前田建設ファンタジー営業部

前田建設土質屋部隊

さっそくですが、JSOLさんの検討に関する感想を言わせていただければと・・・。

・・・静かで落ち着いた佇まいの中に、実は暑苦しいぐらいの熱量を秘めていらっしゃる・・・皆さん、そんな感じですね。

試写会で既に「Ｆ営業部」の映画をご覧になったんかもしらんね。笑いながらも、実は結構な熱量浴びるって仰られる方、多いようやから。

そんなやる気スイッチを押されてしまったかもしれない土質屋部隊こと、前田建設ＩＣＩ総合センターの石黒さんと久慈さんにここから登場願います！

で、石黒さんと久慈さんにお願いしたいのは、このサイトの内容が難しいので「映画もこないに難しいのかな？」思うて劇場に行かなくなるんちゃいますか？ちゅう懸念が出るらしんですわ、前田の社内からも・・・。

ですので、なるべくわかりやすい感じでお願いします。子供でも分かる感じで・・・。

石黒

（優しい笑顔とともに）わかりましたよ。やってみます・・・で、JSOLさんの検討で、「土の粒子の大きさによって伝播速度が変わる」って結論は、結構な発見ですよね？

JSOL山口さん

ありがとうございます。「土」の専門家の皆さんにそう言われるとありがたいです。

（小声で）・・・やっぱ難しいところからは逃れられんね、習性的に。

（小声で）・・・本能ですからね、条件反射です。レベルの高い技術者同士の。

それは第3回で掲載した「格納庫の床面が受ける反力（底面にかかる力） の検討」のことですよね。水色の線で示されたケース１より、各ケースの反力が前に行ったり、後ろにずれたりの・・・。

石黒

そうです。（山口さんの方を向き）このグラフに示されてる通りです。

これらのグラフは縦軸が反力ですよね。だから線が上に行くほど格納庫が受ける反力が大きいとなる・・・。

で、横軸が時間。ガラダＫ７の角が土（左上のグラフは水だけもあるわけですが）にぶつかり始めてからの経過時間、と。

コンマ何秒の世界ですからね！ロボットアニメっぽくて良いですよね！

でや、例えばケース２は、土粒子の直径を100ｍｍへと、ケース１の２倍にしたわけでっしゃろ？

JSOL山口さん

そうです。そこだけが違いです。

でも、黒い線のピークをみると、青い線のピークより低いってことは・・・？

黒い線＝ケース２の方が、格納庫の床面にかかる反力が小さいってこと・・・？

JSOL山口さん

そういうことです！ケース２の方が土粒子が角の力をより吸収してるんで、底面にかかる反力が小さくなるわけすね！

かつ黒い線の山のカタチがなだらかということは？

力を、より長い時間かけて受け止めている、というこっちゃな！

JSOL山口さん

そうです。皆さん理解していただけましたね。

そして黒い線のピークが青い線のピークより左に来ているということは、ちょっとだけ早く反力が伝わっている＝伝播していると・・・。

石黒

そうそう、そういうこと！伝播速度が変わってるわけね、土粒子の径によってね・・・（山口さんの方を向き）これ地盤工学会の論文レベルの解析ですよ。論文にまとめるべきです！

おおっ！そういう感じですか。

変なところに火が付き始めてるな（笑）。

ええこっちゃないの。あっちこっち火、ついて。

石黒

粒子同士の間に出来る隙間の比率を「間隙比」と言うんだけどね、この「間隙比」が大きければ、せん断剛性が低くなるのでクッションしやくなるという考えは、私も間違っていないと思うんです。

石黒

ただ、それは技術者としてのこれまでの経験から来る直観でしてね、 このような数値実験はあまり例がないと思います。山口さん、格納庫の中に詰めた土の間隙比は自重解析の結果から求まるはずです。このグラフにその「間隙比」の値をきちんと入れこめば、論文として成立すると思うんですよ。

