安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラム
【課題】複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物の安定状態を簡易かつ高精度に評価することのできる安定状態評価装置、方法及びプログラムを得る。
【解決手段】複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４により取得し、ＰＣ１２により、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値及び当該加速度応答情報により示される加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の少なくとも一方を導出し、導出した最大加速度振幅値及び平均振動数の少なくとも一方と所定閾値との比較を行い、比較結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定し、判定結果をディスプレイにより表示する。
【解決手段】複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４により取得し、ＰＣ１２により、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値及び当該加速度応答情報により示される加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の少なくとも一方を導出し、導出した最大加速度振幅値及び平均振動数の少なくとも一方と所定閾値との比較を行い、比較結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定し、判定結果をディスプレイにより表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムに係り、より詳しくは、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における各構造物の安定状態を評価する安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現存するコンクリート・ブロック積み擁壁には、老朽化したものが多く見られる。また、城壁の石垣の多くは建設後数百年が経過し、石の抜け落ちや、はらみ出しといった不具合を生じているものが多く、補修工事が数多く実施されている。
【０００３】
従って、このようなコンクリート・ブロック積み擁壁、城壁等といった、コンクリート・ブロックやモルタル・ブロック、石材等の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該構造物の安定状態を評価することは重要であり、従来、当該構造物の安定状態を評価するための技術として以下に示すものがあった。
【０００４】
まず、特許文献１には、増水時における基礎の健全性を簡便に評価できるブロック状構造物の健全度評価方法を提供することを目的として、ブロック状構造物の上端付近の２箇所に設置したセンサを用いて、前記ブロック状構造物の挙動データを取得する工程と、前記挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分の軌跡を図示する工程と、前記軌跡の形状から、前記ブロック状構造物の基礎の健全度を評価する工程とを有する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ブロック状構造物の転倒に対する健全度を評価する場合に、短い一定時間の常時微動を測定するだけで、当該構造物の転倒に対する健全度を評価するのに必要な値を求める装置を提供することを目的として、対象とする構造物の上端面に転倒に対する健全度を評価したい方向に測線をとり、その測線の両端２箇所に水平方向と鉛直方向の常時微動を計測するセンサを置き、短い一定時間の常時微動を測定し、測定した常時微動を利用して、ブロック状構造物の転倒に対する健全度を評価するＲ値など、その構造物の転倒に対する健全度を評価する値を求める装置であって、振動を検出するセンサと、検出した振動データをＡ／Ｄ変換して記録するＡ／Ｄ変換・記録部と、Ａ／Ｄ変換した振動データから、その構造物の転倒に対する健全度を評価する処理部と、求めた健全度を出力する出力部とを有する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、ブロック状構造物の転倒に対する健全度を評価する方法を提供することを目的として、ブロック状構造物上で常時微動を測定し、測定した常時微動の波形の水平方向成分と垂直方向成分により、全体の振動のなかに占めるロッキング振動の寄与率を求め、求めたロッキング振動の寄与率を用いて、任意の位置におけるロッキング振動の程度を求め、求めたロッキング振動の程度が１を越えたことをもって、該ブロック状構造物が転倒に対して不安定な状態にあると評価する技術が開示されている。
【０００７】
更に、特許文献４には、橋脚等のブロック状構造物の振動波形について、水平方向と垂直方向の振動波形の相関を示す数値を求めることにより、該構造物の健全度を診断することを目的として、健全度を診断しようとする構造物の端部の常時微動を測定することにより、同じ時間の水平方向成分と垂直方向成分の振動波形を得て、該振動波形について、相関係数等の相関を示す数値を求めることにより、該構造物の基礎との結合状況を知ることができ、これにより構造物の健全度を診断することができる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２８３３６１号公報
【特許文献２】特開平９−１５１０６号公報
【特許文献３】特開平８−５５２２号公報
【特許文献４】特開平６−３１３７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１〜特許文献４の各特許文献に開示されている技術では、その対象とする構造物が橋梁の橋脚等といった単一のブロック状構造物とされているため、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該構造物を評価の対象とすることはできない、という問題点があった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することのできる安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここで、本発明の原理を説明する。
【００１１】
本発明の発明者らは、まず、図１４に示されるモルタル・ブロックを用いたモデルを作製して、コンクリート・ブロックや石材が、拘束度が高い状態（安定性が高い状態）で積み重ねられている状態を再現した実験（以下、「実験Ａ」という。）を行った。
【００１２】
具体的には、同図に示されるように、各々が直接接触した状態でモルタル・ブロックを３段に積み重ね、下から２段目のモルタル・ブロックに鉄球を打撃させ、その際のブロックの振動波形（加速度波形）を加速度計により計測した。このとき、鉄球は、鉛直方向から３０°の角度まで振り上げて自由落下させることで、各計測での打撃力が極力均一となるようにした。また、加速度の計測は、モルタル・ブロックの表面に作業員の手で加速度計を接触させた状態（接着剤による接着は実施していない状態）で実施した。
【００１３】
以上の条件で、３回の計測を行うことによって得られた加速度波形、及び当該加速度波形をフーリエ変換することにより得られた１秒当たりの振動数（以下、単に「振動数」という。）のスペクトルを図１５に示す。ここで、同図では、加速度の最大値と平均振動数の値も示した。なお、上記平均振動数は、一例として同図右端のグラフで示されるように、加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数（加速度スペクトルの面積を均等に２分割する振動数）であるものとした。また、ここでは、同図に示されるように、１０００Ｈｚ付近の振動数において加速度が収束しているため、上記積算値を２分割する加速度スペクトル（上記面積を２分割する加速度スペクトル）の適用範囲を、振動数が０Ｈｚから１０００Ｈｚまでの範囲としている。
【００１４】
振動数のスペクトルは、約１００Ｈｚと約６００Ｈｚの２つの位置にピークが見られ、１回は約１００Ｈｚで最大値を示し、残りの２回は約６００Ｈｚで最大値を示した。
【００１５】
加速度が最大値を示す振動数を代表値として取り扱うと、計測毎に約１００Ｈｚ又は約６００Ｈｚとなり、値が大きく異なってしまう可能性がある。よって、振動数が１０００Ｈｚ以下の領域で上述したように平均振動数を定義し、これを振動数の代表値として取り扱うこととした。３回の計測波形及び平均振動数は、よく一致しており、計測の再現性が高いことが判明した。
【００１６】
次に、加速度計を接着材によりモルタル・ブロックに接着し、同様の計測を行った結果を図１６に示す。この場合も、３回の計測波形及び平均振動数は、よく一致しており、計測の再現性が高いことが判明した。また、図１５と図１６の計測結果を比較すると、よく類似していることが判明した。
【００１７】
次に、本発明の発明者らは、図１７に示されるモルタル・ブロックを用いたモデルを作製して、コンクリート・ブロックや石材が、はらみ出す等して、拘束度が低い状態（安定性が低い状態）で積み重ねられている状態を再現した実験（以下、「実験Ｂ」という。）を行った。
【００１８】
具体的には、同図に示されるように、各ブロック間に、梱包材として市販されている、空気を閉じ込めたエアシート（気泡緩衝材：粒径１０ｍｍ，高さ４ｍｍ）を介在（挿入）させた状態でモルタル・ブロックを３段に積み重ね、下から２段目のモルタル・ブロックに鉄球を打撃させ、その際のブロックの振動波形（加速度波形）を加速度計により計測した。このとき、鉄球は、鉛直方向から３０°の角度まで振り上げて自由落下させることで、各計測での打撃力が極力均一となるようにし、加速度の計測を、モルタル・ブロックの表面に作業員の手で加速度計を接触させた第１の状態（接着剤による接着は実施していない状態）と、モルタル・ブロックの表面に加速度計を接着させた第２の状態の２種類の状態で実施した。
【００１９】
上記第１の状態を適用して３回の計測を行うことによって得られた加速度波形、及び当該加速度波形をフーリエ変換することにより得られた振動数のスペクトルを図１８に示す。また、上記第２の状態を適用して、３回の計測を行うことによって得られた加速度波形、及び当該加速度波形をフーリエ変換することにより得られた振動数のスペクトルを図１９に示す。なお、図１８、図１９ともに、加速度の最大値と平均振動数の値も示した。
【００２０】
この結果、図１８及び図１９ともに再現性が高く、両者のデータは、よく類似しており、計測の再現性が高いことが判明した。
【００２１】
以上の実験Ａ及び実験Ｂの各計測の結果、図１５に示される計測結果と図１６に示される計測結果がよく類似していること、図１８に示される計測結果と図１９に示される計測結果がよく類似していることから、加速度計は必ずしもブロックに接着する必要はなく、接着させずに接触させた状態で計測可能であることが判明した。
【００２２】
また、実験Ａの結果と実験Ｂの結果は大きく異なっており、次の２つの特徴があることが判明した。
（１）ブロックの拘束度が高い実験Ａは、拘束度が低い実験Ｂに比較して、加速度波形の最大振幅値（以下、「最大加速度振幅値」という。）が小さい。（実験Ａでは３〜４ｍ／ｓ２程度であるのに対し、実験Ｂでは４〜６ｍ／ｓ２程度。）
（２）ブロックの拘束度が高い実験Ａは、拘束度が低い実験Ｂに比較して、平均振動数が大きい。（実験Ａでは４００Ｈｚ〜６００Ｈｚ程度であるのに対し、実験Ｂでは２００〜３００Ｈｚ程度。）
以上の実験結果を踏まえ、次に、本発明の発明者らは、図２０に模式的に示される試験モデルを作製した。
【００２３】
同図に示されるように、この試験モデルは、３５個のモルタル・ブロックを５段積み上げて石垣を模擬したものであり、最下段はコンクリート・スラブに石膏にて固定した。また、ブロックＮｏ．１〜６の６個のブロックの下部にはエアシートを挿入し、石垣の拘束度が低い条件を再現した。これらの拘束度が低いブロックの安定状態が、上述した最大加速度振幅値及び平均振動数によって判定可能か否かを確認することが本試験の目的である。なお、モルタル・ブロックは、エアシートが下部に挿入されたものを除いて、幅１５ｃｍ、高さ１２．５ｃｍ、奥行き３０ｃｍ、質量１２．９ｋｇのものを使用し、エアシートが下部に挿入されたものについては、高さ１１．５ｃｍのものを使用した。また、エアシートは、市販の梱包材（ビニール製のシートに空気を閉じ込めたもの）を高さ１ｃｍとなるように使用した。
【００２４】
試験は、モデル境界部（最下段、最上段、側部）を除いたブロックＮｏ．１〜１２の１２個のモルタル・ブロックを各々インパルス・ハンマーで打撃し、そのときの加速度応答を計測することにより実施した。なお、同図におけるブロックＮｏ．１〜１２の各ブロックのブロックＮｏ．の下に記した数値は、上記インパルス・ハンマーにより付与された打撃力（単位：Ｎ（ニュートン））である。
【００２５】
次に、本発明の発明者らは、図２１に模式的に示されるように、上記エアシートを、砂（ここでは、豊浦標準砂）を詰めたビニール袋（以下、「砂袋」という。）に置き換え、その上部の６個のブロック（ブロックＮｏ．１３〜１８）に対して同様の試験を実施した。ここで、砂袋を挿入したのは、エアシートに比較して拘束度が高く、ブロック同士が接触している場合に比較して拘束度が低い条件でのデータを取得することが目的である。なお、同図におけるブロックＮｏ．１３〜１８の各ブロックのブロックＮｏ．の下に記した数値も、図２０と同様に、インパルス・ハンマーにより付与された打撃力（単位：Ｎ（ニュートン））である。
【００２６】
図２２には、以上の２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と最大加速度振幅値の関係を示すグラフが示されている。なお、同図では、ブロックの下部にエアシートが設けられており、拘束度が低いもの（ブロックＮｏ．１〜６：●）、ブロックの下部に介在物がなく拘束度が高いもの（ブロックＮｏ．７〜１２：▲）、及びブロックの下部に砂袋が設けられており、拘束度が中程度のもの（ブロックＮｏ．１３〜１８：■）の各拘束度別に異なるマークで示した。
【００２７】
同図に示されるように、拘束度が低いブロックＮｏ．１〜６の各ブロックの最大加速度振幅値は５．８〜７．７ｍ／ｓ２、拘束度が高いブロックＮｏ．７〜１２の各ブロックの最大加速度振幅値は０．９〜３．８ｍ／ｓ２で大きく異なっており、両者の違いが明瞭に確認できる。よって、最大加速度振幅値により拘束度が低いブロックを特定でき、相対的に、これらのブロックの安定状態が悪い、と判断することができる。
【００２８】
一方、図２３には、上記２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と平均振動数の関係を示すグラフが示されている。なお、ここでは、上記平均振動数を、一例として図１５に示されるように、加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数（加速度スペクトルの面積を均等に２分割する振動数）、と定義した。また、ここでは、同図に示されるように、１０００Ｈｚ付近の振動数において加速度が収束しているため、上記積算値を２分割する加速度スペクトル（上記面積を２分割する加速度スペクトル）の適用範囲を、振動数が０Ｈｚから１０００Ｈｚまでの範囲としている。
【００２９】
同図に示されるように、拘束度が低いブロックＮｏ．１〜６のブロックは、打撃力が大きいほど平均振動数が大きくなる傾向が見られるものの、他のブロックについては、このような傾向は見られない。
【００３０】
拘束度が低いブロックＮｏ．１〜６の各ブロックの平均振動数は９８〜１５９Ｈｚ、拘束度が高いブロックＮｏ．７〜１２の各ブロックの平均振動数は２０２〜２６７Ｈｚで大きく異なっており、両者の違いが明瞭に確認できる。よって、平均振動数により拘束度が低いブロックを特定でき、相対的に、これらのブロックの安定状態が悪い、と判断することができる。
【００３１】
一方、図２４には、図２２及び図２３に示した最大加速度振幅値及び平均振動数を正規化し、合算したものを縦軸にプロットしたグラフが示されている。なお、ここでは、上記正規化として、最大加速度振幅値については最大値が１となり、最小値が０となる正規化を適用し、平均振動数については最大値が０となり、最小値が１となる正規化を適用している。例えば、最大加速度振幅値の最大値が８ｍ／ｓ２で、最小値が１ｍ／ｓ２であり、５ｍ／ｓ２を正規化する場合、（５−１）／（８−１）≒０．５７となる。また、例えば、平均振動数の最大値が３００Ｈｚで、最小値が１００Ｈｚであり、２００Ｈｚを正規化する場合、（３００−２００）／（３００−１００）＝０．５０となる。
【００３２】
図２４において、縦軸の値が大きいほど（２に近づくほど）、拘束度が低く、安定状態が悪いものと判断できる。拘束度が中程度の砂袋が介在されているブロックについては、打撃力が大きいほど、正規化した最大加速度振幅値及び平均振動数の合算値が大きくなる傾向が見られるものの、他のブロックでは、このような傾向は見られない。
【００３３】
同図における縦軸の値は、拘束度が低いブロックについては１．３７〜１．９６、拘束度が中程度のブロックについては０．８５〜１．４２、拘束度が高いブロックについては０．２１〜０．７８と値が異なっており、３種類の拘束度の違いが確認できる。このため、エアシートを介在させたものが最も安定状態が悪く、砂袋を介在させたものの安定状態は中程度であり、何も介在させなかったものが最も安定状態が良いものと判断できる。
【００３４】
ところで、以上の試験では、ある力Ｆでモルタル・ブロックを打撃した際の加速度振幅ａを利用して評価を行っている。モルタル・ブロックを打撃する力Ｆと加速度振幅ａとの関係を厳密に定式化することは困難であるが、ここでは両者には次の（１）式で示す関係があるものと仮定している。
【００３５】
Ｆ＝ｍ×ａ＋α
＝Ｍ×ａ （１）
ここで、Ｆはモルタル・ブロックを打撃する力を、ｍはモルタル・ブロックの質量を、ａはモルタル・ブロックの加速度振幅を、αは打撃したモルタル・ブロックが、周辺のブロックから受ける力の合力を、Ｍは見かけのモルタル・ブロックの質量を、各々表す。なお、上記合力αは、拘束条件により値が異なり、今回の試験では、エアシートを挟んだ場合に値が小さく、エアシートがない場合に値が大きい。また、上記見かけのモルタル・ブロックの質量Ｍは、モルタル・ブロックから受ける合力αの影響を考慮し、モルタル・ブロックの質量ｍを補正した質量である。
【００３６】
すなわち、図２５に示すように、エアシートが介在して上下のブロックからの拘束度が小さいブロックを打撃した場合には、当然上下のブロックから受ける力は小さい。これに対して、エアシートを介在しない場合には上下のブロックから受ける力は大きい。よって、合力αの値は、エアシートを介在した条件に比較して介在しない条件の方が大きくなり、その結果、（１）式の見かけの質量Ｍは大きくなる。すなわち、エアシートを介在した条件では、打撃したブロック単体が振動するのに対して、介在しない条件では周辺のブロックも一緒に振動する。このため、エアシートを介在したブロックと介在しないブロックを同じ力で打撃すると、見かけの質量Ｍが小さい、エアシートを介在した条件の方が、介在しない条件に比較して加速度振幅αの値が大きくなる。
【００３７】
図２２に示したように、エアシートを介在したブロックの最大加速度振幅値は５．８〜７．７ｍ／ｓ２、エアシートを介在しないブロックの最大加速度振幅値は０．９〜３．８ｍ／ｓ２で、拘束条件が異なる両者で値が大きく異なっている。これは、拘束条件の違いにより、両者で見かけの質量Ｍの値が大きく異なることが原因と考えられる。
【００３８】
上記（１）式によると、拘束条件が一定、すなわち、合力αが一定で打撃力が大きくなると、最大加速度振幅値ａの値は大きくなる。しかしながら、図２２では、エアシートを介在した条件とエアシートを介在しない条件のそれぞれの条件で、最大加速度振幅値が大きくばらついており、打撃力が大きくなると最大加速度振幅値も大きくなるという明瞭な相関関係は見られなかった。これらの条件で、拘束条件は厳密には一定ではなく異なっており、また、打撃力も異なっている。打撃力と最大加速度振幅値に明瞭な相関関係が見られなかったのは、最大加速度振幅値は、打撃力よりも拘束条件によって決まる見かけの質量Ｍの影響を強く受けるためと考えられる。
【００３９】
また、図２３に示したように、最大加速度振幅値と同様に、平均振動数も拘束条件によって大きく異なる傾向を示している。平均振動数も加速度振幅と同様に、（１）式のように拘束条件の影響をうけて変化するものと考えられ、打撃力よりも拘束条件に大きく依存するものと考えられる。
【００４０】
モルタル・ブロック積み擁壁やコンクリート・ブロック積み擁壁は、ほぼ均一な寸法のブロックを積み上げることにより構築されている。一方、石垣は、一般に石材の寸法がばらついており、そのばらつきはモルタル・ブロック積み擁壁やコンクリート・ブロック積み擁壁よりも大きい。よって、石垣に適用する場合には、（１）式におけるブロックの質量ｍの違いが見かけの質量Ｍに影響を及ぼし、評価結果に悪影響を及ぼすことが考えられる。これを確認する目的で、図２６に示すように、寸法（質量）が１倍及び２倍のモルタル・ブロックをほぼ同一の力で打撃した際の最大加速度振幅値や平均振動数を計測した。この計測結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
寸法（質量）が２倍異なった場合の最大加速度振幅値の差は１０％程度、平均振動数はやや大きく３０％程度であった。このことから、見かけの質量Ｍは、ｍが２倍変化しても１０〜３０％程度しか変化しないことがわかる。図２２や図２３に示したように、拘束条件の違いによって、エアシートを介在した条件とエアシートを介在しない条件の最大加速度振幅値や平均振動数の値は非常に大きく異なっている。先に、打撃力に比較して拘束条件の方が計測結果に及ぼす影響が大きいことを述べたが、質量ｍについても同様の傾向があるものと考えられる。
【００４２】
石垣を構成する石材ブロックの寸法差を２倍程度（経験上、この程度の値であると考える。）と考えると、石垣を構成する石の寸法が異なることにより、評価精度は若干低下するものの、実用上は問題ない範囲であると考えられる。
【００４３】
以上の原理に基づき、請求項１記載の安定状態評価装置は、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出手段と、前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を示す情報を表示する表示手段と、を備えている。
【００４４】
請求項１記載の安定状態評価装置によれば、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報が取得手段により取得される。
【００４５】
ここで、本発明では、導出手段により、前記取得手段によって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方が行われ、判定手段により、前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較が行われ、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態が判定される。
