(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
崩落物を構成する粒体の透過を許容する開口を形成した可撓性を有する複数の減勢材と、減勢材を起立状態で支持する支持手段とからなり、前記複数の減勢材の開口を透過する際の透過抵抗により該崩落物が保有するエネルギーを段階的に減勢する柔構造の防護構造体であって、
前記減勢材がネット状物であり、
前記複数の減勢材を所定の間隔を隔てて積層するとともに、前記複数の減勢材を斜面に対して交差方向に向けて配置し、
前記複数の減勢材の間に、透過した崩落物が仮貯留されて壁状の緩衝受撃層を形成するための緩衝空間を有することを特徴とする、
柔構造の防護構造体。
【請求項２】
前記支持手段が、支柱と、該支柱の下部を支える支持基礎と、該支柱の頭部に接続したサポートロープとを具備することを特徴とする、請求項１に記載の柔構造の防護構造体。
【請求項３】
間に支柱を介装して前記複数の減勢材の間に所定の間隔を形成したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の柔構造の防護構造体。
【請求項４】
斜面に対する前記減勢材の設置角度が直角、又は略直角であることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の柔構造の防護構造体。
【請求項５】
前記減勢材の開口寸法が２０×２０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の柔構造の防護構造体。
【請求項６】
前記崩落物が雪崩であることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の柔構造の防護構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種の崩落物、特に雪崩を減勢して捕捉する柔構造の防護構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
雪崩防護構造体としては、コンクリート製擁壁や間隔を隔てて横材を並設した防護壁に代表される剛構造物(特許文献１、２)と、複数の支柱間に可撓性のネットを張り巡らした防護柵に代表される柔構造物(特許文献３、４)に大別される。
剛構造物の受撃面はコンクリートや鋼材等の硬質材で剛の面として形成し、柔構造物は受撃面をワイヤーロープ、金網等の可撓材で柔の面として形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８０１１６号公報
【特許文献２】特開平８−１３４２５号公報
【特許文献３】特開２００１−１０７３２２号公報
【特許文献４】特開２０１２−２２５０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の防護構造体にはつぎのような問題点がある。
＜１＞落石のような不変形の固形物に対する減勢技術の評価や開発が進められている一方で、雪崩のような微小粒からなる変形物に対する減勢技術の評価や開発が大幅に遅れている。
例えば柔構造物への作用荷重の評価方法については、剛構造物に衝突させた流体の衝撃力で評価を代用しているのが現状である。
＜２＞そのため、雪崩用の柔構造物を構築する場合には、受撃面を支える支柱や支持基礎が大きく高強度なものとなって、工費が嵩むうえに工期も長くかかる。
＜３＞従来の柔構造物は、雪崩の発生予防には効果を発揮するが、雪崩に対しては雪の粒子が受撃面を透過してしまい、雪崩の減勢効果が十分であるとはいい難く、改善の余地がある。【０００５】