アニメの中の構造物に注目したファンタジー営業部も結構な変化球と思っていましたが、アニメの中の構造物の『土の挙動』に興奮するんですね。

誰も打てんがな。変化しすぎてピッチャーんとこに戻っとるわこりゃ。（笑）。

JSOL山口さん

そこまで言ってもらえるなら、私たちも苦労した甲斐がありました。今回の検証は、JSOL社内の色々な人間が手を挙げ、かつ参加してくれたから成立した検証なんです。

やっぱ、アニメは皆さんの心に火を付けるんですねぇ。

アニメというか共感できる目標なのかもしれないね。Ｆ営業部の活動における皆さんの火の付き方をきちんと分析できたら、マネジメント手法の何かのヒントになるかもしれないね。

JSOL山口さん

ちなみにこれは「おまけ」になるんですが、実は角ブーメランが当たる「水」のCGアニメーションも、別途作ってあるので見てもらえますか。

JSOL山口さん

これはうちのCG好きのメンバーが作りました。今の若い方は映画やゲームで凄いCGに慣れてらっしゃるから、ショボく感じるかもしれませんが、計算結果に基づいているところがミソです。

誰かの直感で書いた絵とは違うっちゅうこってすな。

JSOL山口さん

はい、第二回で紹介した「ALE」の結果をCGアニメーション化したものです。映り込みや揺らめきも、実際相当のものになっています。

今はシミュレーション側でもこういう機能があるんですね。

JSOL山口さん

よくご覧いただくと若干、水がガラス状になるなど、計算領域が足りなくて違和感ある部分もありますが。、今回は物理現象にきちんと基づいたCGアニメーションになっているんですよ。

これ、「おまけ」なんて謙遜してはりますけど、実は皆さんの自信作ちゃいますの？

ですよねぇ・・・どう見てもサザンクロスナイフじゃなくてアイアンカッターです。

・・・それ、かえってわからないと思うよ。

全国のJSOLさんのいろいろな方が楽しんで取り組んで下さったのが伝わりますよ。ありがたい。

せっかくですから、皆さんのお名前、ここで発表されてはどうですか？

JSOL山口さん

そうですね、このCGの作者は、この入り口の階段の高さも、人間のパースから算出してサイズを計算し、表現するぐらいこだわったそうですから、その努力に免じて載せさせて下さい。

JSOL山口さん

実はＦ営業部の皆さんに提出した報告書の表紙ですけどね・・・。

立派なものを作っていただきましたよね。

JSOL山口さん

そこに『バーチャル実験2課数値解析班』ってありますっでしょ？それって御社のファンタジー営業部に倣ってちょっと遊んでみたんです。

いやぁ、そうなんですか（照れ）。『JSOLファンタジー営業部』より数段カッコいいや。

嬉しいねぇ、そういうとこまで遊びって、伝播するんよね。

JSOL山口さん

まぁ、最近は物理演算に基づいた表現のゲーム等も多くなっているので、そこまで目新しくはないかもしれませんけど・・・こういう遊び心から生まれる論文って面白いと思いますから、持ち帰って社内でも検討させていただきます（笑）。

さあて・・・

ここまでJSOLさんのパフォーマンス一色でしたから、前田の土質屋の皆さんにも暴れてもらいましょか、この辺から。

久慈

つまり、前田建設が考える、今回の山田さんの提案に最も適した「土」ないし「礫」を発表していくと、そういうことだよね。

そうです、存分にお願いします。

久慈

JSOLさんの検証結果では、土よりも粒子径が大きい「礫」を敷き詰めることが効果的という結論が得られたんでしたね。

どこまでこの「礫」を具体的に提案できる、そこにかかってますよ！

JSOL山口さん

私たちも「土」は通常扱うことが少ない分野ではないので、専門家の意見をぜひ聞きたいと思っていたところなんです。

山口さんからも軽くあおりが入ったところで・・・

石黒

・・・その前に、1点気になったところがあったんで聞いてもいいですか？

わかっとりますよね、石黒さん。タダでさえ難しいと評判のこの『土質屋山田』コンテンツですからね！

こういう感じは勘弁願いますよ

石黒

今回、粒子の運動をシミュレーションする際に「DEM」を使われていますが、粒子同士の相互作用は、いわゆる「バネ」と「ダッシュポット」でモデル化されているはず。その値をどうやって設定しているんですか？