【００４６】
そして、本発明では、前記判定手段による判定結果を示す情報が表示手段によって表示される。なお、上記表示手段による表示には、液晶ディスプレイ装置、プラズマ・ディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置、ＣＲＴディスプレイ装置等の各種ディスプレイ装置による可視表示の他、プリンタ装置等の画像形成装置による永久可視表示、音声合成装置等の音声出力装置による可聴表示が含まれる。
【００４７】
すなわち、本発明では、前述した原理に基づき、最大加速度振幅値及び平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較結果に基づいて評価対象構造物の安定状態を判定しており、これによって、簡易かつ高精度に構造物の安定状態を評価できるようにしている。
【００４８】
このように、請求項１記載の安定状態評価装置によれば、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示手段により表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【００４９】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記構造物、又は当該構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた前記閾値を予め記憶した記憶手段を更に備え、前記判定手段が、前記閾値を前記記憶手段から読み出して前記比較を行うものとしてもよい。
【００５０】
ここで、本発明における試験モデルは、複数の前記構造物を積み重ねることによって構成してもよいし、前記構造物を１つのみ用いて構成してもよい。なお、図２７には、構造物を１つのみ用いて構成した試験モデルの一例が示されている。
【００５１】
なお、上記記憶手段には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（Flash EEPROM）等の半導体記憶素子、スマート・メディア（SmartMedia（登録商標））、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の可搬記録媒体やハードディスク等の固定記録媒体、或いはネットワークに接続されたサーバ・コンピュータ等に設けられた外部記憶装置が含まれる。
【００５２】
特に、請求項２に記載の発明は、請求項３に記載の発明のように、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項４に記載の発明のように、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしてもよい。これにより、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５４】
ところで、一例として図２２に示したように、前記最大加速度振幅値が大きいほど、各構造物の拘束度は低く、一例として図２３に示したように、前記平均振動数が小さいほど、各構造物の拘束度は低くなる。
【００５５】
そこで、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記判定手段が、前記最大加速度振幅値と前記閾値との比較を行う場合、当該最大加速度振幅値が当該閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記平均振動数と前記閾値との比較を行う場合、当該平均振動数が当該閾値以下である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定するものとしてもよい。これにより、より簡易かつ高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５６】
ところで、一例として図２４に示したように、上記最大加速度振幅値及び上記平均振動数の各々の正規化された値の合算値が大きいほど、各構造物の拘束度は低くなる。
【００５７】
そこで、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記判定手段が、前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の双方と前記閾値との比較を行う場合、前記最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、前記平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた第１閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記合算値が前記第１閾値より小さな値である第２閾値以下である場合に前記評価対象構造物が安定しているものと判定するものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５８】
また、本発明は、請求項７に記載の発明のように、前記導出手段によって前記最大加速度振幅値が導出される場合は当該最大加速度振幅値の取り得る最大値を予め記憶し、前記導出手段によって前記平均振動数が導出される場合は当該平均振動数の取り得る最小値を予め記憶した第２記憶手段と、前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方を、前記第２記憶手段により記憶されている対応する前記最大値又は前記最小値で除算して得られた値に換算する換算手段を更に備え、前記判定手段は、前記換算手段によって換算されて得られた値が１に近づくほど悪化しているものと前記評価対象構造物の安定状態を判定するものとしてもよい。これにより、前記複数の構造物の安定状態を定量的に評価することができる。
【００５９】
また、本発明は、前記構造物が、コンクリート・ブロック、又はモルタル・ブロック、又は石材であるものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００６０】
また、本発明は、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとされてもよい。これにより、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００６１】
また、前述したように、本発明は、請求項８に記載の発明のように、前記平均振動数が、前記加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数であるものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００６２】
更に、前述したように、本発明は、請求項９に記載の発明のように、前記取得手段が、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得するものとしてもよい。これにより、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【００６３】
一方、上記目的を達成するために、請求項１０記載の安定状態評価方法は、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示手段により表示するものである。
【００６４】
従って、請求項１０記載の安定状態評価方法によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【００６５】
一方、上記目的を達成するために、請求項１１記載の安定状態評価プログラムは、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップによって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出ステップと、前記導出ステップによって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定ステップと、前記判定ステップによる判定結果を示す情報を表示手段により表示する表示ステップと、をコンピュータに実行させるものである。
【００６６】
従って、請求項１１記載の安定状態評価プログラムによれば、コンピュータに対して請求項１記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１記載の発明と同様に、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示手段により表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００６９】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明が適用された安定状態評価システム１０の構成を説明する。
【００７０】
同図に示すように、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０は、当該システム１０の中核的な役割を担うパーソナル・コンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１２と、加速度計１４と、インパルス・ハンマー１６と、動ひずみアンプ１８と、データ・レコーダ２０と、記録・出力装置２２とを備えている。
【００７１】
加速度計１４の加速度の計測結果を示す加速度情報を出力する出力端子、及びインパルス・ハンマー１６による打撃力を示す打撃力情報を出力する出力端子は、共に動ひずみアンプ１８の入力端子に接続されており、動ひずみアンプ１８の出力端子はデータ・レコーダ２０の入力部に接続されている。従って、上記加速度情報及び打撃力情報は動ひずみアンプ１８によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ２０により記録される。
【００７２】
一方、データ・レコーダ２０の出力部はＰＣ１２の入力部に接続される一方、ＰＣ１２の出力部は記録・出力装置２２の入力部に接続されている。従って、ＰＣ１２は、データ・レコーダ２０に記録された加速度情報及び打撃力情報を読み出すことにより取得することができる一方、当該加速度情報及び打撃力情報に基づく各種情報を記録・出力装置２２によって記録し、かつ出力することができる。なお、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、記録・出力装置２２として、上記各種情報を記録するためのものとしてハードディスク装置が、上記各種情報を出力するためのものとしてプリンタが、各々搭載されているが、各種情報を記録ないし出力することができるものであれば、この装置に限らないことは言うまでもない。
【００７３】
次に、図２を参照して、本システムにおいて特に重要な役割を有するＰＣ１２の電気系の要部構成を説明する。
【００７４】
同図に示すように、本実施の形態に係るＰＣ１２は、ＰＣ１２全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）１２Ａと、ＣＰＵ１２Ａによる各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ１２Ｂと、各種制御プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ１２Ｃと、各種情報を記憶するために用いられる二次記憶部（ここでは、ハードディスク装置）１２Ｄと、各種情報を入力するために用いられるキーボード１２Ｅと、各種情報を表示するために用いられるディスプレイ１２Ｆと、外部装置等との間の各種信号の授受を司る入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）１２Ｇと、が備えられており、これら各部はシステムバスＢＵＳにより電気的に相互に接続されている。
【００７５】
従って、ＣＰＵ１２Ａは、ＲＡＭ１２Ｂ、ＲＯＭ１２Ｃ、及び二次記憶部１２Ｄに対するアクセス、キーボード１２Ｅを介した各種入力情報の取得、ディスプレイ１２Ｆに対する各種情報の表示、及び入出力Ｉ／Ｆ１２Ｇを介した外部装置等との間の各種情報の授受を各々行うことができる。なお、入出力Ｉ／Ｆ１２Ｇには、前述したデータ・レコーダ２０及び記録・出力装置２２が電気的に接続されている。
【００７６】
一方、図３には、ＰＣ１２に備えられた二次記憶部１２Ｄの主な記憶内容が模式的に示されている。同図に示すように、二次記憶部１２Ｄには、各種データベースを記憶するためのデータベース領域ＤＢと、各種処理を行うためのプログラム等を記憶するためのプログラム領域ＰＧと、が設けられている。
【００７７】
なお、データベース領域ＤＢには、構造体情報データベースＤＢ１と、計測情報データベースＤＢ２とが含まれている。
【００７８】
本実施の形態に係る構造体情報データベースＤＢ１は、一例として図４に模式的に示されるように、構造物番号及び位置の各情報が、安定状態評価システム１０により評価対象としている構造体を構成する構造物毎に記憶されるように構成されている。
【００７９】
上記構造物番号情報は、評価対象とする構造体に含まれる各構造物を識別するために、当該各構造物に対し、互いに異なるものとして予め付与された情報である。
【００８０】
一方、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、一例として図５に模式的に示されるように、評価対象とする構造体に含まれる各構造物の位置を、予め定められた基準位置（同図に示す例では、左上角点の位置）に位置する構造物の位置を原点座標（１，１）としたＸ−Ｙ座標系で表現する。例えば、上記基準位置に位置する構造物の右隣に隣接する構造物の位置は（２，１）であり、上記基準位置に位置する構造物の下に隣接する構造物の位置は（１，２）である。
【００８１】
上記構造体情報データベースＤＢ１における位置情報は、このＸ−Ｙ座標系により対応する構造物の位置を示す情報であり、当該データベースを参照することによって、一例として図５に示されるような、評価対象とする構造体を示す画像を模式的に再現することができる。
【００８２】
一方、本実施の形態に係る計測情報データベースＤＢ２は、一例として図６に模式的に示されるように、構造物番号、打撃力、及び加速度応答の各情報が、上記構造物毎に記憶されるように構成されている。
【００８３】
上記構造物番号情報は、構造体情報データベースＤＢ１と同一のものであり、上記打撃力情報は、インパルス・ハンマー１６から出力され、動ひずみアンプ１８を介してデータ・レコーダ２０により記憶された打撃力を示す情報であり、上記加速度応答情報は、インパルス・ハンマー１６により対応する打撃力で、対応する構造物を打撃した際に加速度計１４から出力され、動ひずみアンプ１８を介してデータ・レコーダ２０に記録された加速度応答を示す情報である。
【００８４】
ところで、図１に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した最大加速度振幅値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【００８５】
このため、安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０及び図２１に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた打撃力及び最大加速度振幅値を用いて、一例として図２２に示したものと同様の打撃力と最大加速度振幅値の関係を示すグラフを作成し、拘束度が低い状態（エアシートを介在させた状態）で得られた最大加速度振幅値と、拘束度が高い状態（介在物がない状態）で得られた最大加速度振幅値との間の値を閾値Ｔとして、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【００８６】
なお、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記試験を複数の構造物に対して行っているが、これに限らず、１つの構造物のみに対して上記試験を行うものとしてもよい。
【００８７】
また、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記閾値Ｔとして、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値の最大値の中央の値を適用しているが、これに限らず、例えば、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値を適用したり、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値の最大値との差分に対して０超１未満の値を乗算して得られた値を、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値から減算した値を適用する形態等、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値の最大値の中間の値であれば、如何なる値も適用することができる。
【００８８】
更に、上記グラフは必ずしも必要ではなく、上記試験によって拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値を用いた演算により、閾値Ｔを算出する形態としてもよいことは言うまでもない。
【００８９】
次に、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（以下、「評価対象擁壁」という。）における複数のコンクリート・ブロック（以下、「評価対象ブロック」という。）である場合について説明する。
【００９０】
まず、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の安定状態評価システム１０の作用を説明する。
【００９１】
このとき、作業員は、複数の評価対象ブロックのうちの何れか１つに対して加速度計１４の受感部を接触させた状態（接着しない状態）とした後、インパルス・ハンマー１６により評価対象ブロックに対して打撃力を与える。
【００９２】
この打撃力の付与に応じて加速度計１４から加速度の計測結果を示す加速度情報が出力される一方、インパルス・ハンマー１６からは上記打撃力を示す打撃力情報が出力される。
【００９３】
この加速度情報及び打撃力情報は動ひずみアンプ１８によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ２０により記録される。このとき、加速度情報については、インパルス・ハンマー１６により打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムで加速度計１４から出力されるため、これを加速度応答情報としてデータ・レコーダ２０に記録する。
【００９４】
作業員は、インパルス・ハンマー１６による評価対象ブロックに対する打撃を、予め定められた順に実施する。これにより、上記予め定められた順に、打撃力情報及び加速度応答情報がデータ・レコーダ２０に記録されるので、ＰＣ１２は、データ・レコーダ２０に記録された順に応じて、対応する構造物番号に関連付けた状態で打撃力情報及び加速度応答情報を計測情報データベースＤＢ２に登録する。
【００９５】
以上の処理により、一例として図６に示される計測情報データベースＤＢ２が構築されることになる。
【００９６】
次に、図７を参照して、以上の手順により構築された計測情報データベースＤＢ２を用いて評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図７は、ユーザにより、ＰＣ１２に設けられているキーボード等の入力装置（図示省略。）を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にＰＣ１２のＣＰＵ１２Ａによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部１２Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、構造体情報データベースＤＢ１及び計測情報データベースＤＢ２が予め構築されている場合について説明する。
【００９７】
同図のステップ１００では、二次記憶部１２Ｄから閾値Ｔを読み出し、次のステップ１０２では、計測情報データベースＤＢ２から何れか１つの評価対象ブロックに対応する打撃力情報及び加速度応答情報を読み出す。
【００９８】
次のステップ１０４では、読み出した加速度応答情報から最大加速度振幅値Ｋを導出し、次のステップ１０６にて、導出した最大加速度振幅値Ｋが上記ステップ１００の処理によって読み出した閾値Ｔ以上であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１０８に移行して、このとき処理対象としている評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が相対的に低いことを示す情報（以下、「拘束度不良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ１１０に移行する。なお、上記ステップ１０６において否定判定となった場合には、上記ステップ１０８の処理を実行することなく、ステップ１１０に移行する。
【００９９】
ステップ１１０では、全ての評価対象ブロックについて上記ステップ１０２〜ステップ１０８の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ１０２へ戻る一方、肯定判定となった時点でステップ１１２に移行する。なお、上記ステップ１０２〜ステップ１１０の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象ブロックを処理対象とするようにする。
【０１００】
ステップ１１２では、以上の処理によって記憶された全ての拘束度不良情報を二次記憶部１２Ｄから読み出すと共に、構造体情報データベースＤＢ１から評価対象擁壁に関する全ての構造物番号情報及び位置情報を読み出し、読み出した情報に基づいて予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ１１４にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ１２Ｆによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。
【０１０１】
図８には、本安定状態評価処理プログラムのステップ１１４の処理によってディスプレイ１２Ｆにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、拘束度不良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形領域を、他のブロックの矩形領域とは異なる状態として表示している。従って、安定状態評価システム１０の利用者は、当該結果画面を参照することにより、どの評価対象ブロックが、他のブロックに比較して安定状態が相対的に劣っているのかを視覚的に、容易に把握することができる。
