JP6848031B1

JP6848031B1 - 擁壁の安定性照査装置、および擁壁の安定性照査プログラム

Info

Publication number: JP6848031B1
Application number: JP2019187433A
Authority: JP
Inventors: 幸史渡邉
Original assignee: 川田テクノシステム株式会社
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: JP2021063349A

Abstract

【課題】擁壁の安定性照査を行う方法を提供する。【解決手段】擁壁の安定性照査装置１００は、３次元道路モデル上で安定性照査対象とする擁壁の選択を受け付ける選択受付手段と、選択受付手段で選択を受け付けた安定性照査対象の擁壁を対象として、安定性の照査のための処理を実行する安定性照査手段と、安定性照査手段による安定性照査の結果に基づいて、３次元道路モデル上で安定性照査対象とした擁壁の色を変更する色変更手段とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、擁壁の安定性照査装置、および擁壁の安定性照査プログラムに関する。

次のような擁壁の安全性評価方法が知られている。この擁壁の安全性評価方法では、擁壁背面に発生するすべり形態を判定し、判定されたすべり形態に応じて土圧の計算方法を決定し、従来計算法（試行くさび法・改良試行くさび法）と異なるアプローチで、擁壁の背面から受ける土圧を演算して、その土圧を用いて、擁壁の安全性を評価する（例えば、特許文献１）。

特開２０１８−１２３５４４号公報

擁壁の安全性を評価した場合に、その評価結果をわかりやすく表示する方法が求められていた。しかしながら、従来の擁壁の安全性評価方法では、そのような方法については何ら検討されていなかった。

本発明による擁壁の安定性照査装置は、擁壁を含む３次元道路モデルを表示する表示手段と、３次元道路モデル上で安定性照査対象とする擁壁の選択を受け付ける選択受付手段と、選択受付手段で選択を受け付けた安定性照査対象の擁壁を対象として、安定性の照査のための処理を実行する安定性照査手段と、安定性照査手段による安定性照査の結果に基づいて、３次元道路モデル上で安定性照査対象とした擁壁の色を変更する色変更手段とを備えることを特徴とする。
本発明による擁壁の安定性照査プログラムは、擁壁を含む３次元道路モデルを表示する表示手順と、３次元道路モデル上で安定性照査対象とする擁壁の選択を受け付ける選択受付手順と、選択受付手順で選択を受け付けた安定性照査対象の擁壁を対象として、安定性の照査のための処理を実行する安定性照査手順と、安定性照査手順での安定性照査の結果に基づいて、３次元道路モデル上で安定性照査対象とした擁壁の色を変更する色変更手順とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、安定性照査の結果に基づいて３次元道路モデル上で安定性照査対象とした擁壁の色を変更するようにしたので、安定性照査の結果をわかりやすく表示することができ、ユーザは安定性照査の結果を視覚的に把握することができる。

擁壁の安定性照査装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。３次元道路モデルの一例を示す図である。３次元道路モデル上で安定性照査対象の擁壁３ａが選択された状態を模式的に示す図である。安定性照査対象の擁壁における断面位置と配置基準線の一例を示す図である。安定性照査対象の擁壁の断面線を示す図である。３次元モデルの切断面を示す図である。ｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルにおけるシステム初期値の一例を示す図である。安定照査結果としてａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに記載される照査結果の一例を示す図である。擁壁の安定性照査装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャート図である。

図１は、本実施の形態における擁壁の安定性照査装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。擁壁の安定性照査装置１００としては、例えば、サーバ装置やパソコン等が用いられ、図１は、擁壁の安定性照査装置１００としてパソコンを用いた場合の一実施の形態の構成を示している。擁壁の安定性照査装置１００は、操作部材１０１と、制御装置１０２と、記録装置１０３と、表示装置１０４とを備えている。

操作部材１０１は、擁壁の安定性照査装置１００の操作者によって操作される種々の装置、例えばキーボードやマウスを含む。

制御装置１０２は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路によって構成され、擁壁の安定性照査装置１００の全体を制御する。なお、制御装置１０２を構成するメモリは、例えばＳＤＲＡＭ等の揮発性のメモリである。このメモリは、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリや、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。

記録装置１０３は、擁壁の安定性照査装置１００が蓄える種々のデータや、制御装置１０２が実行するためのプログラムのデータ等を記録するための記憶媒体で構成される記録装置であり、例えばＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）やＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等が用いられる。なお、記録装置１０３に記録されるプログラムのデータは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録されて提供されたり、ネットワークを介して提供され、操作者が取得したプログラムのデータを記録装置１０３にインストールすることによって、制御装置１０２がプログラムを実行できるようになる。

