(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部が岩盤に保持され、且つ節理を有する柱形状の岩塊が、前記岩盤から落下する際の大きさを推定する方法であって、
前記岩塊の風化程度を設定して、予め導出された関係であって岩塊の風化程度と岩塊の引張強さの低下程度との関係に基づき、前記岩塊の引張強さの低下程度を導出し、
前記岩塊と同質であって、風化を受けていない標本の引張強さを測定し、
且つ前記標本の密度を測定して、当該標本の密度を前記岩塊の密度とし、
前記導出された岩塊の引張強さの低下程度並びに前記測定された標本の引張強さ及び岩塊の密度に基づき、下記式（１）を用いて、前記岩盤から落下する前記岩塊の軸方向の長さを算出することを特徴とする、落下岩塊の大きさの推定方法。
Ｌｅ＝ｋ・Ｓｐ／（ρｇ・ｓｉｎθ）・・・・（１）
但し、Ｌｅ：前記岩盤から落下する前記岩塊の軸方向の長さ、ｋ：前記岩塊の引張強さの低下程度、Ｓｐ：前記標本の引張強さ、ρ：前記岩塊の密度、ｇ：重力加速度、θ：水平方向に対する前記岩塊の軸方向の傾斜角度
【請求項２】
前記導出された岩塊の引張強さの低下程度と前記測定された標本の引張強さに基づいて、当該岩塊の引張強さを算出し、
前記岩塊の引張強さと前記岩塊の密度をそれぞれ直交する座標軸に表し、前記式（１）で算出される前記岩塊の軸方向の長さについてのノモグラムを作成し、当該ノモグラムを用いて前記岩塊の軸方向の長さを推定することを特徴とする、請求項１に記載の落下岩塊の大きさの推定方法。
【請求項３】
前記ノモグラムは、所定の傾斜角度毎に複数作成されることを特徴とする、請求項２に記載の落下岩塊の大きさの推定方法。
【請求項４】
前記岩塊の風化程度の設定は、前記岩塊の変色の程度に基づいて行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の落下岩塊の大きさの推定方法。
【請求項５】
前記標本の引張強さと前記標本の密度の測定は、前記岩塊の周囲に存在し、且つ当該岩塊と同質の石片を採取し、前記石片の引張強さと前記石片の密度をそれぞれ測定することにより行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の落下岩塊の大きさの推定方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法を用いて推定された落下岩塊の大きさに基づき、当該岩塊に対する対策工を決定する方法であって、
前記岩盤に保持された前記岩塊の軸方向の長さを測定し、
下記式（２）で算出される安全度を考慮して、前記対策工を決定することを特徴とする、対策工の決定方法。
Ｓ＝Ｌｅ／Ｌｍ・・・・（２）
但し、Ｓ：安全度、Ｌｍ：前記岩盤に保持された前記岩塊の軸方向の長さ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落下岩塊の大きさの推定方法及び対策工の決定方法に関し、特に上端部が岩盤に保持され、且つ節理を有する柱形状の岩塊が、前記岩盤から落下する際の大きさを推定する方法及び当該岩塊に対する対策工の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば岩盤からの落石災害を未然に防ぐため、従来より種々の対策工が行われている。かかる対策工を適切に行うためには、岩盤から落下するおそれのある岩塊（以下、「不安定岩塊」という場合がある。）の安定性を適切に把握することが必要となる。特に上端部のみが岩盤に保持され、且つ柱状の節理を有する柱形状の不安定岩塊は、当該不安定岩塊と岩盤との間に摩擦力やせん断力が作用しないか、あるいは作用しても無視できるほど小さいため、岩盤から落下し易い。また、我が国には柱状節理に代表されるような上端部のみが岩盤に保持され、且つ節理を有する柱形状の不安定岩塊を伴う岩盤斜面が数多く存在する。さらに、このような不安定岩塊を伴う岩盤斜面は鉄道や道路沿線の斜面にも認められ、適切な対策工を怠ると甚大な被害が発生するおそれがある。したがって、このような不安定岩塊の安定性を適切に把握することは重要である。
【０００３】