【０１０２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報から加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した前記最大加速度振幅値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態では、前記構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた閾値を用いて安定状態の評価を行っているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０４】
特に、本実施の形態では、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０５】
また、本実施の形態では、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態では、前記最大加速度振幅値が当該閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定しているので、より簡易かつ高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０９】
更に、本実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１１０】
［第２の実施の形態］
本第２の実施の形態では、平均振動数を用いて構造物の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の構成、及び各データベースＤＢ１，ＤＢ２のデータ構造は、上記第１の実施の形態に係るもの（図１〜図６参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数を導出し、導出した平均振動数と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【０１１２】
このため、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０及び図２１に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた打撃力及び平均振動数を用いて、一例として図２３に示したものと同様の打撃力と平均振動数の関係を示すグラフを作成し、拘束度が低い状態（エアシートを介在させた状態）で得られた平均振動数と、拘束度が高い状態（介在物がない状態）で得られた平均振動数との間の値を閾値Ｔ’として、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【０１１３】
なお、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記試験を複数の構造物に対して行っているが、これに限らず、１つの構造物のみに対して上記試験を行うものとしてもよい。
【０１１４】
また、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記閾値Ｔ’として、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数の最小値の中央の値を適用しているが、これに限らず、例えば、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値を適用したり、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数の最小値との差分に対して０超１未満の値を乗算して得られた値を、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値に加算した値を適用する形態等、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数の最小値の中間の値であれば、如何なる値も適用することができる。
【０１１５】
更に、上記グラフは必ずしも必要ではなく、上記試験によって拘束度が低い状態で得られた平均振動数と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数を用いた演算により、閾値Ｔ’を算出する形態としてもよいことは言うまでもない。
【０１１６】
次に、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（評価対象擁壁）における複数のコンクリート・ブロック（評価対象ブロック）である場合について説明する。また、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０における、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の作用は、上記第１の実施の形態に係る安定状態評価システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１７】
以下、図９を参照して、評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図９の図７と同一の処理を行うステップについては図７と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
【０１１８】
同図のステップ１００’では、二次記憶部１２Ｄから閾値Ｔ’を読み出し、ステップ１０４’では、上記ステップ１０２の処理によって読み出した加速度応答情報から平均振動数Ｓを導出し、次のステップ１０６’にて、導出した平均振動数Ｓが上記ステップ１００’の処理によって読み出した閾値Ｔ’以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１０８に移行する一方、否定判定となった場合には、上記ステップ１０８の処理を実行することなく、ステップ１１０に移行する。
【０１１９】
以上詳細に説明したように、本第２の実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報から加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数を導出し、導出した前記平均振動数と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１２０】
また、本第２の実施の形態では、前記構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた閾値を用いて安定状態の評価を行っているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２１】
特に、本第２の実施の形態では、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２２】
また、本第２の実施の形態では、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２３】
また、本第２の実施の形態では、前記平均振動数が当該閾値以下である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定しているので、より簡易かつ高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２４】
また、本第２の実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１２５】
また、本第２の実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２６】
更に、本第２の実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２７】
［第３の実施の形態］
本第３の実施の形態では、最大加速度振幅値及び平均振動数の双方を用いて構造物の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の構成、及び各データベースＤＢ１，ＤＢ２のデータ構造は、上記第１の実施の形態に係るもの（図１〜図６参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２８】
本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値、及び当該加速度応答情報により示される加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数を導出し、導出した最大加速度振幅値及び平均振動数に基づく値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【０１２９】
特に、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた閾値ＴＵ以上である場合に評価対象構造物５０が不安定であるものと判定し、上記合算値が閾値ＴＵより小さな値である閾値ＴＬ以下である場合に評価対象構造物５０が安定しているものと判定し、上記合算値が閾値ＴＬと閾値ＴＵの間の範囲である閾値ＴＭ１以上で、かつ閾値ＴＭ２以下である場合に評価対象構造物５０の安定度が中程度であるものと判定する。
【０１３０】
このため、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０及び図２１に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた打撃力、最大加速度振幅値、平均振動数を用いて、一例として図２４に示したものと同様の打撃力と上記合算値との関係を示すグラフを作成し、当該グラフに基づいて閾値ＴＬ，閾値ＴＭ１，閾値ＴＭ２，閾値ＴＵの各閾値を導出して、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【０１３１】
また、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記閾値ＴＵとして、拘束度が低い状態（エアシートを介在させた状態）で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態（砂袋を介在させた状態）で得られた上記合算値の最大値より大きな最小値を適用し、上記閾値ＴＬとして、拘束度が高い状態（介在物がない状態）で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値の最小値より小さな最大値を適用し、上記閾値ＴＭ１及び閾値ＴＭ２として、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値のみが存在する最大範囲を規定する閾値を適用している。
【０１３２】
しかしながら、上記各閾値はこれに限らず、上記閾値ＴＭ１及び閾値ＴＭ２として、上記最大範囲より狭い範囲を規定する閾値を適用する形態、上記閾値ＴＵとして、拘束度が低い状態で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値の最大値より大きな最小値より所定値だけ大きな値を適用する形態、上記閾値ＴＬとして、拘束度が高い状態で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値の最小値より小さな最大値より所定値だけ小さな値を適用する形態等、一例として図２４に示されるグラフにおいて、拘束度が低い状態で得られた上記合算値と、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値と、拘束度が高い状態で得られた上記合算値との各合算値の間を、他の合算値が含まないように区分することができる閾値であれば、如何なる閾値も適用することができる。
【０１３３】
更に、上記グラフは必ずしも必要ではなく、上記試験によって拘束度が低い状態で得られた上記合算値と、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値と、拘束度が高い状態で得られた上記合算値を用いた演算により、各閾値を算出する形態としてもよいことは言うまでもない。
【０１３４】
次に、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（評価対象擁壁）における複数のコンクリート・ブロック（評価対象ブロック）である場合について説明する。また、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０における、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の作用は、上記第１の実施の形態に係る安定状態評価システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
以下、図１０を参照して、評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図１０は、ユーザにより、ＰＣ１２に設けられているキーボード等の入力装置（図示省略。）を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にＰＣ１２のＣＰＵ１２Ａによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部１２Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、構造体情報データベースＤＢ１及び計測情報データベースＤＢ２が予め構築されている場合について説明する。
【０１３６】
同図のステップ２００では、二次記憶部１２Ｄから閾値ＴＬ、閾値ＴＭ１、閾値ＴＭ２、及び閾値ＴＵを読み出し、次のステップ２０２では、計測情報データベースＤＢ２から全ての評価対象ブロックに対応する打撃力情報及び加速度応答情報を読み出す。
【０１３７】
次のステップ２０４では、読み出した加速度応答情報から全ての評価対象ブロックの最大加速度振幅値Ｋ及び平均振動数Ｓを導出し、次のステップ２０６にて、導出した各評価対象ブロックの最大加速度振幅値Ｋ及び平均振動数Ｓを正規化する。なお、本第３の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記正規化として、図２４を参照して説明した正規化と同様に、最大加速度振幅値Ｋについては、次の（２）式によって最大値が１となり、最小値が０となる正規化を適用し、平均振動数Ｓについては、次の（３）式によって最大値が０となり、最小値が１となる正規化を適用している。なお、（２）式において、ＭａｘＫは全ての評価対象ブロックにおける最大加速度振幅値Ｋの最大値を、ＭｉｎＫは全ての評価対象ブロックにおける最大加速度振幅値Ｋの最小値を、Ｋ’は正規化後の最大加速度振幅値を、各々表す。また、（３）式において、ＭａｘＳは全ての評価対象ブロックにおける平均振動数Ｓの最大値を、ＭｉｎＳは全ての評価対象ブロックにおける平均振動数Ｓの最小値を、Ｓ’は正規化後の平均振動数を、各々表す。
【０１３８】
【数１】
そして、次のステップ２０８では、次の（４）式により、評価対象ブロック毎に正規化後の最大加速度振幅値Ｋ’及び平均振動数Ｓ’の合算値Ｇを算出する。
【０１３９】
【数２】
次のステップ２１０では、上記ステップ２０８の処理によって得られた何れか１つの評価対象ブロック（以下、「判定対象ブロック」という。）に対応する合算値Ｇが上記ステップ２００の処理によって読み出した閾値ＴＬ以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２１２に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が相対的に高いことを示す情報（以下、「拘束度良好情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４０】
一方、上記ステップ２１０において否定判定となった場合はステップ２１４に移行し、判定対象ブロックに対応する合算値Ｇが上記ステップ２００の処理によって読み出した閾値ＴＭ１以上で、かつ閾値ＴＭ２以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２１６に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が相対的に中程度であることを示す情報（以下、「拘束度中間情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４１】
一方、上記ステップ２１４において否定判定となった場合はステップ２１８に移行し、判定対象ブロックに対応する合算値Ｇが上記ステップ２００の処理によって読み出した閾値ＴＵ以上であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２２０に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が相対的に低いことを示す情報（以下、「拘束度不良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４２】
一方、上記ステップ２１８において否定判定となった場合はステップ２２２に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が不定であることを示す情報（以下、「拘束度不定情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４３】
ステップ２２４では、全ての評価対象ブロックについて上記ステップ２１０〜ステップ２２２の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ２１０へ戻る一方、肯定判定となった時点でステップ２２６に移行する。なお、上記ステップ２１０〜ステップ２２４の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象ブロックを判定対象ブロックとするようにする。
【０１４４】
ステップ２２６では、以上の処理によって記憶された全ての拘束度良好情報、拘束度中間情報、拘束度不良情報、及び拘束度不定情報を二次記憶部１２Ｄから読み出すと共に、構造体情報データベースＤＢ１から評価対象擁壁に関する全ての構造物番号情報及び位置情報を読み出し、読み出した情報に基づいて予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ２２８にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ１２Ｆによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。
【０１４５】
図１１には、本安定状態評価処理プログラムのステップ２２８の処理によってディスプレイ１２Ｆにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、拘束度良好情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度中間情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度不良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度不定情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形領域とを、互いに異なる状態として表示している。従って、安定状態評価システム１０の利用者は、当該結果画面を参照することにより、どの評価対象ブロックが、相対的にどの程度の安定状態であるのかを視覚的に、容易に把握することができる。
【０１４６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１４７】
また、本実施の形態では、前記構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた閾値を用いて安定状態の評価を行っているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１４８】
特に、本実施の形態では、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態では、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５０】
また、本実施の形態では、前記最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、前記平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた第１閾値（ここでは、閾値ＴＵ）以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記合算値が前記第１閾値より小さな値である第２閾値（ここでは、閾値ＴＬ）以下である場合に前記評価対象構造物が安定しているものと判定しているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５１】
また、本実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１５２】
また、本実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５３】
更に、本実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５４】
なお、本第３の実施の形態では、合算値Ｇを区分する領域として、拘束度が良好である領域、拘束度が中程度である領域、及び拘束度が不良である領域の３つの領域に加えて、拘束度が不定である領域を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該不定である領域を設けることなく、上記３つの領域に区分する形態とすることもできる。この場合、拘束度が良好である領域と中程度である領域の境界を示す閾値として、拘束度が高い状態で得られた合算値の最大値と、拘束度が中程度の状態で得られた合算値の最小値との平均値を適用し、拘束度が不良である領域と中程度である領域の境界位置を示す閾値として、拘束度が低い状態で得られた合算値の最小値と、拘束度が中程度の状態で得られた合算値の最大値との平均値を適用する形態を例示することができる。
【０１５５】
また、この場合、合算値Ｇの区分領域数も３つに限らず、閾値の数を増加させることにより、区分領域数を４つ以上とすることもできる。
【０１５６】
これらの場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１５７】
［第４の実施の形態］
本第４の実施の形態では、最大加速度振幅値を、最大値を１とする値に換算し、当該値を用いて構造物の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の構成、及び各データベースＤＢ１，ＤＢ２のデータ構造は、上記第１の実施の形態に係るもの（図１〜図６参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５８】
