「等価摩擦係数μ」

 とうかまさつけいすう ミュー。

 こんにちは。
 斜面防災設計の上岡地盤防災です。
 いきなり変な呪文で失礼いたしました(笑)
 落石対策設計に絡んで、落石エネルギーを求めるのですが、その際に重要となるパラメータにμ(ミュー)というものがあります。
 それが、設定するの、意外に難しいって話です。

 土砂災害の形態の崖崩れの中に区分される落石ですが、この落石に対する対策工を検討するに際して不可欠となるのが落石エネルギーの算出です。
 落石防護工を設計する際には必ず必要ですが、落石予防工を設計する前段に普通は落石防護工との比較検討がありますので、いずれにしても落石エネルギー算出は業務上、必須なのです。

 この落石エネルギーを算出する際に必要なのが等価摩擦係数μになります。
 係数なので、最大と最小を入力して比較しても算出エネルギーは大差ないのですが。。。。。

 ちなみに、「落石エネルギーを算出するに必要なパラメータ」は次のとおり。
 ・落石の重量(体積×単位重量)
 ・落石の落下高さ(max40m=便覧明示) 
 ・落石の落下角度
 ・斜面の等価摩擦係数


 ここに、落石の単位体積重量::26kN/m3(便覧一般値)

 例えば100kJしか耐えられない対策工を計画していて、算出落石エネルギーが95kJとかだとしたら。。。。。
 恐らく、μを変化させると落石エネルギーが100kJを超えてしまってOUTになる恐れがあります。
 そう、境界値付近においては採用値の妥当性がシビアに問われます。
  
 その等価摩擦係数ですが。。。。
 与える数値は「0.05~0.35」です。
 落石対策便覧の表に書かれています。

 μ⇒・地表土質、落石形状:地表凹凸、立ち木
    
 
0.05⇒・硬岩、丸状:凹凸小、立木なし  
0.15⇒・軟岩、角状~丸状:凹凸中~大、立木なし
0.25⇒・土砂・崖錘、丸状~角状:凹凸小~中、立木なし
0.35⇒・崖錘・巨礫混り崖錘、角状:凹凸大~中、立木なし~あり 0.35


 わかります?(笑)
 これ、難しいんです選ぶの。
 この説明のニュアンスの微妙なこと。
 いつも迷います。
 体感としては0.25か0.35が多いかなぁ。
 そう思います。
 経験した現場によるけど。

 普通の植生土壌(土砂層)があって、植林(杉・檜)があってという斜面ならば「0.35」で問題無いと思います。自然斜面はだいたい0.35でしょうね。
 これは比較的簡単な条件。

 一方、岩盤法面(凹凸小さい)で植生が草くらいしかなく、そこへ球状(角が少ない)の落石がくる場合は「0.05」でよいと思います。
 岩盤の上にモルタル吹付とかしている法面もそうでしょう。
 この両極端な条件は等価摩擦係数μを与えやすい。
 
 で、す、が。
 その中間ですよ!
 「0.15」、「0.25」どうすんの?!
 軟岩か土砂か、凹凸中~大か、小から中か。
 その違い。
 法枠法面を落石が落ちてくる場合とかどうする?
 
 そもそも、立ち木は、0.05~0.35で、すべてナシ!
 唯一、0.35で立ち木アリ~ナシと表現される。
 つまり立ち木あったら0.35でいいんか??
 岩盤露頭斜面でも樹木は生えているよ?
 その辺が、悩ましすぎる。
 なので、立ち木がある場合は、0.35寄りになるよね。
 魔法の言葉「総合的に判断する」である(笑)
 でも、まずは「立ち木」に着目だろうね。

 その次に地表面が「岩盤か土砂」に着目。
 土砂だったら0.25か0.35しかない。
 岩盤だったら0.05か0.15。

 つまりは「立ち木の有無」⇒「地表面の状況」でほぼ雌雄は決する。
 それでも悩む場合、石の形状と斜面の凹凸を加味する。
 結局、全部加味するんかい!!(笑)

 まっ。。。。
 0.35で落ち着く斜面であることを祈ろう(笑)
 だいたいね、立ち木ない斜面って、少ないから。
 立ち木無いのは法面が多いので、そうなると凹凸は少な目。
 法枠とかしていると凹凸チョイあるけどね。
 表層土砂で法枠法面だと0.35は少なくなって0.25寄りになるかな。
 そんなとこ。

 あとひとつ!
 言い忘れた!
 落石エネルギーを算出する際、高さはMAX40mで規制するのだけれど。
 この時の落下範囲内で斜面形状(形態)が変わる場合です。
 勾配は平均勾配でいいとして、等価摩擦係数μですよ。
 どうする?

 私は、状況が異なる斜面毎に0.05から0.35を与え、その後、斜面のウェイトで0.15か0.25にスライドするようにしています。
 端数は与えません。
 中間の、「0.15」か「0.25」か。割合として近い数値を与えます。
 つまり、0.05のモルタル吹付法面の上に0.35の自然斜面が半々であったとしたら、その割合を踏まえて中間の0.15か0.25のいずれかを与えます。  

 なんとなく決められているように見えますが。。。。。(笑)
 感覚での設定の中にも根拠あり!  
 なのですよ。

 そんな評価も落石対策設計の難しさでもあるんですよねぇ。。。
 落石対策には経験でしか補えない難しいヤツがたくさん潜んでいます。
 ま、土砂災害対策全般にわたって、なのですがね。

 くわばらくわばら。