不安定岩塊の安定性の評価は、従来、例えば不安定岩塊を目視観察し、当該不安手岩塊の安定性を経験に基づいて判断することにより行われていた（非特許文献１）。また、不安定岩塊を目視観察して、例えば湧水の有無、植生の有無、節理の形状や多寡などの複数の項目を調査し評価点を付けることで、不安定岩塊の安定性を評価することも行われていた。さらに、不安定岩塊の安定性の評価を高い精度で行うため、上述した評価点に基づく安定性の評価について、現在の不安定性の評価と将来の不安定性の評価との２段階の評価を行うことも提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６８７７８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本語訳  ＩＳＲＭ指針  Ｖｏｌ．３  岩盤不連続面の定量的記載法  岩の力学連合会  １９８５年１１月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した不安定岩塊の安定性の評価は、不安定岩塊が岩盤から落下するか否かについての定性的な評価であって、岩盤から落下する岩塊（以下、「落下岩塊」という場合がある。）の大きさについての定量的な評価ではない。なお、非特許文献１に記載した方法では、目視によって落下岩塊の大きさを大雑把に推定できるが、客観性を欠き、その推定精度は極めて低い。このように落下岩塊の定量的な評価を適切に行うことができなかったため、不安定岩塊に適正な対策工を講じることができない場合があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上端部が岩盤に保持され、且つ節理を有する柱形状の岩塊に対して、安定性の定量的な評価を適切に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、上端部が岩盤に保持され、且つ節理を有する柱形状の岩塊が、前記岩盤から落下する際の大きさを推定する方法であって、前記岩塊の風化程度を設定して、予め導出された関係であって岩塊の風化程度と岩塊の引張強さの低下程度との関係に基づき、前記岩塊の引張強さの低下程度を導出し、前記岩塊と同質であって、風化を受けていない標本の引張強さを測定し、且つ前記標本の密度を測定して、当該標本の密度を前記岩塊の密度とし、前記導出された岩塊の引張強さの低下程度並びに前記測定された標本の引張強さ及び岩塊の密度に基づき、下記式（１）を用いて、前記岩盤から落下する前記岩塊の軸方向の長さを算出することを特徴としている。なお、本発明において「標本の引張強さと密度を測定する」とは、落下岩塊の大きさを推定する際に標本の引張強さと密度を実際に測定する場合と、落下岩塊の大きさを推定する前に予め測定した標本の引張強さと密度を利用する場合の両方を含む。また、「岩塊の軸方向」とは、岩塊の端面同士を結ぶ軸線が延伸する方向をいう。さらに、下記式（１）は岩塊の自重と引張耐力との釣り合いから導出される式であり、当該式（１）の詳細な説明については後述する。
Ｌｅ＝ｋ・Ｓｐ／（ρｇ・ｓｉｎθ）・・・・（１）
但し、Ｌｅ：前記岩盤から落下する前記岩塊の軸方向の長さ、ｋ：前記岩塊の引張強さの低下程度、Ｓｐ：前記標本の引張強さ、ρ：前記岩塊の密度、ｇ：重力加速度、θ：水平方向に対する前記岩塊の軸方向の傾斜角度
【０００９】
本発明によれば、導出された岩塊の引張強さの低下程度並びに測定された標本の引張強さ及び岩塊の密度に基づき、上記式（１）を用いて、岩盤から落下する落下岩塊の軸方向の長さを算出することができる。しかも、上記式（１）は岩塊の風化程度も考慮しているので、算出される落下岩塊の軸方向の長さの精度は高くなる。したがって、当該落下岩塊の大きさを適切に推定することができる。また、このように推定される落下岩塊の大きさに応じて、適正な対策工を決定することができる。ここで、従来においては上述したように落下岩塊の定量的な評価を適切にできなかったため、対策工が過剰設計になっていた可能性もある。この点、本発明によれば、落下岩塊の定量的な評価を適切にできるので、適正な対策工を決定することができる。このため、対策工にかかる費用を低廉化でき、また対策工を行うのにかかる時間を短縮できる。
【００１０】
前記導出された岩塊の引張強さの低下程度と前記測定された標本の引張強さに基づいて、当該岩塊の引張強さを算出し、前記岩塊の引張強さと前記岩塊の密度をそれぞれ直交する座標軸に表し、前記式（１）で算出される前記岩塊の軸方向の長さについてのノモグラムを作成し、当該ノモグラムを用いて前記岩塊の軸方向の長さを推定してもよい。かかる場合、前記ノモグラムは、所定の傾斜角度毎に複数作成されてもよい。
【００１１】
前記岩塊の風化程度の設定は、前記岩塊の変色の程度に基づいて行われるようにしてもよい。
【００１２】
前記標本の引張強さと前記標本の密度の測定は、前記岩塊の周囲に存在し、且つ当該岩塊と同質の石片を採取し、前記石片の引張強さと前記石片の密度をそれぞれ測定することにより行われるようにしてもよい。
【００１３】
別な観点による本発明は、前記推定方法を用いて推定された落下岩塊の大きさに基づき、当該岩塊に対する対策工を決定する方法であって、前記岩盤に保持された前記岩塊の軸方向の長さを測定し、下記式（２）で算出される安全度を考慮して、前記対策工を決定することを特徴としている。
Ｓ＝Ｌｅ／Ｌｍ・・・・（２）
但し、Ｓ：安全度、Ｌｍ：前記岩盤に保持された前記岩塊の軸方向の長さ