本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した最大加速度振幅値を、最大値を１とする値に換算し、当該値（以下、「換算値」という。）と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【０１５９】
このため、安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で、エアシートが下部に挿入された複数のブロックを対象として当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた最大加速度振幅値の最大値を基準値Ｍとして、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【０１６０】
このように、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、基準値Ｍとして、エアシートが下部に挿入されたブロックを対象として得られた最大加速度振幅値を適用しているが、これに限るものではなく、基準値Ｍは、最大加速度振幅値の取り得る最大値であれば如何なる値も適用することができる。但し、基準値Ｍが大きくなるほど、これを用いて得られる換算値が小さな値となってしまうため、基準値Ｍを適正値とするために、試験対象とするブロックを極力拘束しない条件で試験を行い、これによって得られた最大加速度振幅値を基準値Ｍとして適用することが好ましい。また、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記試験を複数の構造物に対して行っているが、これに限らず、１つの構造物のみに対して上記試験を行うものとしてもよい。
【０１６１】
一方、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、換算値の取り得る範囲を、複数の段階に区分し、各区分範囲別に安定状態を規定している。なお、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、換算値の取り得る範囲を４段階に区分するものとされており、このため、各段階間を区分するための閾値として、閾値Ｔ１，閾値Ｔ２，及び閾値Ｔ３の３つの閾値を二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では換算値が最大で１となる一方、各区分範囲を均等な範囲とするため、閾値Ｔ１として０．２５が、閾値Ｔ２として０．５０が、閾値Ｔ３として０．７５が、各々記憶されている。
【０１６２】
なお、上記段階数は４段階に限らず、他の段階数としてもよく、閾値Ｔ１〜Ｔ３も上記の値には限らず、他の値としてもよいことは言うまでもない。
【０１６３】
次に、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（評価対象擁壁）における複数のコンクリート・ブロック（評価対象ブロック）である場合について説明する。また、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０における、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の作用は、上記第１の実施の形態に係る安定状態評価システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６４】
以下、図１２を参照して、評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図１２は、ユーザにより、ＰＣ１２に設けられているキーボード等の入力装置（図示省略。）を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にＰＣ１２のＣＰＵ１２Ａによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部１２Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、構造体情報データベースＤＢ１及び計測情報データベースＤＢ２が予め構築されている場合について説明する。
【０１６５】
同図のステップ３００では、二次記憶部１２Ｄから基準値Ｍと、閾値Ｔ１〜Ｔ３を読み出し、次のステップ３０２では、計測情報データベースＤＢ２から何れか１つの評価対象ブロックに対応する打撃力情報及び加速度応答情報を読み出す。
【０１６６】
次のステップ３０４では、読み出した加速度応答情報から最大加速度振幅値Ｋを導出し、次のステップ３０６にて、算出した最大加速度振幅値Ｋ及び読み出した基準値Ｍを次の（５）式に代入することによって換算値Ｋ’を算出する。
【０１６７】
【数３】
なお、基準値Ｍを導出する際の測定誤差等に起因して、（５）式によって算出された換算値Ｋ’が１を越える可能性もあるが、この場合は、換算値Ｋ’を強制的に１とする。
【０１６８】
次のステップ３０８では、上記ステップ３０６の処理によって得られた換算値Ｋ’が上記ステップ３００の処理によって読み出した閾値Ｔ１以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１０に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が最も高いことを示す情報（以下、「拘束度優良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１６９】
一方、上記ステップ３０８において否定判定となった場合はステップ３１２に移行し、換算値Ｋ’が上記ステップ３００の処理によって読み出した閾値Ｔ２以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１４に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が２番目に高いことを示す情報（以下、「拘束度良好情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１７０】
一方、上記ステップ３１２において否定判定となった場合はステップ３１６に移行し、換算値Ｋ’が上記ステップ３００の処理によって読み出した閾値Ｔ３以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１８に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が３番目に高いことを示す情報（以下、「拘束度中間情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１７１】
一方、上記ステップ３１６において否定判定となった場合はステップ３２０に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が最も低いことを示す情報（以下、「拘束度不良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１７２】
ステップ３２２では、全ての評価対象ブロックについて上記ステップ３０２〜ステップ３２０の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ３０２へ戻る一方、肯定判定となった時点でステップ３２４に移行する。なお、上記ステップ３０２〜ステップ３２２の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象ブロックを処理対象とするようにする。
【０１７３】
ステップ３２４では、以上の処理によって記憶された全ての拘束度優良情報、拘束度良好情報、拘束度中間情報、及び拘束度不良情報を二次記憶部１２Ｄから読み出すと共に、構造体情報データベースＤＢ１から評価対象擁壁に関する全ての構造物番号情報及び位置情報を読み出し、読み出した情報に基づいて予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ３２６にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ１２Ｆによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。
【０１７４】
図１３には、本安定状態評価処理プログラムのステップ３２６の処理によってディスプレイ１２Ｆにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、拘束度優良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度良好情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度中間情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度不良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠とを、互いに異なる状態として表示している。従って、安定状態評価システム１０の利用者は、当該結果画面を参照することにより、どの評価対象ブロックが、どの程度の安定状態であるのかを視覚的に、容易に把握することができる。
【０１７５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報から加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した前記最大加速度振幅値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１７６】
特に、本実施の形態では、最大加速度振幅値の取り得る最大値を予め記憶し、導出された最大加速度振幅値を上記最大値で除算して得られた値に換算し、当該換算によって得られた値が１に近づくほど悪化しているものと評価対象構造物の安定状態を判定しているので、複数の構造物の安定状態を定量的に評価することができる。
【０１７７】
また、本実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１７８】
また、本実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１７９】
更に、本実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１８０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１８１】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。上記の実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記の実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１８２】
例えば、上記第４の実施の形態では、評価対象とするパラメータとして最大加速度振幅値を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、評価対象とするパラメータとして平均振動数を適用する形態とすることもできる。この場合も、上記第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１８３】
また、上記各実施の形態では、評価対象とするブロックと同一種の材料により構成された構造物を用いて試験モデルを作製し、当該試験モデルを用いた試験を実施することにより各閾値や基準値を導出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、評価対象とするブロックと同一の構造物を用いて試験モデルを作製し、当該試験モデルを用いた試験を実施することにより各閾値や基準値を導出する形態とすることもできる。この場合、上記各実施の形態に比較して、より高精度に構造物の安定状態を評価することができる。
【０１８４】
また、上記各実施の形態では、本発明の構造物としてコンクリート・ブロックを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、モルタル・ブロックや、石材を適用する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１８５】
その他、上記各実施の形態で説明した安定状態評価システム１０の構成（図１〜図３参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。
【０１８６】
また、上記各実施の形態で示した各データベースのデータ構造（図４，図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な情報を削除したり、新たな情報を追加したりすることができることは言うまでもない。
【０１８７】
また、上記各実施の形態で示した安定状態評価処理プログラムの処理の流れ（図７，図９，図１０，図１２参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。
【０１８８】
更に、上記各実施の形態で示した結果画面の構成（図８，図１１，図１３参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において変更することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】実施の形態に係る安定状態評価システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るＰＣの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るＰＣに備えられた二次記憶部の主な記憶内容を示す模式図である。
【図４】実施の形態に係る構造体情報データベースのデータ構造を示す模式図である。
【図５】実施の形態に係る構造体情報データベースの説明に供する図であり、構造物番号情報及び位置情報の具体例を示す構造体の正面図である。
【図６】実施の形態に係る計測情報データベースのデータ構造を示す模式図である。
【図７】第１の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１，第２の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。
【図９】第２の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第４の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。
【図１４】本発明の原理の説明に供する図であり、コンクリート・ブロックや石材が、拘束度が高い状態で積み重ねられている状態を再現した実験を行うために作製したモルタル・ブロックを用いたモデルを示す斜視図及び側面図である。
【図１５】本発明の原理の説明に供する図であり、図１４のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図１６】本発明の原理の説明に供する図であり、図１４のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図１７】本発明の原理の説明に供する図であり、コンクリート・ブロックや石材が、拘束度が低い状態で積み重ねられている状態を再現した実験を行うために作製したモルタル・ブロックを用いたモデルを示す斜視図及び側面図である。
【図１８】本発明の原理の説明に供する図であり、図１７のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図１９】本発明の原理の説明に供する図であり、図１７のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図２０】本発明の原理の説明に供する図であり、本発明の発明者らによって作製された試験モデルを示す模式図である。
【図２１】本発明の原理の説明に供する図であり、発明の発明者らによって作製された試験モデルを示す模式図である。
【図２２】本発明の原理の説明に供する図であり、図２０及び図２１の２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と最大加速度振幅値の関係を示すグラフである。
【図２３】本発明の原理の説明に供する図であり、図２０及び図２１の２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と平均振動数の関係を示すグラフである。
【図２４】本発明の原理の説明に供する図であり、図２２及び図２３に示した最大加速度振幅値及び平均振動数を正規化し、合算したものを縦軸にプロットしたグラフである。
【図２５】本発明の原理の説明に供する模式図である。
【図２６】本発明の原理の説明に供する図であり、寸法（質量）が１倍及び２倍のモルタル・ブロックをほぼ同一の力で打撃した場合の最大加速度振幅値及び平均振動数の計測を行ったモデルを示す斜視図である。
【図２７】試験モデルの変形例を示す外観図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１０ 安定状態評価システム
１２ パーソナル・コンピュータ
１２Ａ ＣＰＵ（導出手段，判定手段，換算手段）
１２Ｂ ＲＡＭ
１２Ｃ ＲＯＭ
１２Ｄ 二次記憶部（記憶手段，第２記憶手段）
１２Ｅ キーボード
１２Ｆ ディスプレイ（表示手段）
１２Ｇ 入出力インタフェース
１４ 加速度計（取得手段）
１６ インパルス・ハンマー
１８ 動ひずみアンプ
２０ データ・レコーダ
２２ 記録・出力装置
５０ 構造物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムに係り、より詳しくは、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における各構造物の安定状態を評価する安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現存するコンクリート・ブロック積み擁壁には、老朽化したものが多く見られる。また、城壁の石垣の多くは建設後数百年が経過し、石の抜け落ちや、はらみ出しといった不具合を生じているものが多く、補修工事が数多く実施されている。
【０００３】
従って、このようなコンクリート・ブロック積み擁壁、城壁等といった、コンクリート・ブロックやモルタル・ブロック、石材等の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該構造物の安定状態を評価することは重要であり、従来、当該構造物の安定状態を評価するための技術として以下に示すものがあった。
【０００４】
まず、特許文献１には、増水時における基礎の健全性を簡便に評価できるブロック状構造物の健全度評価方法を提供することを目的として、ブロック状構造物の上端付近の２箇所に設置したセンサを用いて、前記ブロック状構造物の挙動データを取得する工程と、前記挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分の軌跡を図示する工程と、前記軌跡の形状から、前記ブロック状構造物の基礎の健全度を評価する工程とを有する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ブロック状構造物の転倒に対する健全度を評価する場合に、短い一定時間の常時微動を測定するだけで、当該構造物の転倒に対する健全度を評価するのに必要な値を求める装置を提供することを目的として、対象とする構造物の上端面に転倒に対する健全度を評価したい方向に測線をとり、その測線の両端２箇所に水平方向と鉛直方向の常時微動を計測するセンサを置き、短い一定時間の常時微動を測定し、測定した常時微動を利用して、ブロック状構造物の転倒に対する健全度を評価するＲ値など、その構造物の転倒に対する健全度を評価する値を求める装置であって、振動を検出するセンサと、検出した振動データをＡ／Ｄ変換して記録するＡ／Ｄ変換・記録部と、Ａ／Ｄ変換した振動データから、その構造物の転倒に対する健全度を評価する処理部と、求めた健全度を出力する出力部とを有する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、ブロック状構造物の転倒に対する健全度を評価する方法を提供することを目的として、ブロック状構造物上で常時微動を測定し、測定した常時微動の波形の水平方向成分と垂直方向成分により、全体の振動のなかに占めるロッキング振動の寄与率を求め、求めたロッキング振動の寄与率を用いて、任意の位置におけるロッキング振動の程度を求め、求めたロッキング振動の程度が１を越えたことをもって、該ブロック状構造物が転倒に対して不安定な状態にあると評価する技術が開示されている。
【０００７】
更に、特許文献４には、橋脚等のブロック状構造物の振動波形について、水平方向と垂直方向の振動波形の相関を示す数値を求めることにより、該構造物の健全度を診断することを目的として、健全度を診断しようとする構造物の端部の常時微動を測定することにより、同じ時間の水平方向成分と垂直方向成分の振動波形を得て、該振動波形について、相関係数等の相関を示す数値を求めることにより、該構造物の基礎との結合状況を知ることができ、これにより構造物の健全度を診断することができる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２８３３６１号公報
【特許文献２】特開平９−１５１０６号公報
【特許文献３】特開平８−５５２２号公報
【特許文献４】特開平６−３１３７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１〜特許文献４の各特許文献に開示されている技術では、その対象とする構造物が橋梁の橋脚等といった単一のブロック状構造物とされているため、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該構造物を評価の対象とすることはできない、という問題点があった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することのできる安定状態評価装置、安定状態評価方法及び安定状態評価プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここで、本発明の原理を説明する。
【００１１】
本発明の発明者らは、まず、図１４に示されるモルタル・ブロックを用いたモデルを作製して、コンクリート・ブロックや石材が、拘束度が高い状態（安定性が高い状態）で積み重ねられている状態を再現した実験（以下、「実験Ａ」という。）を行った。
【００１２】
具体的には、同図に示されるように、各々が直接接触した状態でモルタル・ブロックを３段に積み重ね、下から２段目のモルタル・ブロックに鉄球を打撃させ、その際のブロックの振動波形（加速度波形）を加速度計により計測した。このとき、鉄球は、鉛直方向から３０°の角度まで振り上げて自由落下させることで、各計測での打撃力が極力均一となるようにした。また、加速度の計測は、モルタル・ブロックの表面に作業員の手で加速度計を接触させた状態（接着剤による接着は実施していない状態）で実施した。
