equation, f i denotes the external force acting on the stone i, I i represents the moment of inertia of the stone i. Further, in the following equation, an arithmetic expression corresponding to the stone (5) is omitted.

この運動方程式をマトリクス形式とすることにより、剛性マトリクスK及び質量マトリクスMを求める。また、減衰マトリクスCは、次式に示すように剛性比例減衰とし、比例定数βは変位から求めた減衰定数に適合するように設定する。 By making this equation of motion into a matrix format, a stiffness matrix K and a mass matrix M are obtained. Further, the attenuation matrix C is rigid proportional attenuation as shown in the following equation, and the proportionality constant β is set to match the attenuation constant obtained from the displacement.

この質点系解析モデルに対し、外力として阪神大震災等の過去の観測記録や建築センター等が定めている設計用地震波等、適切に設定した地震波を入力し、各石材の変位を求める。 For this mass system analysis model, the seismic waves set appropriately such as past observation records such as the Great Hanshin Earthquake and design earthquake waves established by the building center etc. are input as external forces, and the displacement of each stone is obtained.

こうした運動方程式に基づいて地震波による揺れを解析する地震応答解析の方法には、例えば、モード解析法や直接数値積分法等がある。算出された変位から各石材の最大変位を求め、予め定められた量より大きな変位を生じた石材が存在する場合、その石垣は安定性が低いものと判断する。   For example, there are a mode analysis method, a direct numerical integration method, and the like as a method of the seismic response analysis for analyzing the vibration caused by the seismic wave based on the equation of motion. The maximum displacement of each stone is obtained from the calculated displacement, and if there is a stone that has a displacement larger than a predetermined amount, it is determined that the stone wall has low stability.

次のステップ322では、以上の質点系解析の結果、及び上記ステップ316の処理によって得られた評価対象石材50の安定状態の判定結果に基づいて、予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ324にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ12Fによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。   In the next step 322, an evaluation result in a predetermined format is shown based on the result of the above-described mass point system analysis and the determination result of the stable state of the evaluation target stone 50 obtained by the processing in step 316. Information indicating the result screen is configured, and in the next step 324, the result screen is displayed on the display 12F based on the configured information, and then the stable state evaluation processing program is terminated.

図14には、本安定状態評価処理プログラムのステップ324の処理によってディスプレイ12Fにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記質点系解析の結果、倒壊するおそれがあることが判明したことを示す情報が表示されると共に、上記ステップ316の処理によって固定度が低いものと判定された石材が表示される。従って、安定状態評価システム10の利用者は、当該結果画面を参照することにより、地震による倒壊のおそれの有無や、対策する場合に優先すべき石材を容易に把握することができる。   FIG. 14 shows an example of the display state of the result screen displayed on the display 12F by the process of step 324 of the stable state evaluation processing program. As shown in the figure, in the stable state evaluation processing program according to the present embodiment, information indicating that there is a possibility of collapse as a result of the mass system analysis is displayed, and the above step 316 is performed. Stones that are determined to have a low degree of fixation by the process of are displayed. Therefore, by referring to the result screen, the user of the stable state evaluation system 10 can easily grasp the possibility of collapse due to an earthquake and the stone material to be prioritized when taking countermeasures.

以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得し、当該並進加速度の時刻歴情報及び打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出すると共に、当該回転加速度の時刻歴情報及び打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出し、検出した静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価し、当該評価結果を示す情報を表示しているので、石垣を解体することなく、当該石垣を構成する石材の安定状態を高精度に評価することができる。   As described above in detail, in the present embodiment, the evaluation target stone when the striking force is applied to the evaluation target stone that is the evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones. Time history information of translational acceleration and time history information of rotational acceleration at the same time, time history information of the striking force is obtained, and translational motion based on the time history information of the translational acceleration and time history information of the striking force The static stiffness is detected, the static stiffness related to the rotational motion is detected based on the time history information of the rotational acceleration and the time history information of the striking force, and the stable state of the evaluation target stone material based on the detected static stiffness Since the information indicating the evaluation result is displayed, the stable state of the stone material constituting the stone wall can be evaluated with high accuracy without dismantling the stone wall.