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上端部が岩盤に保持され、且つ節理を有する柱形状の岩塊に対して、安定性の定量的な評価を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態における岩盤と不安定岩塊を示した説明図である。
【図２】本実施の形態における岩盤と不安定岩塊をモデル化した説明図である。
【図３】石片に点載荷試験を行う様子を示す説明図である。
【図４】石片の超音波伝播速度を測定する様子を示す説明図である。
【図５】密度と超音波伝播速度との関係を示すグラフである。
【図６】点載荷強度と超音波伝播速度との関係を示すグラフである。
【図７】本実施の形態における落下岩塊の軸方向の長さについてのノモグラムである。
【図８】他の実施の形態における岩盤と不安定岩塊をモデル化した説明図である。
【図９】他の実施の形態における落下岩塊の軸方向の長さについてのノモグラムである。
【図１０】他の実施の形態における落下岩塊の軸方向の長さについてのノモグラムである。
【図１１】落下岩塊の大きさを推定し、不安定岩塊の対策工を決定する方法の各工程を示したフローチャートである。
【図１２】岩塊の風化程度と岩塊の風化による引張強さの低下程度との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
本実施の形態では、図１に示すように柱状の節理１０が発達した岩盤１１において、岩塊２０が当該岩盤１１から鉛直下方に落下する際の大きさを推定する。岩塊２０は、多角形柱の柱形状を有している。この岩塊２０の上端部２１は岩盤１１に保持されている。また、岩盤１１に保持された岩塊２０の側面２２は、節理１０によって岩盤１１と接触していない。なお以下において、説明の便宜上、岩盤１１に保持されているが、当該岩盤１１から落下するおそれのある岩塊２０を「不安定岩塊２０」といい、岩盤１１から落下する岩塊２０を「落下岩塊２０」という場合がある。
【００１８】
かかる落下岩塊２０の大きさを推定するに際し、発明者らが鋭意検討した結果、下記式（３）を用いて落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを算出できることを見出した。この岩塊２０の軸方向とは、岩塊２０の端面同士（すなわち、上端部２１と下端部同士）を結ぶ軸線が延伸する方向である。なお、下記式（３）は、後述する式（８）における傾斜角度θが９０度である場合の式である。
Ｌｅ＝Ｓｔ／（ρｇ）・・・・（３）
但し、Ｌｅ：落下岩塊２０の軸方向の長さ、Ｓｔ：岩塊２０の引張強さ、ρ：岩塊２０の密度、ｇ：重力加速度
【００１９】
ここで、上記式（３）の導出方法について、図２を用いて説明する。図２は、岩盤１１と不安定岩塊２０をモデル化した説明図である。岩盤１１は、上端部２１における引張耐力によって不安定岩塊２０を保持している。換言すれば、下記式（４）で表すとおり、引張耐力ＳｔＡが不安定岩塊２０の自重Ｗ以上であれば、不安定岩塊２０は岩盤１１に保持される。したがって、岩盤１１が不安定岩塊２０を保持できる最大の自重は、引張耐力ＳｔＡと不安定岩塊２０の自重Ｗが等しくなる場合、すなわち下記式（４）の左辺と右辺が等しくなる場合となる。また、不安定岩塊２０の自重Ｗは下記式（５）で表される。以上の式（４）及び（５）から上記式（３）が導出される。
ＳｔＡ≧Ｗ・・・・（４）
Ｗ＝ρｇＬＡ・・・・（５）
但し、Ｗ：不安定岩塊２０の自重、Ａ：岩塊２０の断面積、Ｌ：不安定岩塊２０の軸方向の長さ
【００２０】
次に落下岩塊２０の大きさを推定する方法について説明する。先ず、対象となる岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρを測定するため、当該岩塊２０の周囲に存在し、且つ当該岩塊２０と同質の石片を採取する。石片の採取は、例えば岩塊２０の周囲に落石した石片を採取してもよいし、岩塊２０と同質の岩盤１１を削って採取してもよい。
【００２１】
その後、現地において、採取した石片の引張強さと密度をそれぞれ測定する。石片の引張強さは、例えば点載荷試験により測定される。この点載荷試験では、図３に示すように石片３０の上下に円錐状の載荷器具４０、４０をそれぞれ配置する。このとき、載荷器具４０、４０は、載荷点４１、４１が同軸上に並ぶように配置される。そして、載荷器具４０、４０を介して石片３０に圧縮力をかける（図３中の点線矢印）。そうすると、載荷点４１、４１を繋ぐ載荷軸上に対して直交方向に引張応力が発生する（図３中の実線矢印）。この引張応力によって石片３０を破壊させる。そして、この破壊時の載荷重を用いて、石片３０の引張強さは下記式（６）から算出される（平松良雄、岡行俊、木山英郎、非整形試験片による岩石の引張り強さの迅速実験、日本鉱業会誌、Ｖｏｌ．８１、ｐｐ．１０２４−１０３０、１９６５．１２参照）。