【００１３】
以上の条件で、３回の計測を行うことによって得られた加速度波形、及び当該加速度波形をフーリエ変換することにより得られた１秒当たりの振動数（以下、単に「振動数」という。）のスペクトルを図１５に示す。ここで、同図では、加速度の最大値と平均振動数の値も示した。なお、上記平均振動数は、一例として同図右端のグラフで示されるように、加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数（加速度スペクトルの面積を均等に２分割する振動数）であるものとした。また、ここでは、同図に示されるように、１０００Ｈｚ付近の振動数において加速度が収束しているため、上記積算値を２分割する加速度スペクトル（上記面積を２分割する加速度スペクトル）の適用範囲を、振動数が０Ｈｚから１０００Ｈｚまでの範囲としている。
【００１４】
振動数のスペクトルは、約１００Ｈｚと約６００Ｈｚの２つの位置にピークが見られ、１回は約１００Ｈｚで最大値を示し、残りの２回は約６００Ｈｚで最大値を示した。
【００１５】
加速度が最大値を示す振動数を代表値として取り扱うと、計測毎に約１００Ｈｚ又は約６００Ｈｚとなり、値が大きく異なってしまう可能性がある。よって、振動数が１０００Ｈｚ以下の領域で上述したように平均振動数を定義し、これを振動数の代表値として取り扱うこととした。３回の計測波形及び平均振動数は、よく一致しており、計測の再現性が高いことが判明した。
【００１６】
次に、加速度計を接着材によりモルタル・ブロックに接着し、同様の計測を行った結果を図１６に示す。この場合も、３回の計測波形及び平均振動数は、よく一致しており、計測の再現性が高いことが判明した。また、図１５と図１６の計測結果を比較すると、よく類似していることが判明した。
【００１７】
次に、本発明の発明者らは、図１７に示されるモルタル・ブロックを用いたモデルを作製して、コンクリート・ブロックや石材が、はらみ出す等して、拘束度が低い状態（安定性が低い状態）で積み重ねられている状態を再現した実験（以下、「実験Ｂ」という。）を行った。
【００１８】
具体的には、同図に示されるように、各ブロック間に、梱包材として市販されている、空気を閉じ込めたエアシート（気泡緩衝材：粒径１０ｍｍ，高さ４ｍｍ）を介在（挿入）させた状態でモルタル・ブロックを３段に積み重ね、下から２段目のモルタル・ブロックに鉄球を打撃させ、その際のブロックの振動波形（加速度波形）を加速度計により計測した。このとき、鉄球は、鉛直方向から３０°の角度まで振り上げて自由落下させることで、各計測での打撃力が極力均一となるようにし、加速度の計測を、モルタル・ブロックの表面に作業員の手で加速度計を接触させた第１の状態（接着剤による接着は実施していない状態）と、モルタル・ブロックの表面に加速度計を接着させた第２の状態の２種類の状態で実施した。
【００１９】
上記第１の状態を適用して３回の計測を行うことによって得られた加速度波形、及び当該加速度波形をフーリエ変換することにより得られた振動数のスペクトルを図１８に示す。また、上記第２の状態を適用して、３回の計測を行うことによって得られた加速度波形、及び当該加速度波形をフーリエ変換することにより得られた振動数のスペクトルを図１９に示す。なお、図１８、図１９ともに、加速度の最大値と平均振動数の値も示した。
【００２０】
この結果、図１８及び図１９ともに再現性が高く、両者のデータは、よく類似しており、計測の再現性が高いことが判明した。
【００２１】
以上の実験Ａ及び実験Ｂの各計測の結果、図１５に示される計測結果と図１６に示される計測結果がよく類似していること、図１８に示される計測結果と図１９に示される計測結果がよく類似していることから、加速度計は必ずしもブロックに接着する必要はなく、接着させずに接触させた状態で計測可能であることが判明した。
【００２２】
また、実験Ａの結果と実験Ｂの結果は大きく異なっており、次の２つの特徴があることが判明した。
（１）ブロックの拘束度が高い実験Ａは、拘束度が低い実験Ｂに比較して、加速度波形の最大振幅値（以下、「最大加速度振幅値」という。）が小さい。（実験Ａでは３〜４ｍ／ｓ２程度であるのに対し、実験Ｂでは４〜６ｍ／ｓ２程度。）
（２）ブロックの拘束度が高い実験Ａは、拘束度が低い実験Ｂに比較して、平均振動数が大きい。（実験Ａでは４００Ｈｚ〜６００Ｈｚ程度であるのに対し、実験Ｂでは２００〜３００Ｈｚ程度。）
以上の実験結果を踏まえ、次に、本発明の発明者らは、図２０に模式的に示される試験モデルを作製した。
【００２３】
同図に示されるように、この試験モデルは、３５個のモルタル・ブロックを５段積み上げて石垣を模擬したものであり、最下段はコンクリート・スラブに石膏にて固定した。また、ブロックＮｏ．１〜６の６個のブロックの下部にはエアシートを挿入し、石垣の拘束度が低い条件を再現した。これらの拘束度が低いブロックの安定状態が、上述した最大加速度振幅値及び平均振動数によって判定可能か否かを確認することが本試験の目的である。なお、モルタル・ブロックは、エアシートが下部に挿入されたものを除いて、幅１５ｃｍ、高さ１２．５ｃｍ、奥行き３０ｃｍ、質量１２．９ｋｇのものを使用し、エアシートが下部に挿入されたものについては、高さ１１．５ｃｍのものを使用した。また、エアシートは、市販の梱包材（ビニール製のシートに空気を閉じ込めたもの）を高さ１ｃｍとなるように使用した。
【００２４】
試験は、モデル境界部（最下段、最上段、側部）を除いたブロックＮｏ．１〜１２の１２個のモルタル・ブロックを各々インパルス・ハンマーで打撃し、そのときの加速度応答を計測することにより実施した。なお、同図におけるブロックＮｏ．１〜１２の各ブロックのブロックＮｏ．の下に記した数値は、上記インパルス・ハンマーにより付与された打撃力（単位：Ｎ（ニュートン））である。
【００２５】
次に、本発明の発明者らは、図２１に模式的に示されるように、上記エアシートを、砂（ここでは、豊浦標準砂）を詰めたビニール袋（以下、「砂袋」という。）に置き換え、その上部の６個のブロック（ブロックＮｏ．１３〜１８）に対して同様の試験を実施した。ここで、砂袋を挿入したのは、エアシートに比較して拘束度が高く、ブロック同士が接触している場合に比較して拘束度が低い条件でのデータを取得することが目的である。なお、同図におけるブロックＮｏ．１３〜１８の各ブロックのブロックＮｏ．の下に記した数値も、図２０と同様に、インパルス・ハンマーにより付与された打撃力（単位：Ｎ（ニュートン））である。
【００２６】
図２２には、以上の２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と最大加速度振幅値の関係を示すグラフが示されている。なお、同図では、ブロックの下部にエアシートが設けられており、拘束度が低いもの（ブロックＮｏ．１〜６：●）、ブロックの下部に介在物がなく拘束度が高いもの（ブロックＮｏ．７〜１２：▲）、及びブロックの下部に砂袋が設けられており、拘束度が中程度のもの（ブロックＮｏ．１３〜１８：■）の各拘束度別に異なるマークで示した。
【００２７】
同図に示されるように、拘束度が低いブロックＮｏ．１〜６の各ブロックの最大加速度振幅値は５．８〜７．７ｍ／ｓ２、拘束度が高いブロックＮｏ．７〜１２の各ブロックの最大加速度振幅値は０．９〜３．８ｍ／ｓ２で大きく異なっており、両者の違いが明瞭に確認できる。よって、最大加速度振幅値により拘束度が低いブロックを特定でき、相対的に、これらのブロックの安定状態が悪い、と判断することができる。
【００２８】
一方、図２３には、上記２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と平均振動数の関係を示すグラフが示されている。なお、ここでは、上記平均振動数を、一例として図１５に示されるように、加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数（加速度スペクトルの面積を均等に２分割する振動数）、と定義した。また、ここでは、同図に示されるように、１０００Ｈｚ付近の振動数において加速度が収束しているため、上記積算値を２分割する加速度スペクトル（上記面積を２分割する加速度スペクトル）の適用範囲を、振動数が０Ｈｚから１０００Ｈｚまでの範囲としている。
【００２９】
同図に示されるように、拘束度が低いブロックＮｏ．１〜６のブロックは、打撃力が大きいほど平均振動数が大きくなる傾向が見られるものの、他のブロックについては、このような傾向は見られない。
【００３０】
拘束度が低いブロックＮｏ．１〜６の各ブロックの平均振動数は９８〜１５９Ｈｚ、拘束度が高いブロックＮｏ．７〜１２の各ブロックの平均振動数は２０２〜２６７Ｈｚで大きく異なっており、両者の違いが明瞭に確認できる。よって、平均振動数により拘束度が低いブロックを特定でき、相対的に、これらのブロックの安定状態が悪い、と判断することができる。
【００３１】
一方、図２４には、図２２及び図２３に示した最大加速度振幅値及び平均振動数を正規化し、合算したものを縦軸にプロットしたグラフが示されている。なお、ここでは、上記正規化として、最大加速度振幅値については最大値が１となり、最小値が０となる正規化を適用し、平均振動数については最大値が０となり、最小値が１となる正規化を適用している。例えば、最大加速度振幅値の最大値が８ｍ／ｓ２で、最小値が１ｍ／ｓ２であり、５ｍ／ｓ２を正規化する場合、（５−１）／（８−１）≒０．５７となる。また、例えば、平均振動数の最大値が３００Ｈｚで、最小値が１００Ｈｚであり、２００Ｈｚを正規化する場合、（３００−２００）／（３００−１００）＝０．５０となる。
【００３２】
図２４において、縦軸の値が大きいほど（２に近づくほど）、拘束度が低く、安定状態が悪いものと判断できる。拘束度が中程度の砂袋が介在されているブロックについては、打撃力が大きいほど、正規化した最大加速度振幅値及び平均振動数の合算値が大きくなる傾向が見られるものの、他のブロックでは、このような傾向は見られない。
【００３３】
同図における縦軸の値は、拘束度が低いブロックについては１．３７〜１．９６、拘束度が中程度のブロックについては０．８５〜１．４２、拘束度が高いブロックについては０．２１〜０．７８と値が異なっており、３種類の拘束度の違いが確認できる。このため、エアシートを介在させたものが最も安定状態が悪く、砂袋を介在させたものの安定状態は中程度であり、何も介在させなかったものが最も安定状態が良いものと判断できる。
【００３４】
ところで、以上の試験では、ある力Ｆでモルタル・ブロックを打撃した際の加速度振幅ａを利用して評価を行っている。モルタル・ブロックを打撃する力Ｆと加速度振幅ａとの関係を厳密に定式化することは困難であるが、ここでは両者には次の（１）式で示す関係があるものと仮定している。
【００３５】
Ｆ＝ｍ×ａ＋α
＝Ｍ×ａ （１）
ここで、Ｆはモルタル・ブロックを打撃する力を、ｍはモルタル・ブロックの質量を、ａはモルタル・ブロックの加速度振幅を、αは打撃したモルタル・ブロックが、周辺のブロックから受ける力の合力を、Ｍは見かけのモルタル・ブロックの質量を、各々表す。なお、上記合力αは、拘束条件により値が異なり、今回の試験では、エアシートを挟んだ場合に値が小さく、エアシートがない場合に値が大きい。また、上記見かけのモルタル・ブロックの質量Ｍは、モルタル・ブロックから受ける合力αの影響を考慮し、モルタル・ブロックの質量ｍを補正した質量である。
【００３６】
すなわち、図２５に示すように、エアシートが介在して上下のブロックからの拘束度が小さいブロックを打撃した場合には、当然上下のブロックから受ける力は小さい。これに対して、エアシートを介在しない場合には上下のブロックから受ける力は大きい。よって、合力αの値は、エアシートを介在した条件に比較して介在しない条件の方が大きくなり、その結果、（１）式の見かけの質量Ｍは大きくなる。すなわち、エアシートを介在した条件では、打撃したブロック単体が振動するのに対して、介在しない条件では周辺のブロックも一緒に振動する。このため、エアシートを介在したブロックと介在しないブロックを同じ力で打撃すると、見かけの質量Ｍが小さい、エアシートを介在した条件の方が、介在しない条件に比較して加速度振幅αの値が大きくなる。
【００３７】
図２２に示したように、エアシートを介在したブロックの最大加速度振幅値は５．８〜７．７ｍ／ｓ２、エアシートを介在しないブロックの最大加速度振幅値は０．９〜３．８ｍ／ｓ２で、拘束条件が異なる両者で値が大きく異なっている。これは、拘束条件の違いにより、両者で見かけの質量Ｍの値が大きく異なることが原因と考えられる。
【００３８】
上記（１）式によると、拘束条件が一定、すなわち、合力αが一定で打撃力が大きくなると、最大加速度振幅値ａの値は大きくなる。しかしながら、図２２では、エアシートを介在した条件とエアシートを介在しない条件のそれぞれの条件で、最大加速度振幅値が大きくばらついており、打撃力が大きくなると最大加速度振幅値も大きくなるという明瞭な相関関係は見られなかった。これらの条件で、拘束条件は厳密には一定ではなく異なっており、また、打撃力も異なっている。打撃力と最大加速度振幅値に明瞭な相関関係が見られなかったのは、最大加速度振幅値は、打撃力よりも拘束条件によって決まる見かけの質量Ｍの影響を強く受けるためと考えられる。
【００３９】
また、図２３に示したように、最大加速度振幅値と同様に、平均振動数も拘束条件によって大きく異なる傾向を示している。平均振動数も加速度振幅と同様に、（１）式のように拘束条件の影響をうけて変化するものと考えられ、打撃力よりも拘束条件に大きく依存するものと考えられる。
【００４０】
モルタル・ブロック積み擁壁やコンクリート・ブロック積み擁壁は、ほぼ均一な寸法のブロックを積み上げることにより構築されている。一方、石垣は、一般に石材の寸法がばらついており、そのばらつきはモルタル・ブロック積み擁壁やコンクリート・ブロック積み擁壁よりも大きい。よって、石垣に適用する場合には、（１）式におけるブロックの質量ｍの違いが見かけの質量Ｍに影響を及ぼし、評価結果に悪影響を及ぼすことが考えられる。これを確認する目的で、図２６に示すように、寸法（質量）が１倍及び２倍のモルタル・ブロックをほぼ同一の力で打撃した際の最大加速度振幅値や平均振動数を計測した。この計測結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
寸法（質量）が２倍異なった場合の最大加速度振幅値の差は１０％程度、平均振動数はやや大きく３０％程度であった。このことから、見かけの質量Ｍは、ｍが２倍変化しても１０〜３０％程度しか変化しないことがわかる。図２２や図２３に示したように、拘束条件の違いによって、エアシートを介在した条件とエアシートを介在しない条件の最大加速度振幅値や平均振動数の値は非常に大きく異なっている。先に、打撃力に比較して拘束条件の方が計測結果に及ぼす影響が大きいことを述べたが、質量ｍについても同様の傾向があるものと考えられる。
【００４２】
石垣を構成する石材ブロックの寸法差を２倍程度（経験上、この程度の値であると考える。）と考えると、石垣を構成する石の寸法が異なることにより、評価精度は若干低下するものの、実用上は問題ない範囲であると考えられる。
【００４３】
以上の原理に基づき、請求項１記載の安定状態評価装置は、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出手段と、前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を示す情報を表示する表示手段と、を備えている。
【００４４】
請求項１記載の安定状態評価装置によれば、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報が取得手段により取得される。
【００４５】
ここで、本発明では、導出手段により、前記取得手段によって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方が行われ、判定手段により、前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較が行われ、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態が判定される。
【００４６】
そして、本発明では、前記判定手段による判定結果を示す情報が表示手段によって表示される。なお、上記表示手段による表示には、液晶ディスプレイ装置、プラズマ・ディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置、ＣＲＴディスプレイ装置等の各種ディスプレイ装置による可視表示の他、プリンタ装置等の画像形成装置による永久可視表示、音声合成装置等の音声出力装置による可聴表示が含まれる。
【００４７】
すなわち、本発明では、前述した原理に基づき、最大加速度振幅値及び平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較結果に基づいて評価対象構造物の安定状態を判定しており、これによって、簡易かつ高精度に構造物の安定状態を評価できるようにしている。
【００４８】
このように、請求項１記載の安定状態評価装置によれば、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示手段により表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【００４９】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記構造物、又は当該構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた前記閾値を予め記憶した記憶手段を更に備え、前記判定手段が、前記閾値を前記記憶手段から読み出して前記比較を行うものとしてもよい。
【００５０】
ここで、本発明における試験モデルは、複数の前記構造物を積み重ねることによって構成してもよいし、前記構造物を１つのみ用いて構成してもよい。なお、図２７には、構造物を１つのみ用いて構成した試験モデルの一例が示されている。
【００５１】
なお、上記記憶手段には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（Flash EEPROM）等の半導体記憶素子、スマート・メディア（SmartMedia（登録商標））、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の可搬記録媒体やハードディスク等の固定記録媒体、或いはネットワークに接続されたサーバ・コンピュータ等に設けられた外部記憶装置が含まれる。
【００５２】
特に、請求項２に記載の発明は、請求項３に記載の発明のように、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項４に記載の発明のように、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしてもよい。これにより、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５４】
ところで、一例として図２２に示したように、前記最大加速度振幅値が大きいほど、各構造物の拘束度は低く、一例として図２３に示したように、前記平均振動数が小さいほど、各構造物の拘束度は低くなる。
【００５５】
そこで、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記判定手段が、前記最大加速度振幅値と前記閾値との比較を行う場合、当該最大加速度振幅値が当該閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記平均振動数と前記閾値との比較を行う場合、当該平均振動数が当該閾値以下である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定するものとしてもよい。これにより、より簡易かつ高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５６】
ところで、一例として図２４に示したように、上記最大加速度振幅値及び上記平均振動数の各々の正規化された値の合算値が大きいほど、各構造物の拘束度は低くなる。
【００５７】
そこで、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記判定手段が、前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の双方と前記閾値との比較を行う場合、前記最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、前記平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた第１閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記合算値が前記第１閾値より小さな値である第２閾値以下である場合に前記評価対象構造物が安定しているものと判定するものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００５８】
また、本発明は、請求項７に記載の発明のように、前記導出手段によって前記最大加速度振幅値が導出される場合は当該最大加速度振幅値の取り得る最大値を予め記憶し、前記導出手段によって前記平均振動数が導出される場合は当該平均振動数の取り得る最小値を予め記憶した第２記憶手段と、前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方を、前記第２記憶手段により記憶されている対応する前記最大値又は前記最小値で除算して得られた値に換算する換算手段を更に備え、前記判定手段は、前記換算手段によって換算されて得られた値が１に近づくほど悪化しているものと前記評価対象構造物の安定状態を判定するものとしてもよい。これにより、前記複数の構造物の安定状態を定量的に評価することができる。
【００５９】
また、本発明は、前記構造物が、コンクリート・ブロック、又はモルタル・ブロック、又は石材であるものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００６０】
また、本発明は、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとされてもよい。これにより、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００６１】
また、前述したように、本発明は、請求項８に記載の発明のように、前記平均振動数が、前記加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数であるものとしてもよい。これにより、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【００６２】
更に、前述したように、本発明は、請求項９に記載の発明のように、前記取得手段が、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得するものとしてもよい。これにより、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【００６３】
