ParaView で表示

post 処理も Fortran のプロンプトからバッチファイルを動かし、どこからどこまでのデータを変換するか指定するだけでした。

ParaView をインストールして表示すると、以下のような感じ。Case1です。

とりあえず、動きました。
i5-337U Single で約20分。かかりすぎですね。

さ、次は3次元です。

SPHysics

今月の砂防学会誌でしたか地盤工学会の関西支部論文集でしたか、粒子法の話が載っていました。

先日読んでいた図書にも載っていましたので、徐々に広がりつつあるのでしょう。良い手法ですからね。
私はというと、3年前からほとんど進んでいない状態。いい加減、無能さに情けなくなります。が、うなだれていても仕方ないので、手を動かすしかありません。
気になっていたこともありソースコードを探してみますと、おもしろそうなものがありました。

SPHysics
https://wiki.manchester.ac.uk/sphysics/index.php/Main_Page

名前の通り、SPH の Open-Source です。しかも、メニーコア、GPGPU 対応。
地形のような複雑な形状が扱えるのかわかりませんが、コードはすべて公開されています。これは良い！と思いすぐにDLしました。

が、ソースファイルが多すぎです。一番簡単な、single の2次元を落としたのですが、読む気が失せました。
で、そちらは後回しにし、とりあえず動くかどうかコンパイル。が、動きません。
ReadMe を読むと、手順があるようです（まず読みましょうよ、私）。

読んでみますと、どうも make ファイルによって最初にジェネレーターがコンパイルされ、それが input ファイルを読み込んで新たに本体用の make ファイルを作成する、そしてそれを使って初期設定の反映された( input の設定に応じたソースファイルの選択や初期条件の反映された)  exe が作成されて動き出す、という仕組みでした。いきなり VS で全ソース選択してコンパイルしても動くわけないですよね。
条件が変わるたびに毎回コンパイルして exe を作る過程を踏まないとダメなわけですが、ちょっと複雑な感あり。

ダメ元でその通りやってみますと、一発で流れました。fortran のプロンプトから最初の make ファイルを実行すれば、あとは計算まで自動で流れ、結果を出してくれます。複雑かと思いきや、楽でしたね。

しかし、また問題発生。結果の可視化の方法が分かりません。
うーん。今日はここまで。

SISim と IK

SISim を実施しようかと思い、手を動かそうとして気づきました。

透水係数やN値などの離散データでは容易に入力データを作ることができるのですが、ボーリングの地質情報のような連続したデータは、鉛直方向の分割間隔を踏まえてデータを作成しないといけないですよね。格子の中身が既知であることをPCに伝えないといけませんので。そうすると、それなりの頻度でデータを作り直す必要があります。ま、この辺は EXCEL ＋ VBA で組んでしまうので、容易と言えば容易です。必要になってからでも十分でしょう。

その点、MVS の Indicator Kriging では、地層境界データをうまく処理しているようです。いえ、どのように処理・計算しているかは BLACK-BOX ですのでわかりません。適用の場にも制限がありますので、積極的にはつかえません。ですが、境界深度を指定するだけで（ GEORAMA のデータを変換するだけで）、それなりの絵を描いてくれるのですから勿体無い。お金をいただければきちんと Sim を、サービスでは MVS の IK を、として使い分けましょうか。そのあたりが妥協点のように思えます。

礫層のモデル化

河川のそばの平地でボーリングを実施します。

既存ボーリングは20本程度。2次元ですが、断面図もあります。

比較的、変化に富んでいますが、堆積というメカニズムで統一された場です。

そこで目的の礫層が存在するかどうかを、掘る前に考えていました。

基盤地図情報の 5DEM と SHP を Civil3D に取り込みます。これで基図の完成です。

ボーリングを GEORAMA で Civil3D に取り込みます。

層区分を GEORAMA で入力します。

断面を切って、修正すれば3次元モデルの出来上がりです。

ボーリングポイントを通る断面で、礫層の有無を確認すれば、目的達成です。速攻です。

MVSでも、ある程度は可能です。
GEORAMA のボーリング CSV を MVS 用の PGF に変換します。

Indicator Kriging で 礫層の分布と probability を図化します。残念ながら MVS では SISim はできませんので、ボーリング密度に応じた結果になってしまうのですが、変換だけで可能です。