また、本実施の形態では、前記打撃力の時刻歴情報に基づいて当該打撃力のスペクトルを導出すると共に、前記並進加速度の時刻歴情報に基づいて並進加速度のスペクトルを導出し、かつ前記回転加速度の時刻歴情報に基づいて回転加速度のスペクトルを導出し、前記並進加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより並進運動に関するアクセレランスを算出すると共に、前記回転加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより回転運動に関するアクセレランスを算出し、前記打撃力のスペクトルを、前記並進加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた並進運動の変位スペクトルで除算することにより前記並進運動に関する動的剛性を算出すると共に、前記打撃力のスペクトルを、前記回転加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた回転運動の変位スペクトルで除算することにより前記回転運動に関する動的剛性を算出し、前記並進運動に関する動的剛性から前記並進運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記並進運動に関する静的剛性として検出すると共に、前記回転運動に関する動的剛性から前記回転運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記回転運動に関する静的剛性として検出しているので、より簡易かつ高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   Further, in the present embodiment, a spectrum of the impact force is derived based on the time history information of the impact force, a spectrum of translation acceleration is derived based on the time history information of the translation acceleration, and the rotational acceleration The rotational acceleration spectrum is derived on the basis of the time history information, and the translational acceleration spectrum is divided by the striking force spectrum to calculate the acceleration related to the translational motion, and the rotational acceleration spectrum is calculated as the striking force. By dividing the spectrum of the impact force by the spectrum of the translational motion obtained by integrating the spectrum of the translational acceleration twice. While calculating the dynamic stiffness for motion, the striking force spectrum The dynamic stiffness related to the rotational motion is calculated by dividing by the displacement spectrum of the rotational motion obtained by integrating the rotational acceleration spectrum twice, and from the dynamic stiffness related to the translational motion to the acceleration related to the translational motion. In the vicinity of the prevailing frequency, the rigidity that the variation per predetermined frequency is within a predetermined range is detected as the static rigidity related to the translational motion, and from the dynamic stiffness related to the rotational motion to the acceleration related to the rotational motion Stiffness of the stones that make up the stone wall is simpler and more accurate because the stiffness around the prevailing frequency is detected as the static stiffness related to the rotational motion. The state can be evaluated.

特に、本実施の形態では、前記静的剛性が他の評価対象石材に比較して所定レベルより小さい評価対象石材の固定度が低く、不安定であるものと評価することにより、前記評価対象石材の安定状態を評価しているので、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In particular, in the present embodiment, the evaluation target stone is evaluated by evaluating that the static rigidity of the evaluation target stone is lower than that of the other evaluation target stone, and the degree of fixation is low and unstable. Therefore, it is possible to evaluate the stable state of the stone constituting the stone wall more easily.

また、本実施の形態では、全ての前記評価対象石材について、前記並進加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は前記並進運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出して当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出すると共に、前記回転加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は前記回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出して当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出し、算出した全ての前記評価対象石材の前記減衰定数と前記静的剛性に基づいて質点系解析を行うことにより、前記評価対象石材の全体的な安定状態を評価しているので、より高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In the present embodiment, the displacement time history is calculated by integrating the time history information of the translation acceleration twice or inversely transforming the displacement spectrum of the translation motion for all the evaluation target stones. And calculating the damping time history by integrating the time history information of the rotational acceleration twice or by inverse Fourier transforming the displacement spectrum of the rotational motion. By calculating a damping constant based on the displacement time history, and performing a mass system analysis based on the calculated damping constants and static stiffness of all the evaluation target stones, the overall stability of the evaluation target stones Since the state is evaluated, the stable state of the stone material that constitutes the stone wall can be evaluated with higher accuracy.

特に、本実施の形態では、前記減衰定数と前記静的剛性を、対応する並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報を用いた逆解析によって調整しているので、より高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In particular, in the present embodiment, the damping constant and the static stiffness are adjusted by inverse analysis using the corresponding translation acceleration time history information and rotational acceleration time history information. It is possible to evaluate the stable state of the stone material that constitutes.