一方、上記目的を達成するために、請求項１０記載の安定状態評価方法は、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示手段により表示するものである。
【００６４】
従って、請求項１０記載の安定状態評価方法によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【００６５】
一方、上記目的を達成するために、請求項１１記載の安定状態評価プログラムは、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップによって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出ステップと、前記導出ステップによって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定ステップと、前記判定ステップによる判定結果を示す情報を表示手段により表示する表示ステップと、をコンピュータに実行させるものである。
【００６６】
従って、請求項１１記載の安定状態評価プログラムによれば、コンピュータに対して請求項１記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１記載の発明と同様に、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示手段により表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００６９】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明が適用された安定状態評価システム１０の構成を説明する。
【００７０】
同図に示すように、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０は、当該システム１０の中核的な役割を担うパーソナル・コンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１２と、加速度計１４と、インパルス・ハンマー１６と、動ひずみアンプ１８と、データ・レコーダ２０と、記録・出力装置２２とを備えている。
【００７１】
加速度計１４の加速度の計測結果を示す加速度情報を出力する出力端子、及びインパルス・ハンマー１６による打撃力を示す打撃力情報を出力する出力端子は、共に動ひずみアンプ１８の入力端子に接続されており、動ひずみアンプ１８の出力端子はデータ・レコーダ２０の入力部に接続されている。従って、上記加速度情報及び打撃力情報は動ひずみアンプ１８によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ２０により記録される。
【００７２】
一方、データ・レコーダ２０の出力部はＰＣ１２の入力部に接続される一方、ＰＣ１２の出力部は記録・出力装置２２の入力部に接続されている。従って、ＰＣ１２は、データ・レコーダ２０に記録された加速度情報及び打撃力情報を読み出すことにより取得することができる一方、当該加速度情報及び打撃力情報に基づく各種情報を記録・出力装置２２によって記録し、かつ出力することができる。なお、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、記録・出力装置２２として、上記各種情報を記録するためのものとしてハードディスク装置が、上記各種情報を出力するためのものとしてプリンタが、各々搭載されているが、各種情報を記録ないし出力することができるものであれば、この装置に限らないことは言うまでもない。
【００７３】
次に、図２を参照して、本システムにおいて特に重要な役割を有するＰＣ１２の電気系の要部構成を説明する。
【００７４】
同図に示すように、本実施の形態に係るＰＣ１２は、ＰＣ１２全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）１２Ａと、ＣＰＵ１２Ａによる各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ１２Ｂと、各種制御プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ１２Ｃと、各種情報を記憶するために用いられる二次記憶部（ここでは、ハードディスク装置）１２Ｄと、各種情報を入力するために用いられるキーボード１２Ｅと、各種情報を表示するために用いられるディスプレイ１２Ｆと、外部装置等との間の各種信号の授受を司る入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）１２Ｇと、が備えられており、これら各部はシステムバスＢＵＳにより電気的に相互に接続されている。
【００７５】
従って、ＣＰＵ１２Ａは、ＲＡＭ１２Ｂ、ＲＯＭ１２Ｃ、及び二次記憶部１２Ｄに対するアクセス、キーボード１２Ｅを介した各種入力情報の取得、ディスプレイ１２Ｆに対する各種情報の表示、及び入出力Ｉ／Ｆ１２Ｇを介した外部装置等との間の各種情報の授受を各々行うことができる。なお、入出力Ｉ／Ｆ１２Ｇには、前述したデータ・レコーダ２０及び記録・出力装置２２が電気的に接続されている。
【００７６】
一方、図３には、ＰＣ１２に備えられた二次記憶部１２Ｄの主な記憶内容が模式的に示されている。同図に示すように、二次記憶部１２Ｄには、各種データベースを記憶するためのデータベース領域ＤＢと、各種処理を行うためのプログラム等を記憶するためのプログラム領域ＰＧと、が設けられている。
【００７７】
なお、データベース領域ＤＢには、構造体情報データベースＤＢ１と、計測情報データベースＤＢ２とが含まれている。
【００７８】
本実施の形態に係る構造体情報データベースＤＢ１は、一例として図４に模式的に示されるように、構造物番号及び位置の各情報が、安定状態評価システム１０により評価対象としている構造体を構成する構造物毎に記憶されるように構成されている。
【００７９】
上記構造物番号情報は、評価対象とする構造体に含まれる各構造物を識別するために、当該各構造物に対し、互いに異なるものとして予め付与された情報である。
【００８０】
一方、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、一例として図５に模式的に示されるように、評価対象とする構造体に含まれる各構造物の位置を、予め定められた基準位置（同図に示す例では、左上角点の位置）に位置する構造物の位置を原点座標（１，１）としたＸ−Ｙ座標系で表現する。例えば、上記基準位置に位置する構造物の右隣に隣接する構造物の位置は（２，１）であり、上記基準位置に位置する構造物の下に隣接する構造物の位置は（１，２）である。
【００８１】
上記構造体情報データベースＤＢ１における位置情報は、このＸ−Ｙ座標系により対応する構造物の位置を示す情報であり、当該データベースを参照することによって、一例として図５に示されるような、評価対象とする構造体を示す画像を模式的に再現することができる。
【００８２】
一方、本実施の形態に係る計測情報データベースＤＢ２は、一例として図６に模式的に示されるように、構造物番号、打撃力、及び加速度応答の各情報が、上記構造物毎に記憶されるように構成されている。
【００８３】
上記構造物番号情報は、構造体情報データベースＤＢ１と同一のものであり、上記打撃力情報は、インパルス・ハンマー１６から出力され、動ひずみアンプ１８を介してデータ・レコーダ２０により記憶された打撃力を示す情報であり、上記加速度応答情報は、インパルス・ハンマー１６により対応する打撃力で、対応する構造物を打撃した際に加速度計１４から出力され、動ひずみアンプ１８を介してデータ・レコーダ２０に記録された加速度応答を示す情報である。
【００８４】
ところで、図１に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した最大加速度振幅値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【００８５】
このため、安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０及び図２１に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた打撃力及び最大加速度振幅値を用いて、一例として図２２に示したものと同様の打撃力と最大加速度振幅値の関係を示すグラフを作成し、拘束度が低い状態（エアシートを介在させた状態）で得られた最大加速度振幅値と、拘束度が高い状態（介在物がない状態）で得られた最大加速度振幅値との間の値を閾値Ｔとして、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【００８６】
なお、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記試験を複数の構造物に対して行っているが、これに限らず、１つの構造物のみに対して上記試験を行うものとしてもよい。
【００８７】
また、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記閾値Ｔとして、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値の最大値の中央の値を適用しているが、これに限らず、例えば、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値を適用したり、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値の最大値との差分に対して０超１未満の値を乗算して得られた値を、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値から減算した値を適用する形態等、拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値の最小値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値の最大値の中間の値であれば、如何なる値も適用することができる。
【００８８】
更に、上記グラフは必ずしも必要ではなく、上記試験によって拘束度が低い状態で得られた最大加速度振幅値と、拘束度が高い状態で得られた最大加速度振幅値を用いた演算により、閾値Ｔを算出する形態としてもよいことは言うまでもない。
【００８９】
次に、本実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（以下、「評価対象擁壁」という。）における複数のコンクリート・ブロック（以下、「評価対象ブロック」という。）である場合について説明する。
【００９０】
まず、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の安定状態評価システム１０の作用を説明する。
【００９１】
このとき、作業員は、複数の評価対象ブロックのうちの何れか１つに対して加速度計１４の受感部を接触させた状態（接着しない状態）とした後、インパルス・ハンマー１６により評価対象ブロックに対して打撃力を与える。
【００９２】
この打撃力の付与に応じて加速度計１４から加速度の計測結果を示す加速度情報が出力される一方、インパルス・ハンマー１６からは上記打撃力を示す打撃力情報が出力される。
【００９３】
この加速度情報及び打撃力情報は動ひずみアンプ１８によって所定のレベル範囲にまで増幅された後、データ・レコーダ２０により記録される。このとき、加速度情報については、インパルス・ハンマー１６により打撃力が与えられた直後から時系列に順次リアルタイムで加速度計１４から出力されるため、これを加速度応答情報としてデータ・レコーダ２０に記録する。
【００９４】
作業員は、インパルス・ハンマー１６による評価対象ブロックに対する打撃を、予め定められた順に実施する。これにより、上記予め定められた順に、打撃力情報及び加速度応答情報がデータ・レコーダ２０に記録されるので、ＰＣ１２は、データ・レコーダ２０に記録された順に応じて、対応する構造物番号に関連付けた状態で打撃力情報及び加速度応答情報を計測情報データベースＤＢ２に登録する。
【００９５】
以上の処理により、一例として図６に示される計測情報データベースＤＢ２が構築されることになる。
【００９６】
次に、図７を参照して、以上の手順により構築された計測情報データベースＤＢ２を用いて評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図７は、ユーザにより、ＰＣ１２に設けられているキーボード等の入力装置（図示省略。）を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にＰＣ１２のＣＰＵ１２Ａによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部１２Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、構造体情報データベースＤＢ１及び計測情報データベースＤＢ２が予め構築されている場合について説明する。
【００９７】
同図のステップ１００では、二次記憶部１２Ｄから閾値Ｔを読み出し、次のステップ１０２では、計測情報データベースＤＢ２から何れか１つの評価対象ブロックに対応する打撃力情報及び加速度応答情報を読み出す。
【００９８】
次のステップ１０４では、読み出した加速度応答情報から最大加速度振幅値Ｋを導出し、次のステップ１０６にて、導出した最大加速度振幅値Ｋが上記ステップ１００の処理によって読み出した閾値Ｔ以上であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１０８に移行して、このとき処理対象としている評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が相対的に低いことを示す情報（以下、「拘束度不良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ１１０に移行する。なお、上記ステップ１０６において否定判定となった場合には、上記ステップ１０８の処理を実行することなく、ステップ１１０に移行する。
【００９９】
ステップ１１０では、全ての評価対象ブロックについて上記ステップ１０２〜ステップ１０８の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ１０２へ戻る一方、肯定判定となった時点でステップ１１２に移行する。なお、上記ステップ１０２〜ステップ１１０の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象ブロックを処理対象とするようにする。
【０１００】
ステップ１１２では、以上の処理によって記憶された全ての拘束度不良情報を二次記憶部１２Ｄから読み出すと共に、構造体情報データベースＤＢ１から評価対象擁壁に関する全ての構造物番号情報及び位置情報を読み出し、読み出した情報に基づいて予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ１１４にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ１２Ｆによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。
【０１０１】
図８には、本安定状態評価処理プログラムのステップ１１４の処理によってディスプレイ１２Ｆにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、拘束度不良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形領域を、他のブロックの矩形領域とは異なる状態として表示している。従って、安定状態評価システム１０の利用者は、当該結果画面を参照することにより、どの評価対象ブロックが、他のブロックに比較して安定状態が相対的に劣っているのかを視覚的に、容易に把握することができる。
【０１０２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報から加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した前記最大加速度振幅値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態では、前記構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた閾値を用いて安定状態の評価を行っているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０４】
特に、本実施の形態では、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０５】
また、本実施の形態では、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態では、前記最大加速度振幅値が当該閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定しているので、より簡易かつ高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１０９】
更に、本実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１１０】
［第２の実施の形態］
本第２の実施の形態では、平均振動数を用いて構造物の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の構成、及び各データベースＤＢ１，ＤＢ２のデータ構造は、上記第１の実施の形態に係るもの（図１〜図６参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数を導出し、導出した平均振動数と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【０１１２】
このため、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０及び図２１に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた打撃力及び平均振動数を用いて、一例として図２３に示したものと同様の打撃力と平均振動数の関係を示すグラフを作成し、拘束度が低い状態（エアシートを介在させた状態）で得られた平均振動数と、拘束度が高い状態（介在物がない状態）で得られた平均振動数との間の値を閾値Ｔ’として、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【０１１３】
なお、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記試験を複数の構造物に対して行っているが、これに限らず、１つの構造物のみに対して上記試験を行うものとしてもよい。
【０１１４】
また、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記閾値Ｔ’として、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数の最小値の中央の値を適用しているが、これに限らず、例えば、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値を適用したり、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数の最小値との差分に対して０超１未満の値を乗算して得られた値を、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値に加算した値を適用する形態等、拘束度が低い状態で得られた平均振動数の最大値と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数の最小値の中間の値であれば、如何なる値も適用することができる。
【０１１５】
更に、上記グラフは必ずしも必要ではなく、上記試験によって拘束度が低い状態で得られた平均振動数と、拘束度が高い状態で得られた平均振動数を用いた演算により、閾値Ｔ’を算出する形態としてもよいことは言うまでもない。
【０１１６】
次に、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（評価対象擁壁）における複数のコンクリート・ブロック（評価対象ブロック）である場合について説明する。また、本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０における、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の作用は、上記第１の実施の形態に係る安定状態評価システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１７】
以下、図９を参照して、評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本第２の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図９の図７と同一の処理を行うステップについては図７と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
【０１１８】
同図のステップ１００’では、二次記憶部１２Ｄから閾値Ｔ’を読み出し、ステップ１０４’では、上記ステップ１０２の処理によって読み出した加速度応答情報から平均振動数Ｓを導出し、次のステップ１０６’にて、導出した平均振動数Ｓが上記ステップ１００’の処理によって読み出した閾値Ｔ’以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１０８に移行する一方、否定判定となった場合には、上記ステップ１０８の処理を実行することなく、ステップ１１０に移行する。
【０１１９】
以上詳細に説明したように、本第２の実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報から加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数を導出し、導出した前記平均振動数と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１２０】
また、本第２の実施の形態では、前記構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた閾値を用いて安定状態の評価を行っているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２１】
特に、本第２の実施の形態では、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２２】