Ｓｔ＝０．９（Ｐ／Ｄ２）・・・・（６）
但し、Ｓｔ：石片３０の引張強さ、Ｐ：石片３０の破壊時の載荷重、Ｄ：載荷点４１、４１間の間隔
【００２２】
石片３０の密度は、例えば石片３０を伝播する弾性波の伝播速度を測定することで算出される。弾性波としては、例えば超音波が用いられる。この試験では、図４に示すように石片３０の両側面に、一対の超音波センサ５０、５０を配置する。この超音波センサ５０、５０によって、石片３０の内部に超音波を伝播させ、当該超音波の伝播速度を測定する。ここで、図５に示すように石片３０の密度（乾燥密度）と超音波伝播速度との間には、正の相関があることが知られている。そこで、超音波センサ５０、５０によって測定された超音波伝播速度に基づき、石片３０の密度が算出される。
【００２３】
以上のように測定された石片３０の引張強さと密度は、それぞれ岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρと把握される。そして、これらの岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρに基づき、上記式（３）を用いて落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅが算出される。
【００２４】
一方、本実施の形態における岩塊２０は柱形状を有しており、当該岩塊２０の断面積Ａは一定である。そして、岩塊２０の断面積Ａは例えば目視によって測定される。このように落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅと断面積Ａとが分かり、当該落下岩塊２０の大きさが推定される。
【００２５】
以上の実施の形態によれば、測定された岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρに基づき、上記式（３）を用いて落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを算出することができる。したがって、落下岩塊２０の大きさを適切に推定することができる。さらに、推定される落下岩塊２０の大きさに応じて、適正な対策工を決定することができる。ここで、従来においては上述したように落下岩塊の定量的な評価を適切にできなかったため、対策工が過剰設計になっていた可能性もある。この点、本実施の形態によれば、落下岩塊２０の定量的な評価をできるので、適正な対策工を決定することができる。このため、対策工にかかる費用を低廉化でき、また対策工を行うのにかかる時間を短縮できる。
【００２６】
なお、対策工は、例えば不安定岩塊２０の落下を予防する落石予防工と、落下岩塊２０から保護対象物を保護するための落石保護工に分類される。この落石予防工としては、例えば斜面切取、浮き石整理、根固工、ロックアンカー、表面被覆、ワイヤロープ掛工、落石防止林などがある。また落石保護工としては、例えば多段式落石止柵、落石誘導柵、落石防止壁、落石防止柵、落石防止網、落石覆、落石止擁壁、落石止土堤などがある。本実施の形態では、これらの対策工の中から適正な対策工を決定することができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、岩塊２０と同質の石片３０を採取し、現地にて石片３０の引張強さと密度を測定している。このため、現地において迅速且つ簡易に岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρを把握することができる。したがって、落下岩塊２０の大きさを迅速に推定することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、点載荷試験を行って石片３０の引張強さを測定していたが、当該引張強さの測定方法はこれに限定されない。
【００２９】
例えば石片３０を伝播する弾性波、例えば超音波の伝播速度を測定してもよい。図６に示すように石片３０の点載荷強度、すなわち引張強さと超音波伝播速度との間には、正の相関があることが知られている。そこで、超音波センサ５０、５０によって測定された超音波伝播速度に基づき、石片３０の引張強さが算出される。かかる場合、超音波センサ５０、５０で超音波伝播速度を測定することで、石片３０の引張強さと密度が共に測定される。したがって、現地においてより迅速且つ簡易に岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρを把握することができる。
【００３０】