表示装置１０４は、例えば液晶ディスプレイなどであって、制御装置１０２によって出力された表示用データを表示するための装置である。

本実施の形態における擁壁の安定性照査装置１００は、道路の設計を支援するためソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデル上に配置された擁壁の安定性を計算して評価するための処理を実行するために用いられる。本実施の形態で想定する３次元道路モデルを作成するためのソフトウェアは、地図上で道路中心線の通過点を指示するだけで３次元道路モデルを自動生成し、平面図、縦断図、横断図を作成する機能を備えている。また、該ソフトウェアは、３次元モデルを生成した道路を建設するために道路の片側または両側に切土や盛土が必要かどうかといった条件に基づいて擁壁を設置するかどうかを判定し、擁壁の設置が必要と判定した場合には、あらかじめ設定されているパラメータ及びアルゴリズムを用いて、３次元道路モデル上に擁壁を自動設置する機能を有している。

本実施の形態における安定性照査装置１００では、記録装置１０３に上記の３次元道路モデルを作成するためのソフトウェアで作成された３次元道路モデルのデータが記録されている。そして、制御装置１０２は、記録装置１０３に記録されている３次元道路モデルのデータを読み出して、３次元道路モデル上に自動設置された擁壁の安定性を計算して評価するための処理を実行する。以下、制御装置１０２による処理の詳細について説明する。

本実施の形態における安定性照査装置１００のユーザ、例えば、擁壁の安定性照査を実行する人物は、操作部材１０１を操作して、擁壁の安定性照査の開始を指示することができる。制御装置１０２は、擁壁の安定性照査の開始が指示された場合には、記録装置１０３に記録されている安定性照査のためのプログラムを起動する。これによって、表示装置１０４に擁壁の安定性照査を行うためのソフトウェアの画面が表示される。

ユーザは、画面上に擁壁が配置された道路の３次元道路モデルを表示させる。制御装置１０２は、操作者によって３次元道路モデルの表示が指示されると、記録装置１０３から該当する３次元道路モデルのデータを読み出して表示装置１０４に表示する。

ユーザは、操作部材１０１を操作して、表示装置１０４に表示された３次元道路モデル上で安定性照査を行いたい擁壁を安定性照査対象の擁壁として選択する。制御装置１０２は、３次元道路モデルからユーザによって選択された安定性照査対象の擁壁に関する情報を取得する。

本実施の形態では、例えば、図２に示すような幅７ｍの道路の道路沿いに配置された根入れ深さ１．０ｍの逆Ｔ式擁壁を安定性照査対象の擁壁として選択するものとする。図３は、ユーザによって逆Ｔ式擁壁が安定性照査対象の擁壁３ａとして選択された状態を示している。なお、図３では、ユーザによって選択された擁壁３ａを黒で塗りつぶして表示している。

制御装置１０２は、３次元道路モデルから安定性照査対象の擁壁３ａに関する情報として、例えば以下のような擁壁情報を取得する。擁壁の種類：逆Ｔ式擁壁、全幅：３．０ｍ、つま先版張り出し長：１．０ｍ、かかと版張り出し長：１．５ｍ、型枠しろ：０．０ｍ、天端幅：０．５ｍ、全高：３．５ｍ、底版高さ：０．５ｍ、テーパー高さ：０．０ｍ、天端から前面の勾配変化点までの高さ：０．０ｍ、天端から背面の勾配変化点までの高さ：０．０ｍ、前面勾配：１：０．０、背面勾配：１：０．０。

ユーザは、図４に示すように、操作部材１０１を操作して安定性照査対象の擁壁３ａに対して、照査対象となる断面位置４ａを安定性照査対象の擁壁３ａの配置基準線４ｂ上に指定する。図４では、断面位置４ａ黒点で表し、配置基準線４ｂを破線で表している。

制御装置１０２は、図５に示すように、断面位置４ａについて、安定性照査対象の擁壁３ａの配置基準線４ｂの垂線を作成し、これを安定性照査対象の擁壁３ａの断面線５ａとする。図５に示すように、断面線５ａは配置基準線４ｂに対して直角となる。そして、制御装置１０２は、断面線５ａとｘｙ平面上で交差する３次元モデルの切断面を生成する。生成される切断面は、図６に示すような図面として出力される。