また、本第２の実施の形態では、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２３】
また、本第２の実施の形態では、前記平均振動数が当該閾値以下である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定しているので、より簡易かつ高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２４】
また、本第２の実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１２５】
また、本第２の実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２６】
更に、本第２の実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１２７】
［第３の実施の形態］
本第３の実施の形態では、最大加速度振幅値及び平均振動数の双方を用いて構造物の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の構成、及び各データベースＤＢ１，ＤＢ２のデータ構造は、上記第１の実施の形態に係るもの（図１〜図６参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２８】
本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値、及び当該加速度応答情報により示される加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数を導出し、導出した最大加速度振幅値及び平均振動数に基づく値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【０１２９】
特に、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた閾値ＴＵ以上である場合に評価対象構造物５０が不安定であるものと判定し、上記合算値が閾値ＴＵより小さな値である閾値ＴＬ以下である場合に評価対象構造物５０が安定しているものと判定し、上記合算値が閾値ＴＬと閾値ＴＵの間の範囲である閾値ＴＭ１以上で、かつ閾値ＴＭ２以下である場合に評価対象構造物５０の安定度が中程度であるものと判定する。
【０１３０】
このため、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０及び図２１に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた打撃力、最大加速度振幅値、平均振動数を用いて、一例として図２４に示したものと同様の打撃力と上記合算値との関係を示すグラフを作成し、当該グラフに基づいて閾値ＴＬ，閾値ＴＭ１，閾値ＴＭ２，閾値ＴＵの各閾値を導出して、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【０１３１】
また、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記閾値ＴＵとして、拘束度が低い状態（エアシートを介在させた状態）で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態（砂袋を介在させた状態）で得られた上記合算値の最大値より大きな最小値を適用し、上記閾値ＴＬとして、拘束度が高い状態（介在物がない状態）で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値の最小値より小さな最大値を適用し、上記閾値ＴＭ１及び閾値ＴＭ２として、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値のみが存在する最大範囲を規定する閾値を適用している。
【０１３２】
しかしながら、上記各閾値はこれに限らず、上記閾値ＴＭ１及び閾値ＴＭ２として、上記最大範囲より狭い範囲を規定する閾値を適用する形態、上記閾値ＴＵとして、拘束度が低い状態で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値の最大値より大きな最小値より所定値だけ大きな値を適用する形態、上記閾値ＴＬとして、拘束度が高い状態で得られた上記合算値のうち、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値の最小値より小さな最大値より所定値だけ小さな値を適用する形態等、一例として図２４に示されるグラフにおいて、拘束度が低い状態で得られた上記合算値と、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値と、拘束度が高い状態で得られた上記合算値との各合算値の間を、他の合算値が含まないように区分することができる閾値であれば、如何なる閾値も適用することができる。
【０１３３】
更に、上記グラフは必ずしも必要ではなく、上記試験によって拘束度が低い状態で得られた上記合算値と、拘束度が中程度の状態で得られた上記合算値と、拘束度が高い状態で得られた上記合算値を用いた演算により、各閾値を算出する形態としてもよいことは言うまでもない。
【０１３４】
次に、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（評価対象擁壁）における複数のコンクリート・ブロック（評価対象ブロック）である場合について説明する。また、本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０における、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の作用は、上記第１の実施の形態に係る安定状態評価システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
以下、図１０を参照して、評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本第３の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図１０は、ユーザにより、ＰＣ１２に設けられているキーボード等の入力装置（図示省略。）を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にＰＣ１２のＣＰＵ１２Ａによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部１２Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、構造体情報データベースＤＢ１及び計測情報データベースＤＢ２が予め構築されている場合について説明する。
【０１３６】
同図のステップ２００では、二次記憶部１２Ｄから閾値ＴＬ、閾値ＴＭ１、閾値ＴＭ２、及び閾値ＴＵを読み出し、次のステップ２０２では、計測情報データベースＤＢ２から全ての評価対象ブロックに対応する打撃力情報及び加速度応答情報を読み出す。
【０１３７】
次のステップ２０４では、読み出した加速度応答情報から全ての評価対象ブロックの最大加速度振幅値Ｋ及び平均振動数Ｓを導出し、次のステップ２０６にて、導出した各評価対象ブロックの最大加速度振幅値Ｋ及び平均振動数Ｓを正規化する。なお、本第３の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、上記正規化として、図２４を参照して説明した正規化と同様に、最大加速度振幅値Ｋについては、次の（２）式によって最大値が１となり、最小値が０となる正規化を適用し、平均振動数Ｓについては、次の（３）式によって最大値が０となり、最小値が１となる正規化を適用している。なお、（２）式において、ＭａｘＫは全ての評価対象ブロックにおける最大加速度振幅値Ｋの最大値を、ＭｉｎＫは全ての評価対象ブロックにおける最大加速度振幅値Ｋの最小値を、Ｋ’は正規化後の最大加速度振幅値を、各々表す。また、（３）式において、ＭａｘＳは全ての評価対象ブロックにおける平均振動数Ｓの最大値を、ＭｉｎＳは全ての評価対象ブロックにおける平均振動数Ｓの最小値を、Ｓ’は正規化後の平均振動数を、各々表す。
【０１３８】
【数１】
そして、次のステップ２０８では、次の（４）式により、評価対象ブロック毎に正規化後の最大加速度振幅値Ｋ’及び平均振動数Ｓ’の合算値Ｇを算出する。
【０１３９】
【数２】
次のステップ２１０では、上記ステップ２０８の処理によって得られた何れか１つの評価対象ブロック（以下、「判定対象ブロック」という。）に対応する合算値Ｇが上記ステップ２００の処理によって読み出した閾値ＴＬ以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２１２に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が相対的に高いことを示す情報（以下、「拘束度良好情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４０】
一方、上記ステップ２１０において否定判定となった場合はステップ２１４に移行し、判定対象ブロックに対応する合算値Ｇが上記ステップ２００の処理によって読み出した閾値ＴＭ１以上で、かつ閾値ＴＭ２以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２１６に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が相対的に中程度であることを示す情報（以下、「拘束度中間情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４１】
一方、上記ステップ２１４において否定判定となった場合はステップ２１８に移行し、判定対象ブロックに対応する合算値Ｇが上記ステップ２００の処理によって読み出した閾値ＴＵ以上であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２２０に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が相対的に低いことを示す情報（以下、「拘束度不良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４２】
一方、上記ステップ２１８において否定判定となった場合はステップ２２２に移行して、判定対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該判定対象ブロックの拘束度が不定であることを示す情報（以下、「拘束度不定情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ２２４に移行する。
【０１４３】
ステップ２２４では、全ての評価対象ブロックについて上記ステップ２１０〜ステップ２２２の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ２１０へ戻る一方、肯定判定となった時点でステップ２２６に移行する。なお、上記ステップ２１０〜ステップ２２４の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象ブロックを判定対象ブロックとするようにする。
【０１４４】
ステップ２２６では、以上の処理によって記憶された全ての拘束度良好情報、拘束度中間情報、拘束度不良情報、及び拘束度不定情報を二次記憶部１２Ｄから読み出すと共に、構造体情報データベースＤＢ１から評価対象擁壁に関する全ての構造物番号情報及び位置情報を読み出し、読み出した情報に基づいて予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ２２８にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ１２Ｆによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。
【０１４５】
図１１には、本安定状態評価処理プログラムのステップ２２８の処理によってディスプレイ１２Ｆにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、拘束度良好情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度中間情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度不良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度不定情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形領域とを、互いに異なる状態として表示している。従って、安定状態評価システム１０の利用者は、当該結果画面を参照することにより、どの評価対象ブロックが、相対的にどの程度の安定状態であるのかを視覚的に、容易に把握することができる。
【０１４６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出を行い、導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１４７】
また、本実施の形態では、前記構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた閾値を用いて安定状態の評価を行っているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１４８】
特に、本実施の形態では、前記複数の拘束度が、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含むものとしているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態では、前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態が、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態であるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５０】
また、本実施の形態では、前記最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、前記平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた第１閾値（ここでは、閾値ＴＵ）以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記合算値が前記第１閾値より小さな値である第２閾値（ここでは、閾値ＴＬ）以下である場合に前記評価対象構造物が安定しているものと判定しているので、より高精度に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５１】
また、本実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１５２】
また、本実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５３】
更に、本実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１５４】
なお、本第３の実施の形態では、合算値Ｇを区分する領域として、拘束度が良好である領域、拘束度が中程度である領域、及び拘束度が不良である領域の３つの領域に加えて、拘束度が不定である領域を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該不定である領域を設けることなく、上記３つの領域に区分する形態とすることもできる。この場合、拘束度が良好である領域と中程度である領域の境界を示す閾値として、拘束度が高い状態で得られた合算値の最大値と、拘束度が中程度の状態で得られた合算値の最小値との平均値を適用し、拘束度が不良である領域と中程度である領域の境界位置を示す閾値として、拘束度が低い状態で得られた合算値の最小値と、拘束度が中程度の状態で得られた合算値の最大値との平均値を適用する形態を例示することができる。
【０１５５】
また、この場合、合算値Ｇの区分領域数も３つに限らず、閾値の数を増加させることにより、区分領域数を４つ以上とすることもできる。
【０１５６】
これらの場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１５７】
［第４の実施の形態］
本第４の実施の形態では、最大加速度振幅値を、最大値を１とする値に換算し、当該値を用いて構造物の安定状態を評価する場合の形態例について説明する。なお、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の構成、及び各データベースＤＢ１，ＤＢ２のデータ構造は、上記第１の実施の形態に係るもの（図１〜図６参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５８】
本実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体（図示省略。）における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物５０に対し、インパルス・ハンマー１６により打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を加速度計１４によって取得し、取得した加速度応答情報により示される加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した最大加速度振幅値を、最大値を１とする値に換算し、当該値（以下、「換算値」という。）と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて評価対象構造物５０の安定状態を判定するものとされている。
【０１５９】
このため、安定状態評価システム１０では、予め評価対象構造物５０と同一種類の材料により構成された構造物を用いて図２０に示した試験モデルを作製し、同図を参照して前述した手順で、エアシートが下部に挿入された複数のブロックを対象として当該試験モデルを用いた試験を実施する。そして、当該試験によって得られた最大加速度振幅値の最大値を基準値Ｍとして、二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。
【０１６０】
このように、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、基準値Ｍとして、エアシートが下部に挿入されたブロックを対象として得られた最大加速度振幅値を適用しているが、これに限るものではなく、基準値Ｍは、最大加速度振幅値の取り得る最大値であれば如何なる値も適用することができる。但し、基準値Ｍが大きくなるほど、これを用いて得られる換算値が小さな値となってしまうため、基準値Ｍを適正値とするために、試験対象とするブロックを極力拘束しない条件で試験を行い、これによって得られた最大加速度振幅値を基準値Ｍとして適用することが好ましい。また、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、上記試験を複数の構造物に対して行っているが、これに限らず、１つの構造物のみに対して上記試験を行うものとしてもよい。
【０１６１】
一方、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、換算値の取り得る範囲を、複数の段階に区分し、各区分範囲別に安定状態を規定している。なお、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では、換算値の取り得る範囲を４段階に区分するものとされており、このため、各段階間を区分するための閾値として、閾値Ｔ１，閾値Ｔ２，及び閾値Ｔ３の３つの閾値を二次記憶部１２Ｄの所定領域に予め記憶している。本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０では換算値が最大で１となる一方、各区分範囲を均等な範囲とするため、閾値Ｔ１として０．２５が、閾値Ｔ２として０．５０が、閾値Ｔ３として０．７５が、各々記憶されている。
【０１６２】
なお、上記段階数は４段階に限らず、他の段階数としてもよく、閾値Ｔ１〜Ｔ３も上記の値には限らず、他の値としてもよいことは言うまでもない。
【０１６３】
次に、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、ここでは、安定状態評価システム１０により評価対象とする構造物が、コンクリート・ブロック積み擁壁（評価対象擁壁）における複数のコンクリート・ブロック（評価対象ブロック）である場合について説明する。また、本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０における、複数の評価対象ブロックにおける加速度応答情報を取得する際の作用は、上記第１の実施の形態に係る安定状態評価システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６４】
以下、図１２を参照して、評価対象ブロックの安定状態を評価する際の本第４の実施の形態に係る安定状態評価システム１０の作用を説明する。なお、図１２は、ユーザにより、ＰＣ１２に設けられているキーボード等の入力装置（図示省略。）を介して安定状態の評価の実行指示が入力された際にＰＣ１２のＣＰＵ１２Ａによって実行される安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部１２Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、構造体情報データベースＤＢ１及び計測情報データベースＤＢ２が予め構築されている場合について説明する。
【０１６５】
同図のステップ３００では、二次記憶部１２Ｄから基準値Ｍと、閾値Ｔ１〜Ｔ３を読み出し、次のステップ３０２では、計測情報データベースＤＢ２から何れか１つの評価対象ブロックに対応する打撃力情報及び加速度応答情報を読み出す。
【０１６６】
次のステップ３０４では、読み出した加速度応答情報から最大加速度振幅値Ｋを導出し、次のステップ３０６にて、算出した最大加速度振幅値Ｋ及び読み出した基準値Ｍを次の（５）式に代入することによって換算値Ｋ’を算出する。
【０１６７】
【数３】
なお、基準値Ｍを導出する際の測定誤差等に起因して、（５）式によって算出された換算値Ｋ’が１を越える可能性もあるが、この場合は、換算値Ｋ’を強制的に１とする。
【０１６８】
次のステップ３０８では、上記ステップ３０６の処理によって得られた換算値Ｋ’が上記ステップ３００の処理によって読み出した閾値Ｔ１以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１０に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が最も高いことを示す情報（以下、「拘束度優良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１６９】