本発明は上記した問題点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、雪崩等の崩落物を減勢しつつ、防護構造体に伝わる衝撃力を小さくして防護構造体の支持力を小さくできる、柔構造の防護構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、崩落物を構成する粒体の透過を許容する開口を形成した可撓性を有する複数の減勢材と、減勢材を起立状態で支持する支持手段とからなり、前記複数の減勢材の開口を透過する際の透過抵抗により該崩落物が保有するエネルギーを段階的に減勢する柔構造の防護構造体であって、前記減勢材がネット状物であり、前記複数の減勢材を所定の間隔を隔てて積層するとともに、前記複数の減勢材を斜面に対して交差方向に向けて配置し、前記複数の減勢材の間に、透過した崩落物が仮貯留されて壁状の緩衝受撃層を形成するための緩衝空間を有することを特徴とする。
本発明に係る柔構造の防護構造体では、前記支持手段が、支柱と、該支柱の下部を支える支持基礎と、該支柱の頭部に接続したサポートロープとを具備する。
本発明に係る柔構造の防護構造体では、間に支柱を介装することで前記複数の減勢材の間に所定の間隔を形成する。
本発明に係る柔構造の防護構造体では、他の減勢手段２が斜面に対する減勢材の立設角度であり、斜面に対する前記減勢材の設置角度が直角、又は略直角である。
本発明に係る柔構造の防護構造体では、他の減勢手段３が減勢材の開口寸法であり、前記減勢材の開口寸法が２０×２０ｍｍ以上である。
本発明の他の形態において、前記崩落物は例えば雪崩を含む。
本発明に係る柔構造の防護構造体では、上記減勢手段２，３を適宜組み合せてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、減勢手段１〜３を適宜組み合せることで、特に複数の減勢材を所定の間隔を隔てて積層するとともに、複数の減勢材を斜面に対して交差方向に向けて配置することで、雪崩等の崩落物を効率的に減勢しつつ、減勢材に伝わる衝撃力を小さくして減勢材の支持手段の支持力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る柔構造の防護構造体の斜視図
【図２】斜面に配置した減勢材のモデル図
【図３】一部を省略した減勢材の説明図で、（ａ）は減勢材の正面図、（ｂ）は減勢材の側面図
【図４】減勢材を積層構造とした実施形態２に係る柔構造の防護構造体のモデル図
【図５】崩落物が積層構造の減衰材を透過する柔構造の防護構造体のモデル図
【図６】減衰材を積層構造とした防護構造体の平面モデル図
【図７】崩落物が積層構造の減衰材を透過する柔構造の防護構造体の拡大平面図
【図８】雪崩模型のモデル図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜３を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
[実施形態１]
＜１＞柔構造の防護構造体。
図１、２を参照して説明すると、柔構造の防護構造体は可撓性を有する単数又は複数のネット状の減勢材１０と、減勢材１０を起立状態で支持する支持手段２０とからなり、斜面３１に対する減勢材１０の起立角度、及び減勢材１０に開設する開口１１の寸法を選択して組み合せることで、雪崩等の崩落物３０の粒子の透過を許容しつつ、崩落物３０が保有するエネルギーを減勢するための装置である。
本例では減勢材１０が単数である場合について説明する。
【００１１】
＜２＞減勢材。
減勢材１０は受撃面１２に多数の開口１１を有する可撓性を有するネット状物であり、例えば菱形金網、亀甲金網等の金属製ネット、樹脂製ネット、繊維製ネット、樹脂と繊維の複合ネット等を含む。金属製ネットは、鋼線、高強度鋼線の他に、交差部を固定したワイヤーロープを含む。
減勢材１０は予想される崩落物３０の落下エネルギーに耐え得るだけの強度を有していて、斜面３１の傾斜方向に対して交差方向へ向けて配設する。
減勢材１０は隣り合う支持手段２０、２０の１スパン間、又は複数スパンの間に跨って横架可能な長さを有する。
本例では支持手段２０の斜面山側に減勢材１０を配置した形態を示すが、支持手段２０に対して減勢材１０を斜面谷側、又は支持手段２０の中心部間に配置した形態を含む。
【００１２】
＜３＞支持手段。
支持手段２０は斜面３１に間隔を隔てて立設した複数の支柱２１と、支柱２１の下部を固定する支持基礎２２と、支柱２１の頭部に接続する単数、又は複数のサポートロープ２３と、これらの各サポートロープ２３を斜面３１に固定するアンカーとを具備する。