制御装置１０２は、生成した切断面の形状情報を取得する。切断面の形状情報としては、例えば、地表面形状指定方法：任意形状、地表面の始点から擁壁天端までの高さ：０．５ｍ、地表面形状座標（０）：ｘ＝０．０ｙ＝０．０、地表面形状座標（１）：ｘ＝１５．０ｙ＝１５．０、底版下面から前面地表面までの高さ：１．０ｍが取得される。

制御装置１０２は、ユーザから安定性照査のための計算条件の入力を受け付ける。ここで、ユーザは、例えば次のような計算条件を入力する。地震の影響を考慮する：ｔｒｕｅ、設計水平震度：０．２５、裏込め土の種類：砂質土、切土法面を設定する：ｆａｌｓｅ、基礎地盤の種類：岩盤。

制御装置１０２は、擁壁の安定性照査のための設計条件を読み込む。設計条件はあらかじめ用意されており、例えば以下のような情報が読み込まれる。前面埋め戻し土の重量を考慮する：ｔｒｕｅ、前面埋め戻し土の単位体積重量：２４．５ｋＮ／ｍ^３、土質条件の指定方法：ｔｒｕｅ、土圧作用高さの指定スイッチ：ｆａｌｓｅ、土圧作用高さ：０ｍ。

制御装置１０２は、あらかじめ用意されている設計条件入力モジュールに、上述した形状情報と計算条件と設計条件を入力する。設計条件入力モジュールは、入力された形状情報と計算条件と設計条件の値に基づいて、安定性計算のための条件を記載したデータファイルであるｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルを生成するためのモジュールである。なお、ｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルにおいて、設計条件入力モジュールに入力された値以外は、図７に示すように各項目に対するシステム初期値を使用する。

制御装置１０２は、あらかじめ用意されている設計計算モジュールを起動し、ｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルを入力する。設計計算モジュールは、ｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルに記載された情報に基づいて安定性照査を実行し、安定性照査対象の擁壁の安定性の照査結果を記載したデータファイルであるａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルを生成するためのモジュールである。安定照査結果としてａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに記載される照査結果は、例えば、図８に示すような内容である。図８では、安定性照査の結果、安定性に問題がない項目はＯＫと評価され、安定性に問題がある項目はＮＧと評価されている。制御装置１０２は、生成したａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルを記録装置１０３に記録する。

制御装置１０２は、ａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに記載された安定照査結果に基づいて、図３に示した図において、安定性照査対象の擁壁３ａの色を変更する。具体的には、制御装置１０２は、図３に示した３次元道路モデルを表示装置１０４に表示するとともに、図８に示した安定性の照査結果におけるＯＫの数に基づいて、３次元道路モデル内の安定性照査対象の擁壁３ａに着色する。例えば、ＯＫの数が０個である場合は擁壁色を＃ＦＦ００００とし、ＯＫの数が１個である場合は擁壁色を＃ＦＦ１９１９とし、ＯＫの数が２個である場合は擁壁色を＃ＦＦ４７４７とする。また、ＯＫの数が３個である場合は擁壁色を＃ＦＦ７５７５とし、ＯＫの数が４個である場合は擁壁色を＃ＦＦＡ３Ａ３とし、ＯＫの数が５個である場合は擁壁色を＃ＦＦＤ１Ｄ１とし、ＯＫの数が６個である場合は擁壁色を＃ＡＡＡＡＡＡとする。これによって、ユーザは、３次元道路モデル上で擁壁の安定性を色により判別することができる。なお、上記の例では、色をカラーコードで表している。

図９は、本実施の形態における擁壁の安定性照査装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図９に示す処理は、ユーザによって擁壁の安定性照査の開始が指示されると起動するプログラムとして、制御装置１０２によって実行される。なお、図９においては、上述した擁壁の安定性照査のための設計条件、設計条件入力モジュール、および設計計算モジュールなどの処理に必要なデータは、あらかじめ記録装置１０３に記録されているものとする。

ステップＳ１０において、制御装置１０２は、ユーザによって３次元道路モデルの表示が指示されたか否かを判断する。ステップＳ１０で肯定判断した場合には、ステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０では、制御装置１０２は、記録装置１０３から該当する３次元道路モデルのデータを読み出して表示装置１０４に表示する。その後、ステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０では、制御装置１０２は、ユーザによって、表示装置１０４に表示された３次元道路モデル上で安定性照査を行いたい擁壁が選択されたか否かを判断する。ステップＳ３０で肯定判断した場合には、ステップＳ４０へ進む。

