ICDD と ICSD

会社の XRD が新しくなりました。

MiniFlex 600、リガクさんの分析器です。先日よりそれを触っていたのですが、コンパクトかつ便利になりましたね。
機能面は大きく変わっていないのですが、usability が向上しています。 電源投入後、前回までの使用頻度を選択するだけで、それに応じた電流電圧値と時間を選んで立ち上げてくれるのはありがたいです。ヒューマンエラーに対しフールプルーフでの対応も進んでいます。
当然、制御は Windows からですので、操作に至るまでの余計な知識は必要ありません。（PC-98は、倉庫にて眠りにつきました）。

今日、一通りの測定が終わり、分析ソフト PDXL で定性に入ったのですが、ココで違和感。自動検索で表示される鉱物名が何か雑。
残ったピークから手動で検索しようと思いましたが、3強線から検索できない仕様でした。しかも、「magnetite」で検索できても、「magne」など省略キーワードで検索できません。
お手上げでしたのでメーカーに問い合わせることに。

話を進めていると、使用しているデータベースの違いで、省略キーワードでの検索可否のあることがわかりました。今回、購入担当者が選択していたのが「ICSD」。価格が安いので選択されたのでしょうが、こちらは省略したキーワードでの検索に対応していませんでいした。メーカは「ICDD」を使用されていましたが、こちらは検索可能でした。データベースの違いというよりはソフトの設計ミスで、容易に修正できるような気がしたのですが、ま、仕方ありません。


今まで、研究職はデータベースファイルを「PDF」と呼んでおり、私は（さらに古い）「ASTM」に慣れていたためか、「ICDD」を知りませんでした。よく見ると、PDF の CD に ICDD と書いてあります。ICDD（International Centre for Diffraction Data） が出している PDF（Powder Diffraction File） データベースを使用していたというのが正解のようです（調べましたが、ICDD を知らないのはモグリのレベルのようですね）。しかも、PDF-2には ICSD を元に作成されたデータも含まれているとのこと。鉱物検索程度であれば、ICSD を新たに購入する必要がなかったのです。「無知は罪」がブーメランで帰ってきました。

 所有していたPDF2.dat を変換し PDXL に取り込んだところ、短いキーワードでも検索できるようになりました。また、自動検索でも、しっくりくるの鉱物名が出てくるようになりました（ま、慣れの問題なのでしょうが）。これでひとまず環境は整いました。

さ、次はリートベルトです。自然界の鉱物でうまくいくでしょうか？

XRF の補正

先日より、XRF に手をかけ始めました。

XRF はこれまで経験がなく、十分な知識 & ノウハウを有していません。何かしら数字は出てくるのですが、その不確かさの程度も理解できていません。周りの方もあまり興味がないようですので、まずはメーカーの方に問い合わせたり、図書を読んだりすることに。

XRD とは異なり、XRF で定量するためには分析線の選択や、補正の話が出てきます。
分析線の選択は、ピークの被る箇所を避けて選択する、といったことが基本の様です。これは ICP などで似たような経験をしているため、特に違和感はありませんし、既にメーカーの方がPC内で設定されていました。

？と思ったのが、バランス補正と薄膜補正。これは、今までの機器分析で 経験していません。最初「Oでバランス」ということを言われていたのが理解できていませんでした。
このあたりの話を理解するのに、以下の様な資料が今の私にはよさそうです。産総研 NMIJ（計量標準総合センター）の資料です（懐かしい）。

XRFにおけるFP法の補正について
https://www.nmij.jp/~collab/bb_kai/NEN-KAI/h22/genkou/12-suzuki.pdf
XRFにおけるFP法の留意点
https://www.nmij.jp/~collab/bb_kai/NEN-KAI/h23/9%20suzuki.pdf 

薄膜は、本当に薄膜を測るときだけかと思っていたのですが、違いましたね。 試料の状態と分析対象をきちんと理解していないと、結果の精度も落ちてしまいます（当たり前ですが）。

ま、これからです。少しづつ、基礎知識を身に付けていきましょう。


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20160918追記
まずは試料調整から。
市川ほか（2015）蛍光X線分析の試料調整-基本と実例- ,X線分析の進歩46, pp75-95

切土法面の崩壊

施工中の法面が小崩壊を起こしたと連絡が入り、現地へ。

その現場、落石調査を私が実施しており、その後、設計者が落石対策に整形（切土）を追加し、施工されていた箇所でした。施工前は道路際に中硬岩の直壁が連続しており、整形すると聞いた時も「スライスカットなら問題ない」と感じていた現場でした。

ところが、地山背面に小断層を含む弱線（軟岩）が切土面と平行に走っており、そこを背面として剥がれ落ちたようでした。降雨や施工法の影響もあると思いますが、うーん、私にも油断があったように思います。

最近、大抵の案件はそこそこできるようになったなあ、と感じていたのですが、一気に現実に引き戻されました。
今、携わっている案件、（勝っていませんが）兜の緒を締めてかかりましょう。

等価透水係数

設計者より、複数の土層を平均した透水係数について質問がありました。

話を聞いてみると、どうも鉛直流れと水平流れを区別せず、土層全体の等価透水係数を算出されているようでした。

簡易な水理公式で湧水量などを求めたい場合、井戸周辺から集水するような流れは水平、止水矢板を用いた掘削で底盤から湧水する場合などは鉛直で代表させれば良いと思います。
各土層の透水係数と層厚、水頭差を利用すれば、簡単な四則演算で答えが出せます。土質力学の授業でも教えていらっしゃるのでしょうか？ネットでは以下の様な資料が引っかかりました。