支柱２１は、例えば形鋼、鋼管、コンクリート充填鋼管、又はＰＣ材入りコンクリート充填鋼管等の公知の支柱を含む。
支持基礎２２はコンクリート基礎、又は支柱２１の下部を直接地面に建て込む地盤基礎を含む。
必要に応じてサポートロープ２３に公知のブレーキ装置を介挿する場合もある。
又、支持手段２０の他の構成材としては、斜面３１に立設する立木で構成する場合もある。
【００１３】
＜４＞崩落物のエネルギー減勢手段。
柔構造の防護構造体は斜面３１に対する減勢材１０の起立角度、及び減勢材１０に開設する開口１１の寸法を選択して組み合せることで、雪崩等の崩落物３０の粒子の透過を許容しつつ、崩落物３０が保有するエネルギーを効果的に減勢することが可能である。
【００１４】
＜４．１＞減勢材の設置角度。
図２を参照して崩落物のエネルギー減勢手段の一つについて説明すると、斜面３１に対する減勢材１０の角度θを直角、又は略直角に起立させることで、崩落物３０が保有するエネルギーを効果的に減勢すること可能となる（減勢手段１）。
斜面３１の山側、又は谷側に傾倒させて減勢材１０を起立すると、崩落物３０のエネルギー減勢性能が低下することが後述する実験結果により確認された。
【００１５】
＜４．２＞減勢材の開口寸法。
図３を参照して崩落物のエネルギー減勢手段のもう一つについて説明すると、減勢材１０の開口１１の寸法（網目寸法）を、２０×２０ｍｍ以上に形成すると、崩落物３０が保有するエネルギーを効果的に減勢すること可能となる（減勢手段件２）。
減勢材１０の開口１１の寸法（網目寸法）Ｌが、２０×２０ｍｍより小さい寸法であると、崩落物３０のエネルギー減勢性能が低下することが後述する実験結果により確認された。
【００１６】
〔減勢材による崩落物のエネルギー減勢作用〕
＜１＞減勢材の変形によるエネルギー減勢作用。
図１、２に示すように、斜面山側から斜面谷側へ向けて流下した雪崩等の崩落物３０が減勢材１０の受撃面１２に衝突すると、減勢材１０が斜面谷側へ向けて変形し、減勢材１０の変形抵抗によりエネルギーを吸収する。
そのため、エネルギーが減衰された分だけ、柔構造の防護構造体の負担荷重が小さくなる。
【００１７】
＜２＞減勢材によるエネルギー減勢作用。
図２、３に示した柔構造の防護構造体を構成する減勢材１０はその斜面３１に対する角度θが直角、又は略直角で起立することと、減勢材１０の開口１１の寸法Ｌが、２０×２０ｍｍ以上であることの２条件を有することで、崩落物３０の一部が開口１１を通じて透過しつつ、減勢材１０の受撃面１２に作用する崩落物３０のエネルギーを最も効率よく減勢することができる。
【００１８】
＜３＞支持手段の荷重軽減作用。
上記したように、崩落物３０の一部が減勢材１０を透過するために減勢材１０を支持する支持手段２０の負担過重が小さくなる。
したがって、支持手段２０を構成する支持基礎２２を小型化できるとともに、サポートロープ２３により支持荷重も小さくて済む。
そのため、支持手段２０を構成する支柱２１や支持基礎２２等に高強度なものを用いる必要がなくなり、工費を低減できるうえに工期も短縮できる。
【００１９】
［実施形態２］
＜１＞複数の減衰材を具備した柔構造の防護構造体
図４を参照して複数の減衰材１０，１０を具備した柔構造の防護構造体について説明する。
減勢材１０は単数に限定されず、所定の間隔Ｇを隔てて複数の減勢材１０、１０を積層して配置してもよい（減勢手段３）。
本例における柔構造の防護構造体の構成は、減衰材１０の設置数を除いて、複数のネット状の減勢材１０と、減勢材１０を起立状態で支持する支持手段２０とにより構成することや、減勢材１０の立設する角度θと開口１１の寸法Ｌ等は先の実施形態１で説明したとおりである。
【００２０】
＜２＞減勢材の積層数。
本例では間に間隙Gを隔てて二枚の減勢材１０ａ，１０ｂを積層して配置した形態を説明するが、その積層枚数は３枚以上であってもよい。
【００２１】
＜３＞間隔の形成手段。