ステップＳ４０では、制御装置１０２は、３次元道路モデルからユーザによって選択された擁壁を安定性照査対象の擁壁として特定する。その後、ステップＳ５０へ進む。

ステップＳ５０では、制御装置１０２は、３次元道路モデルから、ユーザによって選択された安定性照査対象の擁壁に関する情報を取得する。その後、ステップＳ６０へ進む。

ステップＳ６０では、制御装置１０２は、ユーザによって、照査対象となる断面位置が安定性照査対象の擁壁の配置基準線上に指定されたか否かを判断する。ステップＳ６０で肯定判断した場合には、ステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０では、制御装置１０２は、ユーザによって指定された断面位置について、安定性照査対象の擁壁の配置基準線の垂線を作成してこれを断面線とし、断面線とｘｙ平面上で交差する３次元モデルの切断面を生成する。その後、ステップＳ８０へ進む。

ステップＳ８０では、制御装置１０２は、生成した切断面の形状情報を取得する。その後、ステップＳ９０へ進む。

ステップＳ９０では、制御装置１０２は、ユーザからの上述した計算条件の入力を受け付けたか否かを判断する。ステップＳ９０で肯定判断した場合には、ステップＳ１００へ進む。

ステップＳ１００では、制御装置１０２は、あらかじめ用意された擁壁の安定性照査のための設計条件を読み込む。その後、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、制御装置１０２は、あらかじめ用意されている設計条件入力モジュールに、形状情報と計算条件と設計条件を入力して、安定性計算のための条件が記載されたｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルを得る。その後、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０では、制御装置１０２は、あらかじめ用意されている設計計算モジュールを起動してｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルを入力することにより、安定性照査対象の擁壁の安定性の照査結果を記載したａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルを得る。その後、ステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０では、制御装置１０２は、図３に示した３次元道路モデルを表示装置１０４に表示するとともに、ａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに記載された安定照査結果に基づいて安定性照査対象の擁壁に着色することにより、擁壁の色を変更する。その後、処理を終了する。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０２は、３次元道路モデル上で安定性照査対象とする擁壁の選択を受け付け、選択を受け付けた安定性照査対象の擁壁を対象として安定性の照査のための処理を実行し、安定性照査の結果に基づいて、３次元道路モデル上で安定性照査対象とした擁壁の色を変更するようにした。これによって、ユーザは３次元道路モデル上での擁壁の色によって安定性の照査結果を視覚的に把握することができる。

（２）制御装置１０２は、安定性照査の結果、安定性がＯＫとされた項目の数に応じて、安定性照査対象の擁壁の色を変更するようにした。これによって、ユーザは、照査項目のうちの何項目でＯＫの結果が出たかを色で視覚的に把握することができる。

（３）制御装置１０２は、安定性照査対象の擁壁の切断面の形状情報、安定性計算の計算条件の情報、および擁壁の安定性照査のための設計条件の情報に基づいて安定性計算のための条件を記載したデータファイルであるｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルを生成し、生成したｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルに基づいて安定性照査対象の擁壁の安定性照査を実行するようにした。これによって、擁壁の安定性照査を行うための設計計算モジュールにｙｏｕｈｅｋｉ．ｄａｔファイルを入力することによって安定性照査のための計算を行うことができる。

（４）制御装置１０２は、安定性照査対象の擁壁の安定性の照査結果を記載したデータファイルであるａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルを生成し、生成したａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルを記録装置１０３に記録するようにした。これによって、安定性の照査結果を記載したデータファイルを得ることができる。

（５）制御装置１０２は、ａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに記載された安定照査結果に基づいて、安定性照査対象の擁壁の色を変更するようにした。これによって、ａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに基づいて安定性の照査結果を特定して、安定性の照査結果が視覚的に把握できるように３次元道路モデル上の擁壁に色付けすることができる。

―変形例―
なお、上述した実施の形態の擁壁の安定性照査装置１００は、以下のように変形することもできる。

（１）上述した実施の形態では、擁壁の安定性照査装置１００としては、例えば、サーバ装置やパソコン等が用いられる例について説明した。しかしながら、上述した処理を実行することができる装置であれば、サーバ装置やパソコンには限定されない。

（２）上述した実施の形態では、制御装置１０２は、ａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに記載された安定照査結果におけるＯＫの数、すなわち安定性に問題がない項目の数に基づいて、７段階で安定性照査対象の擁壁３ａの色を変更する例について説明した。しかしながら、色分けの方法はこれに限定されない。例えばＯＫの数が０〜２、３〜４、５〜６のように３段階で色分けをしてもよいし、２段階、４段階、５段階、６段階などの方法で色分けをしてもよい。