・・・置いてっちゃうぞ読者の皆さんを・・・

（Ｄ職員の方を見て）・・・何とかせいよ！お前のせいやろう！

・・・私のせいですか？私もさっき止めましたよね？

久慈

ええとね「DEM」は土の粒子一つ一つを計算するっていうのは前にも言ったよね。「バネ」と「ダッシュポット」というのは、その土粒子同士の影響度合いを決める変数だよ。

石黒

道路やダムを建造する時、土を締固めるために振動ローラという巨大な建設機械を使います。その振動輪を支えるサスペンションも、実は「バネ」と「ダッシュポット」から構成されているんです。

ああ、わかりました・・・Ｄくん、建物の免振構造も「バネ」と「ダッシュポット」で構成されてるよ。正確には「ダッシュポット」でなく「ダンパー」だけどね。

バネとダンパー。頭文字Ｄですね・・・。

「バネ」だけだと入力を吸収してくれるけど、いつまでも揺れが収まらない。そこで「ダンパー」≒「ダッシュポット」を入れるんだ。

石黒

ということで「DEM」では、土粒子同士の相互作用を計算していくため、この「バネ」と「ダッシュポット」を、どうやって設定したのかなって疑問に思ったんだ。、これを決めるためには、それなりの面倒な実験が必要となるからね。

そうか・・・「土」のリバウンドを抑えるため、減衰係数0.9を与えた時とはつまり「ダッシュポット」にその数値を入れたと、そういう意味ですかね？

JSOL山口さん

そのとおりです。すべて同じ値を入れています。これで計算上は、DEMひとつひとつの運動に対しての減衰とDEM同士の接触に対しての減衰を考慮しています。

そりゃそうや、土の一粒一粒に違う数値を入れたら大変やで。

石黒

粒子は一律にそういう減衰を持っているという表現ですね。確かに、そういうやり方をすればリバウンドをせずにきっちり収まりますし、初期条件を作るための処理としては、全く問題ないですよ。

なんや。リバウンドて？

もう忘れたのか？第三回でやったでしょう。例の『ピョンピョン』現象・・・

あ、あれな・・・わかってるから。

わかってない・・・この目は絶対、わかってない。

このやり方でも、角ブーメランが刺さったときに、全体のうち何粒が外に飛び出るか数えられるほど、ちゃんと解析できるところがすごいですよ。

個別ではなく、関係性が一定に与えられてるっちゅうことやな。で、角ブーメランが刺さったら「さあ動いてごらん」って一斉に計算していき、その結果、飛び出る奴は飛び出てしまうと。

JSOL山口さん

・・・まあ・・・ざっくりいうとそんな感じです。

石黒

でも、それで納得しました。私がとある大学との共同研究で行っている「DEM」では、球体モデルをそれぞれ「バネ」と「ダッシュポット」でつなぐ手法で算出しています。大学ではたった５cm四方の箱に詰めた粒子の計算を、８時間くらいかけてやっているのですが、今回の格納庫の土は、比較にならない４mもの厚さです。さらにJSOLさんは、球では無く「ゴツゴツ」した形状でやっているから、どれだけの手間を掛け、それをどのように短時間でこなしたのか、その魔法を知りたかったんですよ。もしかして、並列計算使ってます？

JSOLさんの取り扱いソフト 「LS-DYNA」も優秀なはずですけど、その道具をどのように効率的に使うか、そのためにモデルはどうあるべきか、などの判断が大事なんですね。