多くのボーリングを手をかけずに（地質屋らしく）処理するには、こういった手法が便利ですね。ま、平地で簡単だったということもありますが、この程度であれば、技術者でなくてもでもできそうです。

今回は、目的の礫層が分布しそうにありませんでした。

時間が取れたら SISim までやってみましょうか。

EPMA と Pyrite

今月の地盤工学会誌の講座で、筑紫平野の堆積環境の話が出ていました。
「地球温暖化がもたらす地盤の環境変化と災害　5.海面変動が地盤環境に及ぼす影響と評価」

久しぶりに CNS を利用した報告が出てきたなあ、と思い読みだしたのですが、残念なことに深い議論や新知見はありませんでした。ま、講座ですからね。
それでも、ヒ素の起源について書かれた箇所には、興味が惹かれました。非海成層中の地下水から検出されたヒ素は、 Pyrite の溶解による可能性があるという記載です（Pyrite は海成層ですが）。その詳細や根拠は書かれていなかったのですが、同地区での過去の文献によるとのこと。
Pyrite の微量成分としてヒ素が入る場合、kinetic で計算にのります。移流分散＋化学反応といった計算手法は確立していますし、その事例が身近にあるのであれば、今後、いろいろ展開できそうです。

早速、引用文献を読んでみました。
島田 允堯「ヒ素に汚染された地下水の起源と問題点 」資源地質, 53, p161-172, 2003

こちらは良かったですね。
きちんとヒ素の含有形態を区分しています。10年以上前の文献ですので、区分自体は目新しいものではありません。が、Ｐｙｒｉｔｅ 中のAs の含有を ＥＰＭＡ で証明しています。これが良いですね。EPMA は学生のころに1度だけ触ったきりで、詳しくありません。しかも、そのときは岩石を薄片にして、ある位置の組成だけを求めていました。文献のようなカラーマップは得られませんでしたね。このマッピングはいろいろな文献でよく見かけますが、良いですよね。モデルコンセプトを作る上で、重要なツールになります。

EPMA、欲しいですね。無理かな。

CIM がブーム？

CIM 業務を担当されている方からメールがありました。

私が Infrastructure Design Suite premium のライセンスを持っていると聞かれたのでしょう。ソフトに関するスキルとライセンスの情報を求めてこられました。私の場合、国交省のCIM 試行業務とは関係ありません。必ずしも IDS = CIM ではありませんが、勘違いされたのでしょう。

ブームなのか、ＣＩＭ 関連の本も数冊出ています。それらのほとんどは、地表から上の話（トンネルは別）。地質の話は殆どないですね。ま、国交省さんも、基本は設計以降の工程をメインとされているようですので当然ですが。
ＣＩＭ の利点で強調されているのは、3次元から2次元を切り出せることと（初年度では2次元から3次元を作ったようですが）、オブジェクトに属性（部材の仕様など）を持たせて整理できること、でしょうか。ま、前者についてはCIMの利点というよりは3次元の利点だと思いますが。