（３）上述した実施の形態では、図８に示したように、安定照査結果としてａｎｔｅｉ．ｄａｔファイルに記載される照査結果は、安定性に問題がない項目はＯＫと評価され、安定性に問題がある項目はＮＧと評価される例について説明した。しかしながら、照査結果の表示はＯＫとＮＧに限定されるものではない。例えば、評価結果は０と１で表すようにし、安定性に問題がない項目は０とし、安定性に問題がある項目は１とするようにしてもよい。また、制御装置１０２が安定性の問題の有無を判定できる値であれば、これ以外の値を用いて評価結果を表してもよい。

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

１００擁壁の安定性照査装置
１０１操作部材
１０２制御装置
１０３記録装置
１０４表示装置

Claims

擁壁を含む３次元道路モデルを表示する表示手段と、
前記３次元道路モデル上で安定性照査対象とする擁壁の選択を受け付ける選択受付手段と、
前記選択受付手段で選択を受け付けた安定性照査対象の擁壁を対象として、安定性の照査のための処理を実行する安定性照査手段と、
前記安定性照査手段による安定性照査の結果に基づいて、前記３次元道路モデル上で安定性照査対象とした擁壁の色を変更する色変更手段とを備えることを特徴とする擁壁の安定性照査装置。
請求項１に記載の擁壁の安定性照査装置において、
前記色変更手段は、前記安定性照査手段による安定性照査の結果、安定性に問題がないと評価された項目の数に応じて、安定性照査対象の擁壁の色を変更することを特徴とする擁壁の安定性照査装置。
請求項１または２に記載の擁壁の安定性照査装置において、
前記安定性照査手段は、安定性照査対象の擁壁の切断面の形状情報、安定性計算の計算条件の情報、および擁壁の安定性照査のための設計条件の情報に基づいて安定性計算のための条件を記載したデータファイルを生成し、生成したデータファイルに基づいて安定性照査対象の擁壁の安定性照査を実行することを特徴とする擁壁の安定性照査装置。
請求項３に記載の擁壁の安定性照査装置において、
前記安定性照査手段は、安定性照査対象の擁壁の安定性の照査結果を記載したデータファイルを生成し、生成した安定性照査結果を示すデータファイルを記録装置に記録することを特徴とする擁壁の安定性照査装置。
請求項４に記載の擁壁の安定性照査装置において、
前記色変更手段は、前記安定性照査結果を示すデータファイルに記載された安定照査結果に基づいて、安定性照査対象の擁壁の色を変更することを特徴とする擁壁の安定性照査装置。
擁壁を含む３次元道路モデルを表示する表示手順と、
前記３次元道路モデル上で安定性照査対象とする擁壁の選択を受け付ける選択受付手順と、
前記選択受付手順で選択を受け付けた安定性照査対象の擁壁を対象として、安定性の照査のための処理を実行する安定性照査手順と、
前記安定性照査手順での安定性照査の結果に基づいて、前記３次元道路モデル上で安定性照査対象とした擁壁の色を変更する色変更手順とをコンピュータに実行させるための擁壁の安定性照査プログラム。
請求項６に記載の擁壁の安定性照査プログラムにおいて、
前記色変更手順は、前記安定性照査手順での安定性照査の結果、安定性に問題がないと評価された項目の数に応じて、安定性照査対象の擁壁の色を変更することを特徴とする擁壁の安定性照査プログラム。
請求項６または７に記載の擁壁の安定性照査プログラムにおいて、
前記安定性照査手順は、安定性照査対象の擁壁の切断面の形状情報、安定性計算の計算条件の情報、および擁壁の安定性照査のための設計条件の情報に基づいて安定性計算のための条件を記載したデータファイルを生成し、生成したデータファイルに基づいて安定性照査対象の擁壁の安定性照査を実行することを特徴とする擁壁の安定性照査プログラム。
請求項８に記載の擁壁の安定性照査プログラムにおいて、
前記安定性照査手順は、安定性照査対象の擁壁の安定性の照査結果を記載したデータファイルを生成し、生成した安定性照査結果を示すデータファイルを記録装置に記録することを特徴とする擁壁の安定性照査プログラム。
請求項９に記載の擁壁の安定性照査プログラムにおいて、
前記色変更手順は、前記安定性照査結果を示すデータファイルに記載された安定照査結果に基づいて、安定性照査対象の擁壁の色を変更することを特徴とする擁壁の安定性照査プログラム。