特に、本実施の形態では、前記逆解析を、遺伝的アルゴリズムを用いて行っているので、より簡易かつ高精度に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   In particular, in the present embodiment, since the inverse analysis is performed using a genetic algorithm, it is possible to evaluate the stable state of the stone constituting the stone wall more easily and with high accuracy.

更に、本実施の形態では、前記評価対象石材の上端部近傍及び下端部近傍と、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍とに加速度センサが設けられ、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC1とし、前記評価対象石材の下端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC2とし、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC3とし、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサと下端部近傍に設けられた前記加速度センサの距離をDとしたとき、前記並進加速度HAC及び前記回転加速度KACを(1)式及び(3)式により算出しているので、より簡易に並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報を取得することができる結果、より簡易に石垣を構成する石材の安定状態を評価することができる。   Further, in the present embodiment, acceleration sensors are provided in the vicinity of the upper end and the lower end of the evaluation target stone and in the vicinity of the upper end of the stone adjacent to the lower portion of the evaluation target stone, and the upper end of the evaluation target stone The acceleration detected by the acceleration sensor provided in the vicinity of the part is acceleration AC1, the acceleration detected by the acceleration sensor provided in the vicinity of the lower end part of the evaluation target stone is acceleration AC2, and the lower part of the evaluation target stone The acceleration detected by the acceleration sensor provided in the vicinity of the upper end of the stone adjacent to the acceleration is AC3, and the acceleration sensor provided in the vicinity of the upper end of the evaluation target stone and the acceleration provided in the vicinity of the lower end. When the distance of the sensor is D, the translation acceleration HAC and the rotation acceleration KAC are calculated by the equations (1) and (3). More simple translational acceleration time history information and the results can obtain time history information of the rotational acceleration of, it is possible to evaluate the stability condition of the stone that constitutes the stone more simply.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention, and embodiments to which such changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

また、上記の実施の形態は、クレーム(請求項)にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。上記の実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記の実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   The above embodiments do not limit the invention according to the claims (claims), and all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solution means of the invention. Is not limited. The above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. Even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the above-described embodiment, as long as an effect is obtained, a configuration from which these several constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

例えば、上記各実施の形態では、変位時刻歴を並進運動又は回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、並進加速度の時刻歴情報又は回転加速度の時刻歴情報を2回積分することにより変位時刻歴を算出する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。   For example, in each of the above embodiments, the case where the displacement time history is calculated by performing Fourier transform on the displacement spectrum of the translational motion or the rotational motion has been described, but the present invention is not limited to this, for example, The displacement time history may be calculated by integrating twice the time history information of translational acceleration or the time history information of rotational acceleration. Also in this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

その他、上記各実施の形態で説明した安定状態評価システム10の構成(図1〜図3参照。)は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。   In addition, the configuration (see FIGS. 1 to 3) of the stable state evaluation system 10 described in each of the above embodiments is an example, and unnecessary portions may be deleted within a scope that does not depart from the gist of the present invention. Needless to say, you can add new parts.

また、上記各実施の形態で示した各データベースのデータ構造(図4,図6参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な情報を削除したり、新たな情報を追加したりすることができることは言うまでもない。   The data structures of the databases shown in the above embodiments (see FIGS. 4 and 6) are also examples, and unnecessary information can be deleted or newly created without departing from the gist of the present invention. Needless to say, you can add information.

また、上記各実施の形態で示した各種処理プログラムの処理の流れ(図7,図10,図11,図12参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。   Further, the processing flow (see FIGS. 7, 10, 11, and 12) of the various processing programs shown in the above embodiments is also an example, and is unnecessary within the scope of the present invention. It goes without saying that steps can be deleted, new steps can be added, and the processing order can be changed.

更に、上記各実施の形態で示した結果画面の構成(図9,図14参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において変更することができることは言うまでもない。   Furthermore, the configuration of the result screens shown in the above embodiments (see FIGS. 9 and 14) is also an example, and it goes without saying that it can be changed without departing from the gist of the present invention.