また、例えば石片３０を実験室に持ち帰り、当該石片３０に直接引張試験を行ってもよい。かかる場合、石片３０の引張強さをより正確に測定することができる。さらに、同実験室において石片３０の密度を測定してもよい。かかる場合も、石片３０の密度をより正確に測定することができる。
【００３１】
以上のように石片３０の引張強さの測定は種々の方法を取り得るが、落下岩塊２０の大きさを推定する際に要求される精度や時間の制約等に応じて作業者が適宜選択できる。
【００３２】
また、本実施の形態では、石片３０の引張強さと密度を測定していたが、現場の状況が許す限り、もちろん岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρを直接測定してもよい。
【００３３】
以上の実施の形態では、岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρに基づき、上記式（３）を用いて落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを算出していたが、図７に示すように式（３）を視覚化してもよい。図７の横軸（Ｘ軸）は岩塊２０の引張強さＳｔを表し、図７の縦軸（Ｙ軸）は岩塊２０の密度ρを表している。そして図７は、これら岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρに基づいて式（３）から算出される落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅ（ｍ）についてのノモグラムである。
【００３４】
例えば岩塊２０の引張強さＳｔが０．１（ＭＮ／ｍ２）、密度ρが２．５（ｇ／ｃｍ３）と現地で測定されると、図７のノモグラムから落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅは４（ｍ）であると推定される。このように本実施の形態によれば、式（３）の計算をする必要が無く、より簡易な方法で落下岩塊２０の大きさを推定することができる。
【００３５】
以上の実施の形態は、岩塊２０が岩盤１１から鉛直下方に落下する場合について説明したが、図８に示すように岩塊２０が岩盤１１から斜め下方に落下する場合についても本発明を適用できる。なお図８は、図２と同様に岩盤１１と不安定岩塊２０をモデル化した説明図である。
【００３６】
かかる場合、節理１０の節理面１０ａは水平方向から傾斜角度θで傾斜している。すなわち、不安定岩塊２０の軸方向も水平方向から傾斜角度θで傾斜している。また上記実施の形態と同様に、岩盤１１が不安定岩塊２０を保持できる最大の自重は、下記式（７）の左辺と右辺が等しくなる場合となる。さらに、不安定岩塊２０の自重Ｗは下記式（５）で表される。以上の式（７）及び（５）から、落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを算出する下記式（８）が導出される。
ＳｔＡ≧Ｗｓｉｎθ・・・・（７）
Ｗ＝ρｇＬＡ・・・・（５）
Ｌｅ＝Ｓｔ／（ρｇ・ｓｉｎθ）・・・・（８）
但し、θ：水平方向に対する不安定岩塊２０の軸方向の傾斜角度
【００３７】
なお、本実施の形態における岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρの測定方法については、上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００３８】
以上の実施の形態によれば、測定された岩塊２０の引張強さＳｔと密度ρに基づき、上記式（８）を用いて落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを算出することができ、当該落下岩塊２０の大きさを適切に推定することができる。また、種々の傾斜角度θに対して落下岩塊２０の大きさを推定できるので、本発明の適用範囲が広がる。
【００３９】
また、本実施の形態においても、図７に示したノモグラムと同様に上記式（８）を視覚化してもよい。例えば図９は傾斜角度θが３０度である場合のノモグラムであり、図１０は傾斜角度θが６０度である場合のノモグラムである。このように傾斜角度θに応じて複数のノモグラムが作成される。かかる場合、式（８）の計算をする必要が無く、より簡易な方法で落下岩塊２０の大きさを推定することができる。
【００４０】
なお、以上の実施の形態では、図１及び図８に示したように岩塊２０の側面２２が岩盤１１に接触していない場合について説明したが、節理１０を有する柱形状の岩塊２０に対しては本発明を適用できる。すなわち、例えば側面２２が岩盤１１に接触している場合でも、当該側面２２と岩盤１１との間に作用する摩擦力やせん断力は無視できるほど小さく、上述した式（８）及び（３）が成立する。したがって、かかる場合にも本発明を適用することができ、落下岩塊２０の大きさを適切に推定することができる。
