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こんなことしてます! 当社は山形市に拠点を置く建設コンサルタントで,主に上・下水道の調査・設計,および土質及び基礎の調査・解析を手掛けています。現在,"防災","維持管理","地域特性"をキーワードに以下の技術分野に取り組んでいます。


 

1. 水 道

  1.   ■ 上水道及び工業用水道の調査,計画,設計,監理
  2.   ■ 下水道の調査,設計 ,など

上水道及び下水道の調査,計画,設計は,これまで,そしてこれからも当社の本業といえる分野です。

あまりにも身近にあるため普段は目立たないのですが,水は日常生活,企業活動,防災・防火など,あらゆる場面で必要不可欠な存在です。このため上水道は,使用者にとってはいつでも使えることが当たり前の,事業者にとっては不断の管理が必要な中枢ライフラインです。

山形県内の上水道の普及率は,既に一定の水準に達していますが,近年は災害時や非常時などにおけるサービス確保,安全でおいしい水の供給,ライフサイクルコストに優れたシステム構築など,一層の質的向上が求められています。

阿古耶の泉
fig.1-1 千歳山万松寺阿古耶の泉
名水に負けないおいしい水を,安全に,安定に,安価に.

一方,日常生活や企業活動によって生まれた汚水や市街地に降った雨水を排出し,浄化する下水道は都市の環境衛生や防災のために必要な,上水道と対を成す中枢ライフラインです。

山形県内の下水道の普及率は,90%を超える市町村もあるものの,県全体では64.4%(平成17年度)であり,今後も普及の促進が課題となっています。

当社は,このような上水道及び下水道の計画的な整備と維持・管理の分野でコンサルティングを行っています。


 

2. 防 災

  1. ■ 盛土,切土,掘削などによる地盤変形の有限要素 (FEM) 解析
  2. ■ 個別要素法 (DEM) による落石や斜面安定解析
  3. ■ マンホールの浮き上がり対策工法の提案 ,など

従来からの計算手法に加え,有限要素法 (FEM) や個別要素法 (DEM) などの数値解析手法を活用して,地盤や構造物に関するさまざまな防災上の問題(盛土,切土,掘削,圧密,落石,地すべり,地盤と構造物の相互作用など)に対する調査,解析を行います。

また解析結果を基に,近接構造物や各種インフラストラクチャー等への影響などを予測し,必要な対策工法を検討し,提案します。


圧密沈下

粘弾塑性圧密沈下解析(FEM)
   
 軟弱地盤上に道路盛土を行った際の圧密沈下を,二次圧密による長期的な沈下までを対象に解析した事例。
 近接する構造物,住宅への変位対策として,盛土左側のみに鋼矢板による遮断工を打設しているため,変位や応力が左右非対称となっている。

fig.2-1 片側に遮断工を設けた地盤の圧密沈下解析
(GIFアニメーション ⇒ 画像をクリックすると動きます : 238KB)


斜面安定

個別要素法による斜面安定解析(DEM)
 
 既往地すべりの再滑動を想定した斜面の安定解析の事例。
 すべり面のせん断強度にピーク強度と残留強度の2種類を与えることにより,進行性破壊を考慮した解析を行っている。
 法肩部には引張力が働くことによりテンションクラックが発生し,垂直な滑落崖を形成している。
(本事例では大変形用のプログラムを使用しています。)

fig.2-2 進行性破壊による斜面安定
(GIFアニメーション ⇒ 画像をクリックすると動きます : 606KB)


斜面安定

個別要素法による斜面安定解析2(DEM)
 
 個別要素数200,形状は1辺0.5mの平行四辺形,地震動は周期2sec,振幅0.5mの正弦波を壁要素を動かすことにより与えている。
 解析初期には引張強度により一体として挙動しているが,破壊の進展により振動が増幅して最終的に大きく崩壊している。
 間隙水圧は全く考慮していないので,内容としては”振動台の上の積み木”の崩壊である。

fig.2-3 地震動による斜面崩壊
(GIFアニメーション ⇒ 画像をクリックすると動きます : 806KB)


DONOU工法

マンホールの浮き上がり対策
   
 2004.10.23に発生した平成16年新潟県中越地震による被害の特徴的な事例の一つとして,下水道のマンホールの浮き上がり現象の多発が挙げられます。
 マンホールに浮き上がりが生じると,下水道本来の汚水の流下能力を失い中・長期的な復興の障害になるばかりではなく,被災直後に最も重要となる緊急輸送路を阻害してしまうため,その対策は防災上の大きな課題の一つとしてクローズアップされました。
 当社では,埋め戻し土の局所的な液状化に起因するマンホールの浮き上がり防止対策として,土のうと補強材を利用した埋設構造を提案しています。
(特許出願中;特願2005-003802)

fig.2-4 土のうと補強材を用いたマンホールの埋設イメージCG
(画像をクリックすると3DモデルをVR表示します,但しラティステクノロジー社のXVL Playerが必要です)⇒ XVL Player


 

3. 維持管理

  1. ■ コンクリート構造物の劣化調査及び原因分析 ,など

橋梁,トンネル,ボックスなどのコンクリート構造物の維持,補修のための基礎資料として劣化調査を行い,経年変化を把握できるよう管理します。また調査結果を基に,ひびわれなどの変状の原因を分析し,対策工法の提案を行います。

特に基礎地盤や周辺地盤の変位に起因する変状については,地盤の変形を解析し,変状の進展を予測します。



Moire Gauge

Moire Gauge

Moire Gauge

ひびわれや変位を離れた地点からデジタルカメラによる撮影で簡単に高精度の計測が可能な変位計測システムとして"Moire Gauge"を開発しました。

光の干渉により生じるモアレ縞を用いた動力不要の設置型の変位計です。

標準的な焦点距離のレンズ(f=108mm)を用いて,L=5〜7mの撮影距離から0.05mmの精度による計測を確認しています。

トンネルや橋梁などのコンクリート構造物のひびわれ幅の定点観測,高所や障害物を跨いだ箇所の変位の定点観測などの他,汎用の変位計としても利用できます。

開発にあたり,(社)東北建設協会様に平成20年度 建設事業に関する技術開発支援制度に選定いただきました。

(特許出願中;特願2010-83651)

fig.3-1 Moire Gaugeの製品(上), fig.3-2 撮影画像の輝度分布(下)


 

4. 地域特性

  1. ■ 地域ごとのモデル地盤(地層構成,土性値)の作成及び CG
  2. ■ 耐震基盤面を直接確認できない深い軟弱地盤地域における耐震基盤面の推定

地域ごとに異なる複雑な地盤をモデル化(地層構成,土性値)し,分かり易く表現するために三次元モデルなどに CG 化します。作成したモデルをウォークスルームービーや VR 映像とすることで,住民説明のためのツールなどとして活用できます。

空中写真や CG から余色立体画像を作成することで,実際に立体視することも可能です。

余色立体画像
fig.4-1 空中写真の立体画像・山地
(余色立体画像 ⇒ 左目が赤,右目が青のメガネで見ると立体視できます)
 

道路や水道などのインフラ施設においては,防災のため耐震設計が必要となります。しかし,日本海側の平野や盆地などでは,耐震上の基盤面をボーリングなどで直接確認することが難しい,軟弱な沖積〜洪積地盤が厚く堆積する地域が多数存在します。

そのような地域において,既往の資料や地盤調査結果などを基に,耐震基盤面の深さを経済的かつ迅速に推定します。

深い耐震基盤面
fig.4-2 地質構造と耐震基盤面の関係
 

 
Yamagata Sekkei Co.,Ltd.