実施の形態に係る安定状態評価システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the stable state evaluation system which concerns on embodiment. 実施の形態に係るPCの電気系の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the electrical system of PC which concerns on embodiment. 実施の形態に係るPCに備えられた二次記憶部の主な記憶内容を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main memory content of the secondary memory | storage part with which the PC which concerns on embodiment was equipped. 実施の形態に係る石垣情報データベースのデータ構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the data structure of the stone wall information database which concerns on embodiment. 実施の形態に係る石垣情報データベースの説明に供する図であり、石材番号情報及び位置情報の具体例を示す石垣の正面図である。It is a figure with which it uses for description of the stone wall information database which concerns on embodiment, and is a front view of the stone wall which shows the specific example of stone material number information and position information. 実施の形態に係る計測情報データベースのデータ構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the data structure of the measurement information database which concerns on embodiment. 第1の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the stable state evaluation processing program which concerns on 1st Embodiment. 実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムにおける減衰定数の算出の説明に供するグラフである。It is a graph with which it uses for description of calculation of the attenuation constant in the stable state evaluation processing program which concerns on embodiment. 第1,第2の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display state of the result screen which concerns on 1st, 2nd embodiment. 第2の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the stable state evaluation processing program which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the stable state evaluation processing program which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る調整処理ルーチン・プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the adjustment process routine program which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る質点系解析の説明に供する運動モデルの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the motion model with which it uses for description of the mass point system analysis which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display state of the result screen which concerns on 3rd Embodiment. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験EAの実験モデルを示す概略正面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a schematic front view showing an experimental model of an experiment EA. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験EAによる加速度の時刻歴を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention and is a graph showing a time history of acceleration according to an experiment EA. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験EAによる加速度の時刻歴を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention and is a graph showing a time history of acceleration according to an experiment EA. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験EAによるアクセレランスを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing an acceleration according to an experiment EA. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験EAによる加速度の時刻歴を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention and is a graph showing a time history of acceleration according to an experiment EA. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験EAによる加速度の時刻歴を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention and is a graph showing a time history of acceleration according to an experiment EA. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験EAによる加速度のフーリエ・スペクトルを示すグラフである。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention and is a graph showing a Fourier spectrum of acceleration according to an experiment EA. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gの実験モデルを示す概略正面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a schematic front view showing an experimental model of Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによるアクセレランス及び動的剛性を示すグラフである。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing acceleration and dynamic rigidity according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gの実験モデルを示す概略正面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a schematic front view showing an experimental model of Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる並進運動に関する動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness related to translational motion according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる回転運動に関する動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness related to rotational motion according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる加速度の時刻歴情報を示すグラフである。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing time history information of acceleration according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる回転運動に関する動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness related to rotational motion according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる回転運動に関する動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness related to rotational motion according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gの実際の計測状態を示す図である。It is a figure for explanation of the principle of the present invention, and is a figure showing an actual measurement state of Experiment G. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる回転運動に関する動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness related to rotational motion according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる加速度の時刻歴情報を示すグラフである。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing time history information of acceleration according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによるアクセレランスを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing an acceleration according to an experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによるアクセレランスを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing an acceleration according to an experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hの実験モデルを示す概略正面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a schematic front view showing an experimental model of Experiment H; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hの実際の計測状態を示す図である。It is a figure for explanation of the principle of the present invention, and is a figure showing an actual measurement state of Experiment H. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hによる加速度の時刻歴情報を示すグラフである。It is a figure for explanation of the principle of the present invention, and is a graph showing time history information of acceleration according to Experiment H. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hによる加速度の時刻歴情報を示すグラフである。It is a figure for explanation of the principle of the present invention, and is a graph showing time history information of acceleration according to Experiment H. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hによるアクセレランス及び動的剛性を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing acceleration and dynamic rigidity according to Experiment H; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hによるアクセレランス及び動的剛性を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing acceleration and dynamic rigidity according to Experiment H; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hによるアクセレランス及び動的剛性を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing acceleration and dynamic rigidity according to Experiment H; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hによるアクセレランス及び動的剛性を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing acceleration and dynamic rigidity according to Experiment H; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gの実験モデルを示す概略正面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a schematic front view showing an experimental model of Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、石材の運動モデルを示す模式図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a schematic diagram showing a stone motion model. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる打撃力の時刻歴情報を示すグラフである。It is a figure for explanation of the principle of the present invention, and is a graph showing time history information of impact force by Experiment G. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる加速度の時刻歴情報を示すグラフである。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing time history information of acceleration according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる並進運動に関する動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness related to translational motion according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Gによる加速度の時刻歴情報を示すグラフである。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing time history information of acceleration according to Experiment G; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hの実験モデルを示す概略正面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a schematic front view showing an experimental model of Experiment H; 本発明の原理の説明に供する図であり、実験Hによる動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness according to Experiment H. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験J4の実験モデルを示す概略正面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention and is a schematic front view showing an experimental model of Experiment J4. 本発明の原理の説明に供する図であり、実験J4による動的剛性のスペクトルを示すグラフである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing a spectrum of dynamic stiffness according to Experiment J4.