【００４１】
以上の実施の形態において、不安定岩塊２０の対策工を決定する際には、下記式（２）で算出される安全度Ｓを考慮してもよい。
Ｓ＝Ｌｅ／Ｌｍ・・・・（２）
但し、Ｓ：安全度、Ｌｍ：不安定岩塊２０の軸方向の長さ
【００４２】
上記式（２）における落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅは、上記式（８）や（３）によって算出される。また、上記式（２）における不安定岩塊２０の軸方向の長さＬｍは、例えば目視によって測定される。
【００４３】
そして、式（２）で算出される安全度Ｓは、不安定岩塊２０が岩盤１１から落下するおそれについての安全度を示している。すなわち、安全度Ｓが１より大きければ、不安定岩塊２０は岩盤１１から落下するおそれがない。また、安全度Ｓが大きいほど、不安定岩塊２０が落下するおそれが小さくなる。したがって、安全度Ｓを用いることで、例えば落下危険性の高い不安定岩塊２０から順に対策工を行うことができる。
【００４４】
本実施の形態によれば、不安定岩塊２０が岩盤１１から落下する安全度Ｓを定量化できるので、対策工を行う順序を適切に判断することができる。なお、対策工を行う順序を判断する際には、上記安全度Ｓに加えて、保護対象物の重要性や経済性等を考慮してもよい。また、このように対策工の順序を決定した後、どの対策工を行うかについては、上述したように落下岩塊２０の大きさから決定される。
【００４５】
以上の実施の形態では、岩塊２０の引張強さＳｔを測定するに際しては、当該岩塊２０の周囲に存在し、且つ当該岩塊２０と同質の石片３０の引張強さを測定し、当該石片３０の引張強さを岩塊２０の引張強さＳｔと把握していた。これに対して、岩塊２０の風化程度も考慮して、当該岩塊２０の引張強さＳｔを導出してもよい。
【００４６】
以下、このように岩塊２０の風化程度を考慮した場合の落下岩塊２０の大きさ（落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅ）の推定方法と、当該落下岩塊２０の大きさに基づいた不安定岩塊２０の安全度の評価及び対策工の決定方法について説明する。図１１は、落下岩塊２０の大きさを推定し、不安定岩塊２０の対策工を決定する方法の各工程を示したフローチャートである。
【００４７】
先ず、岩塊２０の風化程度を設定する（図１１の工程Ｓ１）。岩塊２０の風化程度の設定は、岩塊２０を目視観察することによって把握される岩塊２０の変色の程度に基づいて行われる。そして、岩塊２０の風化程度は、例えば「弱風化」、「中風化」、「強風化」に分類される。なお、以下において、風化程度が「新鮮」という場合があるが、新鮮な岩塊とは、風化を受けていない岩塊であって、且つ節理を含まない岩塊をいう。
【００４８】
例えば岩盤１１に形成された節理１０において岩塊２０が落下すると想定される場合、節理１０及びその節理１０の周辺部が目視観察される。そして、上述した岩塊２０の風化程度は次のように分類される。
（ａ）弱風化：節理１０が殆ど変色していない、或いは僅かに変色している状態をいう。
（ｂ）中風化：節理１０に沿って変色している状態をいう。
（ｃ）強風化：節理１０に沿った変色がさらに節理１０の周辺部にまで及んでる状態をいう。
【００４９】
また、例えば岩盤１１に形成された節理１０以外の任意の箇所において岩塊２０が落下すると想定される場合、岩塊２０を構成する鉱物の色が目視観察される。すなわち、岩塊２０の表面の色相が目視観察される。そして、上述した岩塊２０の風化程度は次のように分類される。
（ａ）弱風化：鉱物が僅かに変色している状態をいう。この状態では、例えば岩塊２０をハンマーで打撃した場合に僅かに濁った音が発生する。
（ｂ）中風化：鉱物が変色している状態をいう。この状態では、例えば岩塊２０をハンマーで打撃した場合に濁った音が発生する。
（ｃ）強風化：鉱物が著しく変色している状態をいう。この状態では、例えば岩塊２０をハンマーで打撃した場合に著しく濁った音が発生する。
【００５０】
次に、工程Ｓ１で設定した岩塊２０の風化程度に基づいて、当該岩塊２０の引張強さの低下程度を導出する（図１１の工程Ｓ２）。本工程Ｓ２では、例えば図１２に示す、岩塊２０の風化程度と岩塊２０の風化による引張強さの低下程度との関係（以下、単に「関係」という場合がある。）を用いる。岩塊２０の引張強さの低下程度とは、風化程度が新鮮な岩塊の引張強さに対する岩塊２０の引張強さの比率である（低下程度＝岩塊２０の引張強さ／新鮮な岩塊の引張強さ）。なお、新鮮な岩塊の低下程度は“１”である。
【００５１】