図６を参照して説明すると、例えば積層した減勢材１０ａ，１０ｂの間に支柱２１を介装し、支柱２１をスペーサとして用いることで、積層した減勢材１０ａ，１０ｂの間に支柱２１の断面幅に見合った間隔Ｇを形成することができる。
換言すれば、支柱２１の山側と谷側を２枚の減勢材１０ａ，１０ｂで挟み込むことで間隔Ｇを形成する。
【００２２】
＜４＞各減勢材の開口寸法の関係。
複数の減勢材１０ａ，１０ｂを配置する場合、各減勢材１０ａ，１０ｂの開口１１の寸法Ｌは同一でもよいが、斜面山側の減勢材１０の開口１１の寸法Ｌを斜面谷側の減勢材１０より大きい寸法関係にしてもよいし、逆の寸法関係にしてもよい。
【００２３】
＜５＞減勢材と支柱の取付け関係。
各支柱２１に対して山側の減勢材１０ａと谷側の減勢材１０ｂを取り付ける場合、谷側の減勢材１０ｂを支柱２１に取り付けにはつぎの二つの取付形態がある。
一つ目は、谷側の減勢材１０ｂをすべての支柱２１ａ〜２１ｃに分離不能に取り付ける形態である。
この取付形態にあっては、崩落物３０が衝突したときの山側と谷側の減勢材１０ａ，１０ｂは共に谷側へ向けてほぼ同じ変形挙動を示す。
二つ目は、図６に示すように単数又は複数の支柱２１ｂを飛ばして谷側の減勢材１０ｂを支柱２１ａ，２１ｃに取り付ける形態である。
この取付形態にあっては、崩落物３０が衝突したときの山側の減勢材１０ａに対して谷側の減勢材１０ｂが大きな変形挙動を示すことになる。
【００２４】
＜６＞減勢材の間に間隙を設けた理由。
減勢材１０，１０の間に間隔Ｇを設けたのは、崩落物３０をエネルギー減衰材として活用して防護構造体の減衰性能を格段に高めるためである。
間隙Ｇは減勢材１０，１０の間に緩衝空間を確保し、この緩衝空間内に後述する壁状の緩衝受撃層３２を形成するために機能する。
図７を参照して説明する。
山側の減勢材１０ａの崩落物３０は間隔Ｇを隔てて立設した複数の減勢材１０ａ，１０ｂに夫々衝突し、その開口を通じて透過する透過抵抗により段階的にエネルギーが減衰される。
この際、山側の減勢材１０ａを透過する崩落物３０の速度ｖ１に対し、谷側の減勢材１０ｂを透過する崩落物３０の速度ｖ２が小さくなり、単位時間当たりの崩落物３０の透過量に差を生じる。
この差により両減勢材１０ａ，１０ｂの間の緩衝空間内に崩落物３０が一時的に貯留されて壁状の緩衝受撃層３２を形成し、壁状の緩衝受撃層３２が後続の崩落物３０のエネルギーを効果的に減衰する。
両減勢材１０ａ，１０ｂ間に形成した緩衝空間内において、緩衝受撃層３２の粒子はある程度締め固められるが、後続する崩落物３０の透過によって谷側へ押し出されて新たなものと入れ替わりながら、緩衝空間内において壁状の緩衝受撃層３２を形成し続ける。
さらに、緩衝受撃層３２が崩落物３０の透過抵抗体として機能することから、山側の減勢材１０ａの受撃面側（山側）に崩落物３０による壁状の補助緩衝受撃層３３がさらに形成され、緩衝受撃層３２および補助緩衝受撃層３３が協働して崩落物３０のエネルギーを効率よく減衰する。
【００２５】
＜７＞本例の効果。
本例にあってはつぎの効果を奏する。
ａ）減勢材１０，１０の間に間隔Gを設けることで、複数の減勢材１０、１０を互いに密着させて配置した場合と比べて、減勢材１０、１０と、支持手段２０の負担荷重を大幅に軽減することができる。
ｂ）複数の減勢材１０ａ，１０ｂによる崩落物３０の透過抵抗だけでなく、緩衝受撃層３２および補助緩衝受撃層３３による緩衝作用が伴うことによって崩落物３０のエネルギー減衰量を格段に増加させることができる。
【００２６】
［実施形態３］
本発明に係る柔構造の防護構造体は、既述した減勢手段１〜３の何れか２つの組み合せ（減勢手段１＋２，減勢手段１＋３，減勢手段２＋３）、又はこれら３つの組み合せ（減勢手段１＋２＋３）を含む。
【００２７】
［雪崩模型による衝撃試験］
上記した本発明に係る柔構造の防護構造体に作用する雪崩の経時的な衝撃特性を解明するため、減勢手段１〜３を適宜組み合せた雪崩模型を用いて実験を行った。
【００２８】
＜１＞雪崩模型。
図８に低温室内に設置した雪崩模型のモデル図を示す。
雪崩模型は高さＨ、全長Ｌのスロープ状の斜面３１を有し、斜面３１の裾部に受圧版３４を立設している。