符号の説明Explanation of symbols

10 安定状態評価システム
12 パーソナル・コンピュータ
12A CPU(取得手段,検出手段,評価手段)
12B RAM
12C ROM
12D 二次記憶部
12E キーボード
12F ディスプレイ(表示手段)
12G 入出力インタフェース
14 加速度センサ
16 インパルス・ハンマー
18 アンプ
20 データ・レコーダ
22 記録・出力装置
50 評価対象石材
10 stable state evaluation system 12 personal computer 12A CPU (acquisition means, detection means, evaluation means)
12B RAM
12C ROM
12D Secondary storage unit 12E Keyboard 12F Display (display means)
12G I / O interface 14 Acceleration sensor 16 Impulse hammer 18 Amplifier 20 Data recorder 22 Recording / output device 50 Evaluation target stone

Claims (8)

複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価する評価手段と、
前記評価手段による評価結果を示す情報を表示する表示手段と、
を備えた安定状態評価装置。
Time history information of translational acceleration and time history information of rotational acceleration when the striking force is applied to the evaluation target stone as an evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones And acquiring means for acquiring time history information of the hitting force,
When the time history information of the translation acceleration is acquired by the acquisition means, static rigidity related to the translational motion is detected based on the time history information of the translation acceleration and the time history information of the hitting force, and the acquisition means When the time history information of the rotational acceleration is acquired, detection means for detecting static rigidity related to the rotational motion based on the time history information of the rotational acceleration and the time history information of the impact force;
Evaluation means for evaluating a stable state of the evaluation target stone based on the static rigidity detected by the detection means;
Display means for displaying information indicating an evaluation result by the evaluation means;
A stable state evaluation apparatus.
前記検出手段は、
前記打撃力の時刻歴情報に基づいて当該打撃力のスペクトルを導出すると共に、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報に基づいて並進加速度のスペクトルを導出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報に基づいて回転加速度のスペクトルを導出する導出手段と、
前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記並進加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより並進運動に関するアクセレランスを算出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記回転加速度のスペクトルを前記打撃力のスペクトルで除算することにより回転運動に関するアクセレランスを算出するアクセレランス算出手段と、
前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記打撃力のスペクトルを、前記並進加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた並進運動の変位スペクトルで除算することにより前記並進運動に関する動的剛性を算出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記打撃力のスペクトルを、前記回転加速度のスペクトルを2回積分することにより得られた回転運動の変位スペクトルで除算することにより前記回転運動に関する動的剛性を算出する動的剛性算出手段と、
を備え、
前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記並進運動に関する動的剛性から前記並進運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記並進運動に関する静的剛性として検出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記回転運動に関する動的剛性から前記回転運動に関するアクセレランスにおける卓越振動数近傍の、所定振動数当たりの変化量が所定範囲内とされている剛性を前記回転運動に関する静的剛性として検出する
請求項1記載の安定状態評価装置。
The detection means includes
A spectrum of the striking force is derived based on the time history information of the striking force, and if the time history information of the translation acceleration is acquired by the acquiring means, the translation acceleration is based on the time history information of the translation acceleration. Derivation means for deriving a spectrum of rotational acceleration based on the time history information of the rotational acceleration when the time history information of the rotational acceleration is obtained by the obtaining means;
When the time history information of the translational acceleration is obtained by the obtaining unit, an acceleration relating to translational motion is calculated by dividing the spectrum of the translational acceleration by the spectrum of the impact force, and the rotational acceleration is obtained by the obtaining unit. If the time history information is acquired, an acceleration calculation means for calculating an acceleration relating to the rotational motion by dividing the spectrum of the rotational acceleration by the spectrum of the impact force, and
When the time history information of the translation acceleration is acquired by the acquisition means, the spectrum of the impact force is divided by the displacement spectrum of the translation motion obtained by integrating the spectrum of the translation acceleration twice. When the dynamic stiffness related to the translational motion is calculated and the time history information of the rotational acceleration is acquired by the acquisition means, the striking force spectrum is obtained by integrating the rotational acceleration spectrum twice. Dynamic stiffness calculating means for calculating dynamic stiffness related to the rotational motion by dividing by the displacement spectrum of the rotational motion,