上述した関係は、落下岩塊２０の大きさを推定する前に予め導出しておく。具体的には、種々の風化程度の岩塊２０を実際に採取し、当該岩塊２０の引張強さを測定する。これら測定された岩塊２０の引張強さに基づき、新鮮な岩塊の引張強さを用いて、岩塊２０の引張強さの低下程度を算出する。そして、算出結果を近似して上記関係を導出する。この関係では、岩塊２０の風化程度が大きくなるに伴って、岩塊２０の引張強さは小さくなるため、当該岩塊２０の引張強さの低下程度は小さくなる。例えば本実施の形態の関係においては、岩塊２０の引張強さの低下程度は指数関数的に小さくなる。なお、上述したように算出結果は岩塊２０の風化程度に応じて取得され、離散的であり、バラツキがある。したがって、図１２中の横軸（岩塊２０の引張強さの低下程度）は、数学的な連続性はない。すなわち、図１２に示した関係は、岩塊２０の引張強さの低下程度の傾向を示す傾向線であって、関数ではない。また、図１２中のエラーバーは、岩塊２０を測定した結果（図１２中のプロット）からの標準偏差を示している。
【００５２】
また、上記関係は、岩塊２０の種類に応じて複数導出しておく。図１２の例においては、例えば岩塊２０として「割れ目系岩塊（節理１０が密着）」、「割れ系岩塊（節理１０が開口）」、「塊状岩塊」の３種類の岩塊に対する関係が導出されている。さらに、図１２の例においては、これら３種類の岩塊の「平均」の関係も導出されている。この「平均」の関係は、すべての種類の岩塊２０の算出結果を近似して導出した関係である。
【００５３】
なお、本実施の形態における「割れ目系岩塊」とは、節理１０が大きく発達し、節理１０の密度が高い岩塊をいう。「割れ目系岩塊」には、例えば砂岩、チャート、安山岩などの岩塊が含まれる。一方、本実施の形態における「塊状岩塊」とは、節理１０があまり発達しておらず、節理１０の密度が低い岩塊をいう。「塊状岩塊」には、例えば熔結凝灰岩の岩塊が含まれる。
【００５４】
そして、図１２において、対象の岩塊２０の種類に応じた関係を選択する。この選択された関係を用いて、工程Ｓ１で設定した岩塊２０の風化程度に基づき、当該岩塊２０の引張強さの低下程度が導出される。なお、岩塊２０の引張強さの低下程度の導出にあたっては、図１２中の「平均」の関係を用いてもよい。
【００５５】
なお、本実施の形態では、岩塊２０の風化程度と岩塊２０の引張強さの低下程度との関係として、図１２に示したように岩塊２０の風化程度が大きくなるに伴って、岩塊２０の引張強さの低下程度が指数関数的に小さくなる関係を用いた。しかしながら、当該関係は、図１２に示した関係に限定されない。上述したように、上記関係を導出する際に算出される、岩塊２０の引張強さの低下程度の算出結果は、岩塊２０の風化程度に応じて取得され、離散的であり、バラツキがある。このため、算出結果から導出される関係は種々の関係となり得る。
【００５６】
上述した工程Ｓ１と工程Ｓ２を行っている間に、岩塊２０の標本の引張強さと密度を測定する（図１１の工程Ｓ３）。標本は、岩塊２０と同質であって、風化を受けていない岩塊である。標本としては、例えば上記実施の形態の石片３０を用いることができる。そして、この標本に対して例えば点載荷試験（間接引張試験）等を行い、標本の引張強さを測定する。また、例えば標本を伝播する弾性波の伝播する弾性波の伝播速度を測定することによって、標本の密度を算出する。なお、これら標本の引張強さと密度の測定は、上記実施の形態で説明した石片３０の引張強さと密度の測定と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００５７】
なお、本実施の形態では、落下岩塊２０の大きさを推定する際に、石片３０を採取し、当該石片３０を標本として引張強さと密度を測定していたが、落下岩塊２０の大きさを推定する前に予め測定された標本の引張強さと密度を利用してもよい。すなわち、標本と同質の岩塊の引張強さと密度を予め測定しておき、工程Ｓ３においてこれらを標本の引張強さと密度としてもよい。
【００５８】
そして、工程Ｓ３で導出された標本の密度は、岩塊２０の密度ρと把握される。また、岩塊２０の引張強さＳｔは、風化程度が新鮮な標本の引張強さに対して、岩塊２０の風化による引張強さの低下程度を乗じることによって算出される。すなわち、岩塊２０の引張強さＳｔは、下記式（９）から算出される。そして、工程Ｓ１で導出された岩塊２０の風化による引張強さの低下程度ｋと、工程Ｓ３で測定された標本の引張強さＳｐに基づき、下記式（９）を用いて、岩塊２０の引張強さＳｔが算出される（図１１の工程Ｓ４）。
Ｓｔ＝ｋ・Ｓｐ・・・・（９）
ｋ：岩塊２０の風化による引張強さの低下程度、Ｓｐ：標本の引張強さ
【００５９】