で、どうだろう、そろそろ前田建設のオススメの「土」や「礫」を発表してもらっても良いのでは。

二人とも、いや山口さんも含め三人とも楽しそうやもんね。こっちはチンプンカンプンやのに。

格納庫の上の土は粒子径の大きな「礫」がいいというJSOLさんの結論でしたが、それについての前田から意見を補足してもらえませんか？

石黒

わかりました、それでは私からまずはこれを見てください。

石黒

この前の台風で堤防が決壊したときの写真です。堤防が決壊する時、なんとなく川に面した側から崩れると思いますよね。でもそれだけじゃなくて川の反対側からも壊れるんです。堤防を越流した河川の水が堤防の反対側を掘る・・・専門用語で洗掘（センクツ）・・・によって堤防は決壊します。

城壁を乗り越えた忍者が、門の内側から鍵を開けるようなものでしょうか。

そういう突っ込みにくい、どっちつかずな微妙な例えを出すなよ・・・。

石黒

なぜこの例えを出したかというと、我々の実際の土木の世界で角ブーメランに匹敵するものは何かと考えたとき、津波じゃないかと思ったんです。防潮堤はコンクリートでカチカチに固めています。それは津波が堤防を越えてバシャンと落ちた時に耐えるため。「粘着力」と言いますが、土が相互に一体化して固まっていないと、砂のような粒状体のままだと、津波の衝撃には勝てないんです。

洗堀・・・砂山に水を掛けた時に筋状に削れる、あれですね！

石黒

越流した津波に耐える方法としては、「RRR工法」という、鉄道の基準にもなっている工法があります。土の中に「ジオテキスタイル」という引っぱりに耐えられるシート材を敷き込むんです。

大丈夫でっか？また読者の皆さんを置いてってませんか？映画、見に行こうと思ってる方の足、引っ張ってませんか？

映画はこうじゃないですから。土木もマジンガーも知らない方でも、あっという間の115分ですからぁ！

石黒

（全く気にせず）なぜかというと、この「ジオテキスタイル」を敷くことで、土が引っぱりに対して抵抗できるようになり、安定性が増すんです。

安定性ですか？

石黒

津波による巨大な外力に対して、堤防だけで対抗しようとするのでなく、土中に引っぱり材を配置して、土と一緒に共闘しようとする思想の構造物なのです。

コンクリの中に鉄筋が入ると強くなるのはイメージでわかりますが、土の中に「ジオテキスタイル≒布」を入れただけでも、強度がぐんと増すんですね。

いや、さすがにただの「布」では無いと思うけどな。

久慈

JSOLさんの検証を拝見すると、「礫」を入れただけでもOKだけど、角ブーメランが壁面のギリギリ近くまで来て止まっているように見えます。ですから、さらに「ジオテキスタイル」を「礫」の中に敷き込んでやれば、かなり安心できるのではないかと。

敷き込む・・・ねぇ・・・なんかイメージしやすい例えがありませんか？お菓子に例えるとか？

のり弁の、2段に敷かれてる高い奴なんかが、そんな感じかなあ。

石黒

実例はあるんですよ。例えば戦争の時の塹壕です。これは兵士を守るだけでなく、飛来してくる砲弾の威力を吸収させる構造物ですが、使われているのは「土嚢」ですよね。「土嚢」は「ジオテキスタイル」の最も基本的な使い方になります。普通は敷くだけですが、それを「くるむ」と強烈に強くなる。むかしの人は、それがわかっていたんですね、きっと。防衛大学に知り合いがいますから、聞いてみましょうか？（真面目な顔で）