一方、上記ステップ３０８において否定判定となった場合はステップ３１２に移行し、換算値Ｋ’が上記ステップ３００の処理によって読み出した閾値Ｔ２以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１４に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が２番目に高いことを示す情報（以下、「拘束度良好情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１７０】
一方、上記ステップ３１２において否定判定となった場合はステップ３１６に移行し、換算値Ｋ’が上記ステップ３００の処理によって読み出した閾値Ｔ３以下であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１８に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が３番目に高いことを示す情報（以下、「拘束度中間情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１７１】
一方、上記ステップ３１６において否定判定となった場合はステップ３２０に移行して、処理対象とする評価対象ブロックの構造物番号に関連付けて、当該評価対象ブロックの拘束度が最も低いことを示す情報（以下、「拘束度不良情報」という。）を二次記憶部１２Ｄの所定領域に記憶し、その後にステップ３２２に移行する。
【０１７２】
ステップ３２２では、全ての評価対象ブロックについて上記ステップ３０２〜ステップ３２０の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ３０２へ戻る一方、肯定判定となった時点でステップ３２４に移行する。なお、上記ステップ３０２〜ステップ３２２の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった評価対象ブロックを処理対象とするようにする。
【０１７３】
ステップ３２４では、以上の処理によって記憶された全ての拘束度優良情報、拘束度良好情報、拘束度中間情報、及び拘束度不良情報を二次記憶部１２Ｄから読み出すと共に、構造体情報データベースＤＢ１から評価対象擁壁に関する全ての構造物番号情報及び位置情報を読み出し、読み出した情報に基づいて予め定められたフォーマットとされた評価結果を示す結果画面を示す情報を構成し、次のステップ３２６にて、構成した情報に基づいて上記結果画面をディスプレイ１２Ｆによって表示させ、その後に本安定状態評価処理プログラムを終了する。
【０１７４】
図１３には、本安定状態評価処理プログラムのステップ３２６の処理によってディスプレイ１２Ｆにより表示された結果画面の表示状態例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムでは、拘束度優良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度良好情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度中間情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠と、拘束度不良情報が記憶されている評価対象ブロックを示す矩形枠とを、互いに異なる状態として表示している。従って、安定状態評価システム１０の利用者は、当該結果画面を参照することにより、どの評価対象ブロックが、どの程度の安定状態であるのかを視覚的に、容易に把握することができる。
【０１７５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、取得した加速度応答情報から加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値を導出し、導出した前記最大加速度振幅値と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、判定結果を示す情報を表示しているので、前記複数の構造物の安定状態を、簡易かつ高精度に評価することができる。
【０１７６】
特に、本実施の形態では、最大加速度振幅値の取り得る最大値を予め記憶し、導出された最大加速度振幅値を上記最大値で除算して得られた値に換算し、当該換算によって得られた値が１に近づくほど悪化しているものと評価対象構造物の安定状態を判定しているので、複数の構造物の安定状態を定量的に評価することができる。
【０１７７】
また、本実施の形態では、前記構造物がコンクリート・ブロックであるものとしているので、コンクリート・ブロックの安定状態を評価することができる。
【０１７８】
また、本実施の形態では、前記打撃力が、インパルス・ハンマーにより与えられるものとしているので、より簡易に前記複数の構造物の安定状態を評価することができる。
【０１７９】
更に、本実施の形態では、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得しているので、構造物に損傷を与えることなく当該構造物の安定状態を評価することができる。
【０１８０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１８１】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。上記の実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記の実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１８２】
例えば、上記第４の実施の形態では、評価対象とするパラメータとして最大加速度振幅値を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、評価対象とするパラメータとして平均振動数を適用する形態とすることもできる。この場合も、上記第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１８３】
また、上記各実施の形態では、評価対象とするブロックと同一種の材料により構成された構造物を用いて試験モデルを作製し、当該試験モデルを用いた試験を実施することにより各閾値や基準値を導出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、評価対象とするブロックと同一の構造物を用いて試験モデルを作製し、当該試験モデルを用いた試験を実施することにより各閾値や基準値を導出する形態とすることもできる。この場合、上記各実施の形態に比較して、より高精度に構造物の安定状態を評価することができる。
【０１８４】
また、上記各実施の形態では、本発明の構造物としてコンクリート・ブロックを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、モルタル・ブロックや、石材を適用する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１８５】
その他、上記各実施の形態で説明した安定状態評価システム１０の構成（図１〜図３参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。
【０１８６】
また、上記各実施の形態で示した各データベースのデータ構造（図４，図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な情報を削除したり、新たな情報を追加したりすることができることは言うまでもない。
【０１８７】
また、上記各実施の形態で示した安定状態評価処理プログラムの処理の流れ（図７，図９，図１０，図１２参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。
【０１８８】
更に、上記各実施の形態で示した結果画面の構成（図８，図１１，図１３参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において変更することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】実施の形態に係る安定状態評価システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るＰＣの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るＰＣに備えられた二次記憶部の主な記憶内容を示す模式図である。
【図４】実施の形態に係る構造体情報データベースのデータ構造を示す模式図である。
【図５】実施の形態に係る構造体情報データベースの説明に供する図であり、構造物番号情報及び位置情報の具体例を示す構造体の正面図である。
【図６】実施の形態に係る計測情報データベースのデータ構造を示す模式図である。
【図７】第１の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１，第２の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。
【図９】第２の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る安定状態評価処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第４の実施の形態に係る結果画面の表示状態例を示す概略図である。
【図１４】本発明の原理の説明に供する図であり、コンクリート・ブロックや石材が、拘束度が高い状態で積み重ねられている状態を再現した実験を行うために作製したモルタル・ブロックを用いたモデルを示す斜視図及び側面図である。
【図１５】本発明の原理の説明に供する図であり、図１４のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図１６】本発明の原理の説明に供する図であり、図１４のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図１７】本発明の原理の説明に供する図であり、コンクリート・ブロックや石材が、拘束度が低い状態で積み重ねられている状態を再現した実験を行うために作製したモルタル・ブロックを用いたモデルを示す斜視図及び側面図である。
【図１８】本発明の原理の説明に供する図であり、図１７のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図１９】本発明の原理の説明に供する図であり、図１７のモデルを用いた実験結果を示す図である。
【図２０】本発明の原理の説明に供する図であり、本発明の発明者らによって作製された試験モデルを示す模式図である。
【図２１】本発明の原理の説明に供する図であり、発明の発明者らによって作製された試験モデルを示す模式図である。
【図２２】本発明の原理の説明に供する図であり、図２０及び図２１の２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と最大加速度振幅値の関係を示すグラフである。
【図２３】本発明の原理の説明に供する図であり、図２０及び図２１の２種類の試験モデルによる試験により得られた打撃力と平均振動数の関係を示すグラフである。
【図２４】本発明の原理の説明に供する図であり、図２２及び図２３に示した最大加速度振幅値及び平均振動数を正規化し、合算したものを縦軸にプロットしたグラフである。
【図２５】本発明の原理の説明に供する模式図である。
【図２６】本発明の原理の説明に供する図であり、寸法（質量）が１倍及び２倍のモルタル・ブロックをほぼ同一の力で打撃した場合の最大加速度振幅値及び平均振動数の計測を行ったモデルを示す斜視図である。
【図２７】試験モデルの変形例を示す外観図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１０ 安定状態評価システム
１２ パーソナル・コンピュータ
１２Ａ ＣＰＵ（導出手段，判定手段，換算手段）
１２Ｂ ＲＡＭ
１２Ｃ ＲＯＭ
１２Ｄ 二次記憶部（記憶手段，第２記憶手段）
１２Ｅ キーボード
１２Ｆ ディスプレイ（表示手段）
１２Ｇ 入出力インタフェース
１４ 加速度計（取得手段）
１６ インパルス・ハンマー
１８ 動ひずみアンプ
２０ データ・レコーダ
２２ 記録・出力装置
５０ 構造物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出手段と、
前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を示す情報を表示する表示手段と、
を備えた安定状態評価装置。
【請求項２】
前記構造物、又は当該構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた前記閾値を予め記憶した記憶手段を更に備え、
前記判定手段は、前記閾値を前記記憶手段から読み出して前記比較を行う
請求項１記載の安定状態評価装置。
【請求項３】
前記複数の拘束度は、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含む
請求項２記載の安定状態評価装置。
【請求項４】
前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態は、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態は、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態は、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態である
請求項３記載の安定状態評価装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記最大加速度振幅値と前記閾値との比較を行う場合、当該最大加速度振幅値が当該閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記平均振動数と前記閾値との比較を行う場合、当該平均振動数が当該閾値以下である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の双方と前記閾値との比較を行う場合、前記最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、前記平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた第１閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記合算値が前記第１閾値より小さな値である第２閾値以下である場合に前記評価対象構造物が安定しているものと判定する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項７】
前記導出手段によって前記最大加速度振幅値が導出される場合は当該最大加速度振幅値の取り得る最大値を予め記憶し、前記導出手段によって前記平均振動数が導出される場合は当該平均振動数の取り得る最小値を予め記憶した第２記憶手段と、
前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方を、前記第２記憶手段により記憶されている対応する前記最大値又は前記最小値で除算して得られた値に換算する換算手段を更に備え、
前記判定手段は、前記換算手段によって換算されて得られた値が１に近づくほど悪化しているものと前記評価対象構造物の安定状態を判定する
請求項１〜請求項６の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項８】
前記平均振動数は、前記加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数である
請求項１〜請求項７の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項９】
前記取得手段は、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得する
請求項１〜請求項８の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項１０】
複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、
取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、
導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、
判定結果を示す情報を表示手段により表示する
安定状態評価方法。
【請求項１１】
複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出ステップと、
前記導出ステップによって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定結果を示す情報を表示手段により表示する表示ステップと、
をコンピュータに実行させる安定状態評価プログラム。
【請求項１】
複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出手段と、
前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を示す情報を表示する表示手段と、
を備えた安定状態評価装置。
【請求項２】
前記構造物、又は当該構造物と同一種類の材料により構成された構造物を、当該構造物が安定しているものと見なすことのできる第１拘束度と、当該構造物が安定していないものと見なすことのできる第２拘束度の２つの拘束度を含む複数の拘束度を有するように設置することにより構成された試験モデルを用いた試験によって得られた前記閾値を予め記憶した記憶手段を更に備え、
前記判定手段は、前記閾値を前記記憶手段から読み出して前記比較を行う
請求項１記載の安定状態評価装置。
【請求項３】
前記複数の拘束度は、前記第１拘束度と前記第２拘束度との間の拘束度である第３拘束度を更に含む
請求項２記載の安定状態評価装置。
【請求項４】
前記試験モデルにおける、前記第１拘束度となる前記構造物の設置状態は、隣接する構造物間で介在物が存在しない状態であり、前記第２拘束度となる前記構造物の設置状態は、隣接する構造物間にエアシートを介在させた状態であり、前記第３拘束度となる前記構造物の設置状態は、隣接する構造物間に砂袋を介在させた状態である
請求項３記載の安定状態評価装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記最大加速度振幅値と前記閾値との比較を行う場合、当該最大加速度振幅値が当該閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記平均振動数と前記閾値との比較を行う場合、当該平均振動数が当該閾値以下である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の双方と前記閾値との比較を行う場合、前記最大加速度振幅値については値が大きくなるほど大きな値となるように正規化し、前記平均振動数については値が大きくなるほど小さな値となるように正規化して、各々の正規化された値の合算値が予め定められた第１閾値以上である場合に前記評価対象構造物が不安定であるものと判定し、前記合算値が前記第１閾値より小さな値である第２閾値以下である場合に前記評価対象構造物が安定しているものと判定する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項７】
前記導出手段によって前記最大加速度振幅値が導出される場合は当該最大加速度振幅値の取り得る最大値を予め記憶し、前記導出手段によって前記平均振動数が導出される場合は当該平均振動数の取り得る最小値を予め記憶した第２記憶手段と、
前記導出手段によって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方を、前記第２記憶手段により記憶されている対応する前記最大値又は前記最小値で除算して得られた値に換算する換算手段を更に備え、
前記判定手段は、前記換算手段によって換算されて得られた値が１に近づくほど悪化しているものと前記評価対象構造物の安定状態を判定する
請求項１〜請求項６の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項８】
前記平均振動数は、前記加速度応答情報により示される加速度スペクトルの積算値を均等に２分割したときの境界となる振動数である
請求項１〜請求項７の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項９】
前記取得手段は、加速度計を前記評価対象構造物に接触させ、かつ接着させない状態で前記加速度応答情報を取得する
請求項１〜請求項８の何れか１項記載の安定状態評価装置。
【請求項１０】
複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得し、
取得した加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行い、
導出した前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定し、
判定結果を示す情報を表示手段により表示する
安定状態評価方法。
【請求項１１】
複数の構造物が積み重ねられて構成された構造体における当該複数の構造物のうちの安定状態の評価対象とする評価対象構造物に対し、打撃力を与えたときの加速度応答を示す加速度応答情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された加速度応答情報からの加速度振幅の最大値である最大加速度振幅値の導出、及び当該加速度応答情報からの加速度応答の１秒当たりの振動数の平均値である平均振動数の導出の少なくとも一方を行う導出ステップと、
前記導出ステップによって導出された前記最大加速度振幅値及び前記平均振動数の少なくとも一方と予め定められた閾値との比較を行い、この比較の結果に基づいて前記評価対象構造物の安定状態を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定結果を示す情報を表示手段により表示する表示ステップと、
をコンピュータに実行させる安定状態評価プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００９−６３４５０（Ｐ２００９−６３４５０Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３１９４９（Ｐ２００７−２３１９４９）
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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