With
When the time history information of the translational acceleration is acquired by the acquisition means, the change amount per predetermined frequency in the vicinity of the dominant frequency in the acceleration related to the translational motion from the dynamic rigidity related to the translational motion is within a predetermined range. If the time history information of the rotational acceleration is acquired by the acquisition means, the dynamic rigidity related to the rotational motion is used for the acceleration related to the rotational motion. The stable state evaluation apparatus according to claim 1, wherein a stiffness in which a change amount per predetermined frequency in the vicinity of the dominant frequency is within a predetermined range is detected as a static stiffness related to the rotational motion.
前記評価手段は、前記静的剛性が他の評価対象石材に比較して所定レベルより小さい評価対象石材の固定度が低く、不安定であるものと評価することにより、前記評価対象石材の安定状態を評価する
請求項2記載の安定状態評価装置。
The evaluation means evaluates that the evaluation target stone is lower in the static rigidity and the degree of fixation of the evaluation target stone is smaller than a predetermined level compared to other evaluation target stones, and is unstable. The stable state evaluation apparatus according to claim 2.
全ての前記評価対象石材について、前記取得手段によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記並進加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は前記並進運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出して当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出し、前記取得手段によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、前記回転加速度の時刻歴情報を2回積分するか、又は前記回転運動の変位スペクトルをフーリエ逆変換することにより変位時刻歴を算出して当該変位時刻歴に基づいて減衰定数を算出する減衰定数算出手段を更に備え、
前記評価手段は、前記減衰定数算出手段によって算出された全ての前記評価対象石材の前記減衰定数と前記静的剛性に基づいて質点系解析を行うことにより、前記評価対象石材の全体的な安定状態を評価する
請求項2又は請求項3記載の安定状態評価装置。
When the time history information of the translation acceleration is acquired by the acquisition means for all the evaluation target stones, the time history information of the translation acceleration is integrated twice or the displacement spectrum of the translation motion is Fourier-inverted. A displacement time history is calculated by conversion, an attenuation constant is calculated based on the displacement time history, and when the rotational acceleration time history information is acquired by the acquisition means, the rotational acceleration time history information is It further includes an attenuation constant calculating means for calculating the displacement time history by integrating twice or calculating the displacement time history by inversely transforming the displacement spectrum of the rotational motion and calculating the attenuation constant based on the displacement time history,
The evaluation means performs a mass system analysis based on the attenuation constants and the static stiffness of all the evaluation target stones calculated by the attenuation constant calculation means, thereby providing an overall stable state of the evaluation target stones. The stable state evaluation apparatus according to claim 2 or claim 3.
前記減衰定数と前記静的剛性を、前記取得手段によって取得された、対応する並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を用いた逆解析によって調整する調整手段
を更に備えた請求項4記載の安定状態評価装置。
Adjustment means for adjusting the damping constant and the static stiffness by inverse analysis using at least one of the corresponding translation acceleration time history information and rotational acceleration time history information acquired by the acquisition means. The stable state evaluation apparatus according to claim 4.
前記取得手段は、前記並進加速度の時刻歴情報を取得する場合は、前記評価対象石材の下端部近傍と、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍とに加速度センサが設けられ、前記回転加速度の時刻歴情報を取得する場合は、前記評価対象石材の上端部近傍と下端部近傍とに加速度センサが設けられて、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC1とし、前記評価対象石材の下端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC2とし、前記評価対象石材の下部に隣接する石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサにより検出された加速度を加速度AC3とし、前記評価対象石材の上端部近傍に設けられた前記加速度センサと下端部近傍に設けられた前記加速度センサの距離をDとしたとき、前記並進加速度HAC及び前記回転加速度KACを次の演算式により算出することによって取得する
請求項1〜請求項5の何れか1項記載の安定状態評価装置。
