斜面崩壊のエネルギー

Hi-net などで観測される深層崩壊や土石流の波形から、幾つかの処理を得て Energy Parameter を算出することがあります。

この Energy Parameter 、文献での定義は明確なのですが、実現象として何を意味しているのかよくわかりません。いえ、崩壊を起振エネルギーとし、距離減衰などを踏まえた値ということは何となくわかるのですが、それ以上でも、それ以下でもありません。で、そこから先に進めません。

先輩と雑談しながら、先に進むために使えそうなデータを思いつくまま挙げていったのですが、どれも手を動かすには至らないレベルのモノでした。
せめて、崩壊時に発するエネルギーを定量的に示せないか？と考えていた時、ふと思い出したのが、以下の図書。

國生剛治「地震地盤動力学の基礎　エネルギー的視点を含めて」

斜面崩壊をエネルギーの視点から説明されている章があります。以前は読み飛ばしていた箇所です。やはり、同じようなことを考えている方は既にいらっしゃるのですね。

この図書では、Ep：土塊の位置エネルギー、Eeq：地震波動エネルギー、Edp：内部損失エネルギー、Ek：運動エネルギーの4つのバランスで地震時の斜面崩壊と土塊の移動を説明されています。

私が知りたいのは地震時でなく、常時です。常時の斜面崩壊ではEeq=0ですので、土塊が移動して停止した場合の位置エネルギーの差分が⊿Ep=Edpということになるのでしょう。
が、この図書では内部損失=摩擦面での消費というように捉えられています。個人的には、LSFLOW と、先のEnergy Parameter の話が頭にありますので、移動中の変形・抵抗に使われる土塊内部でのφmによる消費と、基盤へ与えるエネルギーとしての摩擦面φsによる消費（=Edp）を分けるべきかと考えます。そう考えないと、Energy Parameter とは？に結びつかないというのもありますが。
余談ですが、φsとφmが一定の関係になるのは、上記⊿Epの関連を考えると当然なのでしょうね。φmを崩壊前の斜面角度や崩土の安息角に関連付けると、基盤への放出エネルギー（のようなもの）を求められそうですね。

まだまだ、定量的な話には結び付きません。先は長そうです。


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20150227追記

LSFLOW でのエネルギー消費概念図は土研資料のp34にあります。
ただ、内部消費φmがなぜφsと同じ形（p3）なのか、いまだに疑問です。柱状要素を前提に考えているから積分していないのだろうとは思いますが、同じ形で良いとも思えません。
割り切りでしょうね。

計算の割り切り

計算に行き詰っています。

この程度で割り切っていいか？と悩んでいた時、タイムリーなメールがやってきました。

構造計画研究所の粒子法ニュースレター
http://www.sbd.jp/product/netsu/particleworks/mail_magazine/backnumber/20150218_vol002.shtml#article2_top

で、ここでとにもかくにも声を大にして言えることは、
「実現象をパソコンの中に再現しようとするなっ！」
ですね。
これをやっちゃうと、もうドツボにはまってしまいます。
ちょっとリアルに近づいても、さらに細かいことが気になりだし、
それをクリアすると、またその先に新しい地平線が見えてきて・・・。
永久に貴方は満足ができずに条件探しの果てしない旅を続けることになってしまいます。

～中略～ 

解析自体は、まだまだ実現象を再現できていませんでした。
そこで思ったことは、
「あぁ。この解析から最低限言えることが、もう十分な結論であり、解析の成果だった。」
ということです。
知りたい情報を得ることができる最小モデルを考えて解析を行うことで、
計算負荷が驚くほど軽くなり、と言うか、計算可能となり、
しかも得られる情報は十分なものとなるのです。

ユーザーの経験談のようです。
割り切りの判断として、「この計算で何が言いたいのか？」を表現できていればOKということですね。何を確認したいか、何を再現したいのか、それを確認できたのか？を問いかければ、答えは自ずと出てくるのでしょう。
また、使用できるツールやハードの制限もありますので、どこを再現するかを取捨選択することで、解析自体が成り立つのでしょう。

「モノは言い様」ともいわれかねませんが、個人的にはタイムリーで共感できる内容でした。

コリドーサーフェス

Civil 3D 2015にて、「コリドーサーフェスがうまく張れない！」とCADオペさんから報告がありました。

のり面のカーブの内側に、余計な面ができてしまうとのこと。データを見せてもらいましたが、確かに餃子の羽のような面ができています。今まで、このような経験がなかったので理由はよくわからなかったのですが、羽さえ手で取れば仕上がりましたので、その時は深く考えず流していました。

今日、時間があったのでそのデータを見直しておりますと、何とも単純な理由でした。

コリドーサーフェスの「境界」が未指定でした。通常は境界タブで左クリックからコリドーの範囲を指定するのですが、それがなされていませんでした。

初めて接するオペさんでしたので、まだ得意・不得意をつかんでいませんでした。機械系のCADオペさんでしたので、コリドーは不慣れだったのでしょう。

もう一つ。

そのオペさん、コリドーサーフェスを貼ると、地形が切り抜かれてしまうと言われています。データを見ると、コリドー作成範囲だけ地形に穴が空いたようになっています。

これも今まで経験なし。さて、どのような操作をされたのでしょうか？じっくり聞いてみましょう。

切り抜きサーフェス

Civil3D 2015 で切り抜きサーフェスができません。

矩形では切り抜けるのですが、多角形のポリライン指定ができません。

オプションで"オブジェクト"を選んでも矩形指定になります。

サポートに聞くと、驚きの回答が。

「オプションで"オブジェクト"を選択せずに、"オブジェクト"とカタカナで打ち込んでください。」

オプションでオブジェクトを選択すると、"O"が入力されます。通常はこの方法でオプション指定できるのですが、切り抜きサーフェスだけはダメ。アルファベットでもなくカタカナで入力だそうです。隠しコマンドみたい。