シミュレーションも地上部の話ばかり。地下の話は全くないですね。
これを機に、CAD と シミュレーションソフトの連携がさらに少し進んでくれたらありがたいですね。


個人的には、CIM については静観しています（営業戦略としての視点は別です）。
3次元地質モデルの作成やシミュレーション、可視化ソフトへの受け渡しについては現段階である程度対応できていますし、既にその利点を享受しています。また、構造物の設計者ではないので、第三者的に見ることができるということもあります。
一方、ソフトの維持は高価ですし、3次元モデリングや可視化を行うには、それなりのスキルとPCスペックが必要です（それらのメンテナンスも必要です）。会社として利益を出す見込みがないと、簡単には人、物に投資できないでしょう。
データの授受も問題になるでしょう。いえ、フォーマットは大きな問題にならないと思いますが、ハードの問題が出てくるでしょうね。お客様の環境では開くことすらできないモデルもでてくるでしょうから。その原因がOS、メモリー、GPU（OpenGL、グラフィックメモリー）、ソフトなのか切り分けて納めるためには、最低限のPCの知識も必要です。
さらに、自然相手の土木という性質上、どんなに頑張っても「現場合わせ」は必要になると思います。そういう意味では橋梁など自然の要素が少なく、建築の要素が強い構造物などから採用され始めるかもしれませんね。日本のベンダーが後発で良いソフトを発売すればさらに流れも変わるため、今後の動向を見守るのことが必要なのでしょう。

ただ、技術者としては、自分の専門分野で CIM に対応できるスキルを持ち、業務内容によって2次元か3次元かを選択できる能力が必要とされるようになったと思います。逆に言えば、「対応できない」だけはダメになったということです。

聞かれたことには答えません！

最近のサポート担当者とのやり取りです。

Q：Win8.1で動作しますか？
A：Win8で動作確認しています。
いえ、Win8のことは聞いていません。それに、Win6.2でuntestedって出ていますよ。

Q：AutoCADのソリッドは読めますか？
A：AutoCADのデータなら直接読めます。が、送付いただいたお客様のデータは問題があるようで読めません。
いえ、AutoCADネイティブのデータなのですが？何が問題？ソリッドが読めるのか読めないのかどちらなのでしょうか？

Q：今後、△△など読み込もうと考えています。直接読めるオブジェクト、変換等操作が必要なオブジェクトを教えてください。
A：△△は以下の手順で読めます。
だから？ほかのオブジェクトはどうなのですか？

Q：初期登録時にレジストリーの○○の下のどこを見に行っていますか？
A：表示の際には△△を見に行っています。
だから、初期登録時はどうなんですか？

聞いたことに答えないというのは、都合の悪いことを聞かれた場合、知らないことを聞かれた場合、不利益になるので答えられない場合、相手が気に入らないので答えたくない、など様々でしょう。空気読めよ、というのもありますね。

サポートとして「知らない」「わからない」と言えないと思われている方が多いのでしょうか？（料金を取っていますので）。コチラとしては時間の無駄なので、正直に回答してほしいのですが。上記のソリッドの質問では、対応していないという回答を得るまで、10日以上かかりました。全くの無駄です。当初、「AutoCADのデータなら読める」とか、当方の「データが問題」と言われていたので、対応していなかったと言い出しにくかったのかもしれません。
サポートさん、頼みますよ。

西之島と WebGL

国土地理院のHPへ、西之島付近の情報を見に行きました。

で、驚きました。
http://www.gsi.go.jp/gyoumu/gyoumu41000.html
http://saigai.gsi.go.jp/2/20131120nishinoshima/nishinoshima_3d/20131217nishinoshima_all.html

WebGL だそうです。知りませんでした。対応ブラウザーで見る必要はありますが、3D モデルが一気に身近になったように思います。国がこんなことをしているとは、衝撃でしたね。
標高に写真を貼っているだけなので、ココまでなら多くのソフトで対応できそうです。が、モデルをWebGL に書き出せるのは知りません。何を使われているのでしょう？


3D モデルを作った際、どうやってお客様に見せるか？データをどの形式で渡すか？ということが気にかかります。昔は VRML で渡し、ブラウザーにプラグインを組み込んで見ていただいていました。あるいは動画にして渡していました。VRML が廃れてからは、ソフト固有のデータと Viewer を一緒に渡している方が多いのではないでしょうか？　3D PDF で渡している方もいらっしゃいますね。
ですが、この WebGL であればデータを渡す必要もなく、プラグインを組み込んでもらう必要もない。お客様にとって、ハードルがなくなったも同然ではないでしょうか？