When the acquisition means acquires the time history information of the translational acceleration, acceleration sensors are provided in the vicinity of the lower end portion of the evaluation target stone and in the vicinity of the upper end portion of the stone adjacent to the lower portion of the evaluation target stone, When acquiring the time history information of the rotational acceleration, an acceleration sensor is provided in the vicinity of the upper end portion and the lower end portion of the evaluation target stone, and the acceleration sensor provided in the vicinity of the upper end portion of the evaluation target stone The detected acceleration is acceleration AC1, and the acceleration detected by the acceleration sensor provided near the lower end of the evaluation target stone is acceleration AC2, and is provided near the upper end of the stone adjacent to the lower part of the evaluation target stone. The acceleration detected by the obtained acceleration sensor is defined as an acceleration AC3, and the acceleration sensor provided in the vicinity of the upper end portion of the evaluation target stone and the vicinity of the lower end portion thereof. When the vignetting distance of the acceleration sensor is D, it is obtained by calculating the translational acceleration HAC and the rotational acceleration KAC by the following arithmetic expression
The stable state evaluation apparatus of any one of Claims 1-5.
複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得する取得工程と、
前記取得工程によって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記取得工程によって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価する評価工程と、
前記評価工程による評価結果を示す情報を表示手段によって表示する表示工程と、
を有する安定状態評価方法。
Time history information of translational acceleration and time history information of rotational acceleration when the striking force is applied to the evaluation target stone as an evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones And acquiring at least one of the following, and obtaining the time history information of the striking force,
When the time history information of the translation acceleration is acquired by the acquisition step, the static stiffness related to the translational motion is detected based on the time history information of the translation acceleration and the time history information of the hitting force. When the rotational acceleration time history information is acquired, a detection step of detecting static stiffness related to rotational motion based on the rotational acceleration time history information and the striking force time history information;
An evaluation step for evaluating the stable state of the evaluation target stone based on the static rigidity detected by the detection step;
A display step of displaying information indicating an evaluation result by the evaluation step by a display means;
A stable state evaluation method comprising:
複数の石材が積み重ねられて構成された石垣の安定状態の評価対象とする評価対象石材に対して打撃力を与えたときの当該評価対象石材における並進加速度の時刻歴情報及び回転加速度の時刻歴情報の少なくとも一方を取得すると共に、前記打撃力の時刻歴情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって前記並進加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該並進加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて並進運動に関する静的剛性を検出し、前記取得ステップによって前記回転加速度の時刻歴情報が取得された場合は、当該回転加速度の時刻歴情報及び前記打撃力の時刻歴情報に基づいて回転運動に関する静的剛性を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出された静的剛性に基づいて前記評価対象石材の安定状態を評価する評価ステップと、
前記評価ステップによる評価結果を示す情報を表示手段によって表示する表示ステップと、
をコンピュータに実行させる安定状態評価プログラム。
Time history information of translational acceleration and time history information of rotational acceleration when the striking force is applied to the evaluation target stone as an evaluation target of the stable state of the stone wall formed by stacking a plurality of stones Acquiring at least one of the following, and acquiring the time history information of the striking force; and
When the time history information of the translational acceleration is acquired by the acquisition step, static stiffness related to the translational motion is detected based on the time history information of the translational acceleration and the time history information of the striking force. When the time history information of the rotational acceleration is acquired, a detection step of detecting static rigidity related to the rotational motion based on the time history information of the rotational acceleration and the time history information of the striking force;
An evaluation step for evaluating the stable state of the evaluation target stone based on the static stiffness detected by the detection step;
A display step of displaying information indicating an evaluation result by the evaluation step by a display means;
A stable state evaluation program that causes a computer to execute.
JP2007339419A 2007-12-28 2007-12-28 Stable state evaluation device, stable state evaluation method, and stable state evaluation program Pending JP2009162507A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007339419A JP2009162507A (en) 2007-12-28 2007-12-28 Stable state evaluation device, stable state evaluation method, and stable state evaluation program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007339419A JP2009162507A (en) 2007-12-28 2007-12-28 Stable state evaluation device, stable state evaluation method, and stable state evaluation program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009162507A true JP2009162507A (en) 2009-07-23