受圧版３４の上流側の斜面３１には、減勢材である菱形金網を減勢手段１〜３の組み合せを変えて設置し、粉砕機で２ｍｍ程度の粒状にした人工雪（密度５５０〜６００ｋｇ／ｍ３）を斜面３１の上流から連続して落下させて、各減勢手段１〜３における人工雪崩の衝撃特性について試験を行った。
減勢手段１〜３を組み合せたケース１〜１３の条件はつぎのとおりである。
なお、ケース５，９，１３は積層した２枚の金網間に隙間を設けたものである。
【００２９】
0006014282.tif 000002
【００３０】
＜２＞試験結果。
【００３１】
ａ．金網の設置角度の影響について
斜面３１に対する金網の設置角度αについては、水平に対して金網を４５°の角度で金網を設置したケース６〜９が人工雪崩による衝撃の減衰効果が最も小さく、つぎに９０°の角度で金網を設置したケース２〜５ではある程度の衝撃減衰効果が確認できた。金網を斜面３１に対して直角に立設したケース１０〜１３が人工雪崩による衝撃減衰効果が最も高かった。
以上のことから、斜面３１に対する金網の設置角度が雪崩の減衰効果に大きな影響を及ぼす一因となることが確認できた。
斜面３１に対する金網の設置角度については、金網を斜面３１に対して直角に立設することが望ましい。
【００３２】
ｂ．減衰材の開口の影響について
金網の目合いが小さくなるほど人工雪崩の減衰効果が高くなる一方、金網への衝撃力が大きくなり、支柱や支持基礎の荷重負担が増していた。
逆に金網の目合いが大きくなるほど人工雪崩の減衰効果が低くなる一方、金網への衝撃力が小さくなり、支柱や支持基礎の荷重負担が軽減する。
以上のことから、金網の目合い寸法が雪崩の減衰効果に大きな影響を及ぼす一因であることが確認できた。
試験では金網の目合いが３０ｍｍを用いたが、別途の自然界の実証実験では一般的な強度を有する支柱や支持基礎が耐えられる限界は２０ｍｍの目合いが限界であることから、金網の目合いは２０ｍｍ以上が望ましい。
【００３３】
ｃ．減衰材の枚数
金網の積層枚数が増えるほど、人工雪崩の減衰効果が高まることが確認できた。
２枚の金網を積層したケース５，９，１３では、一枚ものの金網を設置したケース３，４，７，８，１２と比較して、人工雪崩の減衰効果が高かった。
特に、目合いの異なる２枚の金網を積層したケース５，９に対し、目合いが同じ２枚の金網を積層したケース１３が人工雪崩の減衰効果が格段に高かった。
【００３４】
ｄ．総合評価
ケース２〜１３において、人工雪崩に対する減衰効果のあることが衝撃力の経時変化の計測データにより確認することができた。
最終的に、ケース２〜１３のうち、ケース１３が人工雪崩の減衰効果が最も高かった。
すなわち、人工雪崩に対して最も減衰性能が高い柔構造の防護構造体における減衰条件は、複数の金網を隔てて積層して設置すること、金網の目合いは２０ｍｍ以上であること、金網は斜面３１に対して直角に設置することの組み合わせであることを知得した。
【符号の説明】
【００３５】
１０・・・・・減勢材
１１・・・・・減勢材の開口
１２・・・・・減勢材の受撃面
２０・・・・・支持手段
２１・・・・・支柱
２２・・・・・支持基礎
２３・・・・・サイドロープ
３０・・・・・崩落物
３１・・・・・斜面
【要約】
[要約]
[課題]雪崩等の崩落物を減勢しつつ、防護構造体に伝わる衝撃力を小さくして防護構造体の支持力を小さくできる、柔構造の防護構造体を提供すること。
[解決手段]崩落物を構成する粒体の透過を許容する開口を形成した可撓性を有する複数の減勢材１０と、減勢材１０を支持する支持手段２０とからなり、複数の減勢材１０，１０を所定の間隔を隔てて積層するとともに、複数の減勢材１０，１０を斜面３１に対して交差方向に向けて配置する。【図１】
0006014282.tif 000003
【図２】
0006014282.tif 000004
【図３】
0006014282.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006014282.tif 000008
【図７】
0006014282.tif 000009
【図８】
0006014282.tif 000010