最近では、クラウドベースで似たようなサービスがあります。
今日も、他支店の方より復興計画の CG を web ベースで見せていただきました。Infraworks からパブリッシュされたようです。これであれば限られたメンバーだけにブラウザー経由で見ていただくことができます。数年前、Autodesk Labs で WebGL ベースのツールが公開されていましたが、それがこの技術に生かされているのかもしれません。
Autodesk Infraworks 360
http://www.autodesk.co.jp/products/infraworks-360/overview


クラウド、Web 経由で 3D モデルを共有、閲覧という流れは見る側にとって好都合です。これからの主流になるかもしれません。

深層崩壊と流れ盤

千木良雅弘「深層崩壊　どこが崩れるのか」P55

付加体の地層の場合には、地層よりも、むしろ、それを切断する断層や付加作用の時にできた剥がれやすい面構造のことも考慮する必要がある。地層や面構造は受け盤であるが、小断層を考えると流れ盤である、ということもあるのである。

以前、深層崩壊を特集したNHKスペシャルで“流れ盤”という用語が使われていましたが、先生の真意はこういうことなのでしょう。
http://phreeqc.blogspot.jp/2012/09/blog-post_2.html
http://phreeqc.blogspot.jp/2013/06/blog-post_5120.html

個人的には、「小断層や面構造にもいろいろな方向がある。が、斜面では流れ盤方向の面で岩塊が外れやすい。そのため、崩壊後は流れ目の亀裂が目立つ」というところかと思います。面が露出すると、そこに入る亀裂はほとんど見えなくなりますので。

当然、ケスタのような地形や崩壊斜面の方向性に偏りがあるなら、素因として面の卓越方向があるのでしょう。ですが、その方向性から外れた崩壊斜面で何が起こっているのか、あるいは卓越方向の斜面でも崩壊しなかった箇所に何が起こっているのか説明を求められるでしょうね。

そうしだすと、「調べていない斜面は予測できない」という着地点になりかねません。崩壊予測が停滞している一因ともありますので、それは仕方ないものとして、定性的かつ大局的な研究をされていらっしゃるのかもしれません。

久しぶりの、地質屋さんの本でした。実務には直結しませんでしたが、読み物としては楽しめました。p149あたりのスケッチの話なども、共感しながら読んでいました。
休みの息抜きにはちょうど良い本でした。

崩壊の理由

飯田智之「技術者に必要な斜面崩壊の知識」より

斜面崩壊は全国各地で毎年のように発生している。しかし、どうして“その場所”で“そのとき”に崩壊したのかを説明することは容易でない。同様の斜面の中で、なぜその斜面だけが崩壊したのか、また、これまで崩壊せず、なぜそのときに崩壊したのか、説得力のある説明が困難な場合が多いからである。その理由のひとつとして、崩壊斜面と非崩壊斜面の間に、もともと決定的な差がないことが挙げられる。自然斜面は過去に何度も豪雨や地震の試練を受けているため、崩壊しやすい斜面は既になくなり、少々の豪雨や地震では崩れにくい斜面だけが残っている。すなわち、自然斜面の崩壊には過去の崩壊履歴が大きく影響しており、崩壊の繰り返しで自ら地盤条件を変えることにより、斜面が崩れにくくなると一種のフィードバック作用が働いている。

非常に共感できる内容です。


もう一冊読んでいる本も、「どこが崩れるのか」いうサブテーマがついています。
千木良雅弘「深層崩壊　どこが崩れるのか」

先の本と同じようなテーマですが、この本は素因のみの研究紹介がメインとなっているようです。
2章では、深層崩壊が発生した斜面に対し、崩壊前のLPデータを利用し、その地形の特徴（小崖）を抽出されています。が、非崩壊地には触れられていません。そのため、熱意を感じる文章の割には、“説得力のある説明”にはなっていませんでした（地質屋さんでこういった文章を書かれる方が多くいらっしゃいますよね）。
3章でも、重力変形斜面を多く抽出されていますが、台風12号で、なぜそこが崩れなかったかの説明はありません。ま、研究の根底にあるのが定性（p213）ということと、以下のスタンス（P178）なので、仕方ないですね。