Family

ID=40965315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007339419A Pending JP2009162507A (en) 2007-12-28 2007-12-28 Stable state evaluation device, stable state evaluation method, and stable state evaluation program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009162507A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103862328A (en) * 2014-03-14 2014-06-18 华中科技大学 Test device and test method for three-dimensional static rigidness of tail end of machine tool
CN106556500A (en) * 2016-11-14 2017-04-05 李辉 A kind of multifunction architecture engineering detector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103862328A (en) * 2014-03-14 2014-06-18 华中科技大学 Test device and test method for three-dimensional static rigidness of tail end of machine tool
CN103862328B (en) * 2014-03-14 2016-06-22 华中科技大学 The test device of a kind of lathe end three-dimensional Static stiffness and method of testing
CN106556500A (en) * 2016-11-14 2017-04-05 李辉 A kind of multifunction architecture engineering detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Frizzarin et al. Damage detection based on damping analysis of ambient vibration data
JP2014134436A (en) Building safety verification system and building safety verification method
JP2011247700A (en) Soundness diagnosing method, soundness diagnosing apparatus and soundness diagnosing program of concrete member
JP2023161018A (en) Method for diagnosing and evaluating structure based on always fine movement of structure
JP2004069598A (en) Defect predicting system and program of structure
Jaradat et al. Optimum stiffness values for impact element models to determine pounding forces between adjacent buildings
JP4173089B2 (en) Dynamic loading test method
Atamturktur et al. Full-scale modal testing of vaulted gothic churches: lessons learned
JP2009162507A (en) Stable state evaluation device, stable state evaluation method, and stable state evaluation program
JP2004534935A (en) A method for determining the seismic resistance of buildings
JP2019144031A (en) Building evaluation system and building evaluation method
JP2009063450A (en) Apparatus, method, and program for evaluating stable state
JP2001208641A (en) Method for analyzing response to earthquake
JP2015127707A (en) Building safety verification system, building safety verification method, and program
Luo et al. Research and experiment on optimal separation distance of adjacent buildings based on performance
JP3847264B2 (en) Earthquake response analysis method
RU2701476C1 (en) Method for non-destructive testing of carrying capacity of structural systems of buildings and structures
Koçak et al. Determination of characteristic parameters of masonry structures via operational modal analysis
Hajialilue-Bonab et al. Experimental study on the dynamic behavior of laterally loaded single pile
Aktas et al. Computer-Aided Mold Design Algorithm for Precast Concrete Elements.
Singh Kanwar et al. Health monitoring of RCC building model experimentally and its analytical validation
Kechidi et al. Effective use of ambient vibration measurement for modal updating
JP7489638B2 (en) Non-destructive testing equipment
Lim Seismic analysis of non-structural components considering the interaction with the main structure and the effect of supporting soil
Soltani Development of Soil-Pile Interaction Models in Improved Soils Using Centrifuge Test Data and System Identification Methods