また、上記実施の形態の式（８）と上記式（９）から、落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを算出する下記式（１）が導出される。そして、工程Ｓ１で導出された岩塊２０の風化による引張強さの低下程度ｋと、工程Ｓ３で測定された標本の引張強さＳｐ及び岩塊２０の密度ρに基づき、下記式（１）を用いて、落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを算出することができる（図１１の工程Ｓ５）。そして、落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅに基づいて、落下岩塊２０の大きさが推定される。なお、本実施の形態では、下記式（１）の導出方法を説明するために工程Ｓ４を行ったが、実際に下記式（１）を用いて落下岩塊２０の大きさを推定する場合には、工程Ｓ４を省略することができる。
Ｌｅ＝ｋ・Ｓｐ／（ρｇ・ｓｉｎθ）・・・・（１）
【００６０】
次に、目視によって、不安定岩塊２０の軸方向の長さＬｍを測定する（工程Ｓ６）。そして、工程Ｓ５で推定した落下岩塊２０の長さＬｅと、工程Ｓ６で測定した不安定岩塊２０の軸方向の長さＬｍに基づき、上記実施の形態の式（２）を用いて、不安定岩塊２０の安全度Ｓが算出される（図１１の工程Ｓ７）。この安全度Ｓは、不安定岩塊２０が岩盤１１から落下するおそれについての安全度を示している。すなわち、安全度Ｓが１より大きければ、不安定岩塊２０は岩盤１１から落下するおそれがない。また、安全度Ｓが大きいほど、不安定岩塊２０が落下するおそれが小さくなる。
【００６１】
次に、工程Ｓ７で評価された安全度Ｓを用いることで、例えば落下危険性の高い不安定岩塊２０から順に対策工を行うことができる。なお、対策工自体は、工程Ｓ６で推定した落下岩塊２０の大きさに応じて決定される。そして、このように不安定岩塊２０の安全度Ｓも考慮した対策工が決定される（工程Ｓ１１の工程Ｓ８）。
【００６２】
本実施の形態によれば、岩塊２０の風化程度を考慮して落下岩塊２０の大きさを推定しているので、推定精度が高くなる。また、落下岩塊２０の大きさを過剰に推定するのを抑制できるので、不安定岩塊２０の対策工もさらに適切に決定することができる。
【００６３】
また、本実施の形態においても、上記式（１）を視覚化し、図７、図９及び図１０に示したノモグラムを作成してもよい。これらノモグラムは、岩塊２０の軸方向の傾斜角度θに応じて複数作成される。かかる場合、工程Ｓ５において、上記式（１）の計算をすること無く、ノモグラムを用いて落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅを推定することができる。すなわち、工程Ｓ３で測定した岩塊２０の密度ρと、工程Ｓ４で算出した岩塊２０の引張強さＳｔに基づき、ノモグラムを用いて、落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅが推定される。なお、このノモグラムを用いた落下岩塊２０の軸方向の長さＬｅが推定方法については、上記実施の形態と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００６４】
なお、以上の実施の形態において、工程Ｓ３で標本の引張強さを測定にするに際し、風化を受けていない石片３０を標本として用いていたが、風化を受けた石片を用いてもよい。かかる場合、工程Ｓ３において、岩塊２０と同質であって、風化を受けた石片を採取し、当該石片の引張強さを測定する。また、石片の風化程度を設定し、図１２に示した関係に基づき、石片の引張強さの低下程度を導出する。そして、測定された石片の引張強さと導出された低下程度から、風化を受けていない標本の引張強さを導出する。なお、この場合、他の工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４〜Ｓ８については上記実施の形態と同様である。本実施の形態においても、落下岩塊２０の大きさを適切に推定することができる。特に、現地において風化程度が新鮮な石片を採取することが困難な場合に、本実施の形態は有用である。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、例えば落下岩塊の大きさを推定し、当該岩塊の対策工を決定する際に有用であり、特に上端部が岩盤に保持され、且つ節理を有する柱形状の岩塊が、前記岩盤から落下する際の大きさを推定し、当該岩塊に対する対策工を決定する際に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  節理
１０ａ  節理面
１１  岩盤
２０  岩塊
２１  上端部
２２  側面
３０  石片
４０  載荷器具
４１  載荷点
５０  超音波センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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