結果、ばっちりでした。

プロフェッショナル

晩御飯を食べながらテレビを見ていますと、面白い番組が放送されていました。

プロフェッショナル　仕事の流儀
世界初のビル解体、仲間と共に乗り越えろ
http://www.nhk.or.jp/professional/2015/0209/index.html

大成さんの技術開発の方のお話でした。

まず興味をひかれたのは「現場は、宝の山」と考えられている点。

ちょうど昨年末でしたか、専任である分野の研究をしてみないか？と言う話がありました。しかも、専任は一人だけ。実務を離れた位置で一人で研究に専念する意味が分からなかったのですが、まさに、その時引っかかっていた点がこれでした。実務で課題が生まれた際に、そこからヒントをもらって研究開発で乗り越える、というのが本筋かと思います。スーパーゼネコンさん、課題も開発にかけるお金も人も、乗り越えた喜びも大きいでしょうね。

人を巻き込んで課題をクリアし、喜びを分かち合う。これも良いと思います。大きな仕事の中心になる方は、個人の能力がトップレベルというよりは、何かしら人を集める魅力をお持ちの方が多いように思います。より大きな仕事ができるのは、後者でしょうね。

つい最後まで見てしまいました。
さ、明日も頑張りましょう。

特別教育

先日受けた小型車両系の特別教育終了証を取りに行ってきました。

小さい頃から油圧ショベルに乗りたかったのですが、なかなか受講する機会がありませんでした。先日使用した際に、このタイミングで受けておこうと思い、申し込んでいました（乗れるのはミニ限定ですけど）。

1本の腕を2本のレバーで操作するのですが、これは慣れですね。自動車を運転するのに一々「右がアクセル、左がブレーキ」などと考えないのと一緒です。まだまだ重機オペさんみたいな細かな操作はできませんが、面白いし、掘るのが楽です。

ふと疑問に思ったのが、2本の腕を持つアスタコ。どうやって操作するのでしょうか？
http://www.hitachi-kenki.co.jp/products/hot/astaco_neo/

人間工学と言うのでしょうか？
1本のレバーで片側の腕を操作するようですが、感覚で動かせるそうな仕上がりです。革命的ですね。（しかも肩が広がってかっこいい！）

機械を作る技術者にも、専門である機械工学以外の高い技術、アイデアが必要なのだと、あらためて認識させられました。

手書きコンター

例の部長様が大暴れ。

期日もお金もないのに、「この図が必要！」ということで、後輩を困らせていました。
話を聞いたところ、とても間に合いそうにない作業。
結局、自分の仕事を止めて、8人がかりでその作業を分担しました。

部長様が欲しかった図は差分コンター図。ある面と面の差分を、コンターで表したいとのことでした。
私が入った時には、差分をとる元のコンターが手書き & CADトレースで準備済み、といった状態。ま、これはこれで良し！などと思っていたのですが、いざ作業し始めると、不都合な点が山ほど出てきました。手書きの精度が部長様の要求に対し甘すぎる、実測値の見落としがあるなど。

結局、Civil3D やSurfer を作ってサーフェス化→グリッド化→減算→コンター図化→DXFに掃き出し→8人がかりで実測値を基に修正、といった流れにしました。最初から実測値を利用してグリッド化しておけば多くの手間も省けたのですが。

己に技術がある（この程度のことは技術と言えませんが）、あるいは容易にできる人を知っている、というのであれば良いのですが、できないのにやりたい、時間がないのに妥協しない、最適解が分からないのに誤った方向へ手を出す、他人の仕事は止めても自分は作業しない、というのは困ったものです。


そういえば、「できます」というので3日前にお願いしていた仕事、今晩になって「なかなか進みません」と泣きが入りました。できない、やり方を知らないのであれば、最初に伝えてほしいですよね。
結局、私のところに戻ってきました。2時間半あれば完成するデータだったのですが。ま、3日間頑張ろうと努力するのは良いことですけど。


私も、他の方の邪魔にならないよう、心がけましょう。

サーフェスの座標出力（等間隔グリッド）

新年に入ってから、シミュレーション用のモデルを作成しています。

今回は土量を合わせるため、ソリッドをサーフェスで切ってから体積確認、シミュレーションでの挙動確認、ダメならやり直しという繰り返しでした。
この中で、多用したのが Civil3D でサーフェスから座標を抜く方法。以前、GEORAMA 経由で抜くのが簡単と書き込みましたが、今回は等間隔のグリッドで抜きたいため、サポートに教わっていた方法を使用しました（Surfer でのグリッド化の手間を省略したかったのです）。
http://phreeqc.blogspot.jp/2012/05/blog-post_16.html

手順は以下の通り。

1.複数のソリッドを合成
2.分解（ソリッド→3D面）
3.分解（3D面→線分など）
4.サーフェス新規作成
5.サーフェスにブレークラインとして線分などを追加
6.サーフェスにポイント追加（グリッドを指定）
7.「出力」-「ポイント書き出し」で座標値をTXTデータへ

サーフェスがあれば最後の2手だけなのですが。
今回はソリッドから抜きたかったため、少し手間が増えました。複雑なソリッドから一発で座標値を抜く方法もあると思うのですが、見つけられませんでした。ま、そのうち気付くでしょう。