崩壊の危険性のある地層が分かったとして、どこが崩壊する危険性が高いのかを厳密に議論するには、いろいろな要因と理屈を考える必要がある。弱層のせん断強度、事前の降雨、地層の傾斜、斜面の下部切断の有無とその影響、それに地震動自体も問題になる。私に言わせれば、これらを明快にすべて説明することができるとしても、それは私の仕事ではないし、その結果をあまり信頼する気にもならない。

確かに、それは技術者の仕事ですね。

崩壊が発生した場合、お客様から「なぜそこが崩れたのかを説明しろ！」と必ず言われます。技術者はその原因を調査して、報告書を作成するわけですが、実際は多くの場合、分からないことが多く残ります（そのため、1冊目の抽出箇所に共感できるのでしょう）。しかし、仮定や推定を交えつつ、答え（素因・誘因と対策方針）を期限内に提出します。通常は数か月、道路災の場合は1日～1週間程度が多いですね。
一方、数年かけて定性的な素因を研究していただくことは、技術者にとっても重要です。それが使い勝手の良いものであれば、「偉い先生のお墨付き」という利用法も生まれます。


社会や施設管理者、研究者が求める崩壊の理由は様々なようです。この2冊では、その違いが出ていると思います。

降雨に対する斜面崩壊の慣れ

普段、「雨慣れ」という言葉を便宜的に使うことがあります。
http://phreeqc.blogspot.jp/2013/08/blog-post_29.html＜気象庁の警報の話

雨が多い地域と少ない地域を比較すると、後者の方が同じ雨でも崩壊しやすいということです。雨の多い方が、風化の進行と同時に土砂が流されているため、土層（素因）が育ちにくい。雨が少ないと土層が育ち、崩壊しやすい素因が形成される、というものです。感覚で使っていた言葉なのですが、この本（飯田智之「技術者に必要な斜面崩壊の知識」）ではしっかり説明されています。

p10には、最大日雨量と崩壊面積の関係が、多雨地域と非多雨地域に分けて図化されています。1970年の論文からの引用ですが、古くからこの考え方はあるのですね。知りませんでした。用語も“降雨に対する斜面崩壊の慣れ”となっています。このような考え方が暗黙知でなく、書き物として残っていることを知ったのはこの本が初めてです。

この本では、一貫して土層の成長（素因）と、降雨イベント（誘因）を関連付けて崩壊を論じられています。両者を定量的に扱おうという姿勢も読み取れます。
“雨慣れ”といった感覚で片付けず、論理的な手法、姿勢でコツコツ進めることが重要なのでしょう。

振動センサーと崩壊

斜面崩壊の位置や時刻の特定に、Hi-net などの振動データを利用するという手法は、比較的スタンダードなようです。私はそのことを最近知り、その発想に感心していたのですが、先輩は既知の手法の一つとして扱われていました。調べてみると、9年前の深層崩壊に適用した発表がありました。確かに古い。でも、最近まで実用化はされていなかったようですね。

以下は、振動センサーで深層崩壊位置を特定しようといった、最近の動きです。

土研さんの例
http://www.pwri.go.jp/jpn/webmag/wm030/kenkyu.html

国土交通省の取組み
http://www.mlit.go.jp/common/001019677.pdf

センサーの位置が適当であれば、表層崩壊・土石流でも発生時刻は分かります。
伊豆大島の場合、発生位置とセンサーが近すぎますので、位置の特定までは困難なようですね。

伊豆大島の例

http://www.mlit.go.jp/river/sabo/dosya_kyouka/131225/131225_shiryo01.pdf

設置するのも、観測するのも、データを整理するのも、知識やノウハウが必要とされるようです。

周波数スペクトルの結果もに差があるようですので、今後の解釈に期待ですね。