モデル図
http://ftn.jp/tec8_8.7.pdf

式の展開 （個人的には各水頭差を用いた展開の方が良いと思います）
http://geotech.civil.yamaguchi-u.ac.jp/dorikih/kaito/vol6.pdf
http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-geotechlab/files/doriki_1/09_%E9%80%8F%E6%B0%B4(2)(%E9%80%8F%E6%B0%B4%E4%BF%82%E6%95%B0)_20160531.pdf

これらについて書いてある図書はあまり見ませんが、以下の図書にはシミュレーションを前提として等価な透水係数の計算式が書かれています。最後の付録の箇所だったと思います。

地盤工学会「 地下水流動保全のための環境影響評価と対策―調査・設計・施工から管理まで (地盤工学・実務シリーズ 19)」


鉛直・水平のみの流れという現象は、実際にはレアだと思われます。が、求めたい精度と手間を考えると、等価透水係数で代表させる価値は十分にあると思われます。
ま、それ以前に、各土層の鉛直・水平透水係数を原位置で精度良く求める必要性にも留意しないといけませんが。

DECALTO で沈下計算 その２

圧密沈下の計算に DECALTO を使用しています。
http://www.fujitsu.com/jp/group/fip/solutions/industry-solutions/construction-industry-solution/plan/decalto/

現在はVer.16。
久しぶりに使用する機会がありました。

相変わらずなのが入力の方法。
改善されているかな？と思って試してみましたが、そのままでした。
CADで地層を作って読み込ませるのですが、地層線だけではダメ。地層をクルッとポリラインで囲まないと層を認識してくれません。作り方がおかしいと「ねじれてます」とか「くぼんでます」とか教えてくれるのですが、どこの部分がおかしいのかを教えてくれません。MS-DOS の頃の syntax error を彷彿させます。ただし、Civil3D の DXF は問題なく読めるようになっていました。

出力もそれほど改善されていませんでした。
地層節点と呼ぶのですが、節点における結果（応力、変位）は書き出せません。任意位置での沈下量や応力もダメ。あくまで各層の⊿P、沈下量とその合計が、水平方向の指定距離にて出力されるのみです。その指定位置も最大50箇所、結果の一覧表示は（20箇所以上指定しても）20箇所までの制限があります。 FEMの感覚から一歩戻る必要があります。

ただし、一通りの計算は網羅しており、機能的には十分すぎるぐらいです。 サポートの回答も早いと思います。
インターフェースさえ改善してもらえれば、言うことなしです。次に使う際には改善されていることに期待しましょう。

崩壊と粒子法

今年も台風が複数上陸しています。

これまでは東日本ばかりに上陸し、土砂災害、水害、多々発生しています。ニュースでも多くの映像が流されています。

その中で目を引いたのが、小規模な土砂崩壊の動画。

1度崩れて土砂が堆積した箇所に、再度崩土が迫ってきていました。その勢いで1度目の崩土に乗り上げたあと、水のように飛び散って谷側に堆積していました。
以前、現場で撮影していた崩壊動画も、同じように対岸にぶつかり、駆け上がり、飛び散るように挙動していました。水分を多く含む土砂は流体のようだと、あらためて感じながら見ていました。

この様な流体の挙動を厳密に再現したい場合、可視化する場合には、粒子法でないとダメでしょう。LSFLOW などで堆積形状の再現はできますし、実務上はなにも問題ないのですが、ある程度の割り切りを用いていることは、なかなかお客様に伝わりません。

鉄道分野では、既に粒子法を用いた地盤の大変形対応ソフトを開発されています。活用の程度はわかりませんが、意欲的だと思います。今後、3次元の粒子法ソフトが安価になれば、土木分野でも活躍すると思います。

台風12号は明日上陸するようです。

土砂崩れは発生しても、災害にはならないことに期待しましょう。

微動探査による地盤調査

図書館で本を探していた際、以下の図書に目が留まりました。

日本建築学会「建築基礎構造設計のための地盤評価・Q&A」 2015年11月

建築の基準書関連で、このような本が出版されていたとは気づきませんでした。

中を見ると、なかなか面白い。
地盤調査や評価についてまとめられた図書なのですが、耐震に関する話題（定数設定や調査の解釈など）が当たり前のように含まれています。繰り返し三軸や PS 検層だけでなく、H/V での地盤評価やそれらに関する Q&A まで載っています。やはり建築は土木より進んでますね。以前、支持層コンターを微動探査結果から求められるのでは？などと記載しましたが、建築の世界では、そう珍しい話でもなかったようです。

https://phreeqc.blogspot.nl/2015/12/blog-post.html

「2.4 物理探査による地盤評価」では、微動探査による地盤評価の話題のみであり、やや偏った感はありますが、他の図書には見られない意欲を感じます。ただ、大阪層群のH/Vピークが1秒で、その上の沖積層が厚い箇所では0.1秒付近にピークが出てくるというのは理解できません。なぜでしょうか？
http://phreeqc.blogspot.jp/2015/10/blog-post_46.html

Q&Aには以下の様な内容が含まれています。これらも他の図書にはない個性的かつ意欲的な内容だと思います。
Q1-1 土質分類における閾値の根拠は？
Q1-12 PS検層を１００ｍしてもVs400m/sが出なかったら工学的基盤をどう設定するか？
Q1-13 微動アレーや表面波探査の精度は？
Q1-15  H/Vから工学的基盤の傾斜が分かるか？
Q3-4 地盤の非線形モデルでは H-D と R-O のどちらが良い？

「どこが答えなの？」と思うような日本人らしい曖昧な表現もあります。が、それだけ答えにくい内容にも踏み込んで記載しているということだと思います。
先行する建築分野、注視しておきましょう。