先人の知恵というか、過去に学ぶことって多いですよね。

JSOL山口さん

なるほど、「礫」を「くるむ」と、さらに強くなるということですね。

石黒

私が関わった「ジオテキスタイル」施工例の1つに能登空港があります。山岳地帯に80mもの高盛土を造成した能登空港では、水を大量に含んだ土を盛土材に使っていたため、主に水抜きの目的で「ジオテキスタイル」を敷き込んでいましたが、完成直後に能登半島地震がおきました。心配だったので地震の翌日に私、見にいきましたが、なんともなかったんです。震度6強でも斜面の頭が1mmしか動いていませんでした。ものすごく強いってことなんですね。

超合金Ｚ並みの強さですね！

だから、読者に誤解を与える比喩は止め！この場合の強さは安定性やで。

石黒

・・・ですから、そういった「ジオテキスタイル」を「礫」の中に噛ませれば、ものすごく強くなるので、それを取り入れた方がいいと思います。

「くるむ」と強いのかはわかったけど、「くるむ」場合の「DEM」の計算ってどうやるんでだろうな。

・・・あ！ JSOLさんの専門分野、エアバッグの中に「土」を詰めて計算してみるのはどうでしょうか。

なんやそれ。エアバッグの空気の代わりに「土」をぶち込んで計算・・・なんて出来ませんよね？

JSOL山口さん

いやぁ、エアバック関連のモデルはあるので計算可能ですよ。ただ、個人的に計算するとしたら、 多分「ALE」でやるしかないんじゃないかなと思います。もちろん、検証方法や入れる物質などを十分考え、最適な手法を選びながら行う必要があると思いますが。

お、その反応、もしかして検証してもらえるんですか？

JSOL山口さん

・・・時間や計算コストを度外視したら、多分できると思いますけど（笑）。

困られてるやないかい！無理言うなよ！

いや、ここまで来たらJSOLさんに地盤工学賞、とっていただこうと思いまして。

ちなみに前回の「アッガイドーム」（ガンダム編）の時と今回で、どちらが大変でしたか？

JSOL山口さん

こっちが圧倒的に大変でした（笑）。計算コストもですが、ストーリーを尊重しつつ、なるべく破綻ないご提案を考えるところが難しかったですね。前回は純粋にアニメーションを再現するというだけでしたが、今回は考えるところから始めたので、苦労しましたね。

モデルの考え方から苦労されたわけやね。

石黒

ということで、前田の結論を出したいと思います。厚さ4mの「礫」の中に、30cmピッチぐらいで「ジオテキスタイル」を敷く、もしくは「くるむ」。これで強度が上がると思います。そしてさらにもう１つ。「礫」同士の間の粘性を上げれば、さらに強くなるのではないかとも思っています。

安定性を増すための補強ですね。

久慈

それと現状では「礫」と「礫」の間は空気になっていますが、粘性の高い流体、例えば水飴のような物を入れれば、完璧ですね！

JSOL山口さん

水飴・・・確かに、強くなりそうです。しかし・・・これも検証する必要ありますかね？・・・計算コストを考えると、気が遠くなりそうです（笑）。

まぁ、計算は別にして、水飴と「礫」からなった「土」を土嚢のような物でくるんで積み重ねれば、より強固なプールになるっちゅうわけや。

ようやく結論にたどり着いたね。今回はなかなか難しい話も多かったし、これでホッと一息かな。

これ以上、読者を置いていかないで済むと思うと、少し僕もホッとします。

JSOL山口さん

・・・いえ、まだです。実は続きがありまして・・・。

え？ どうしたんですか山口さん。またシリアスな弓教授モードですか・・・？

JSOL山口さん

我々、実は次なる新たな検証のために、オリジナルの機械獣」までモデル化してあるんです！

オリジナル・・・ダイナミックさんをも恐れぬ、その行動！

最後に爆弾発言だねぇ。今度は何を解析？

ふふふ・・・誰もが夢見たあの疑問ですっ！・・・次回より、皆さんにもより分かりやすいと思われる「衝撃！ ロケットパンチ編」が始まります。一体、超合金Ｚとはどんな金属なのか・・・どうぞお楽しみにっ。