JPH04277207A - Protective structure - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To effectively utilize a foamed polystyrene block layer used as an impact force buffer structure in a protective structure like a shed, keeper, etc. CONSTITUTION:A plurality of main girders 1 are integrally fastened by cross fastening PC steel members 2 to form a roof 3 which is mounted on pillars 6 and walls 7 and rigidly integrated therewith by longitudinally fastening steel members to compose a shed. An impact force buffer structure is provided on the roof 3 with a sand cushion material layer A, thereon with a foamed polystyrene block layer B and thereon with a protective material layer C. A sufficient impact force buffing effect is fulfilled by setting the thickness of the foamed polystyrene block layer B to necessary and sufficient one without having unnecessarily thick and expensive foamed polystyrene block layer B.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明は道路又は鉄道用軌道を落
石等から保護するために落石等覆工として設置されるシ
ェッド、キ―パ―等の保護構造物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to protective structures such as sheds and keepers installed as linings for falling rocks to protect roads or railway tracks from falling rocks.

【０００２】0002

【従来の技術】一般にこの種の構造物は屋根を支持体に
より支持して構成されており、鋼製とＰＣ，ＲＣによる
コンクリ―ト製とが知られている。例えばコンクリ―ト
製のシェッドは実公平１−４８９５号公報、特公平１−
２７２２号公報等で開示されているように、複数のコン
クリ―ト製壁体である主桁を道路又は軌道長手方向に向
う横締用ＰＣ鋼材により一体に緊結して屋根を形成し、
この屋根の道路又は軌道幅方向の両側を柱または壁に剛
結して構成されている。そして主桁構造は断面Ｔ型のも
のや断面ア―チ型のもの等が知られており、また主桁の
支持構造は主桁の両側を親柱と子柱で支持するもの、ま
た擁壁と親柱あるいは擁壁と擁壁で支持するもの等種々
のものが知られている。また、この種のコンクリ―ト製
キ―パ―は実開昭６２−１９６２２０号公報、特公平１
−２４４００３号公報等で開示されているように、複数
のコンクリ―ト製壁体を道路又は軌道長手方向に向う横
締用ＰＣ鋼材により一体に緊結して屋根を形成し、この
屋根を道路又は軌道幅方向の山側に斜めに設置して構成
されている。この屋根の支持構造は屋根を下部工と柱と
に定着するものや下部工と山の壁部とに定着するもの等
が知られている。2. Description of the Related Art Generally, this type of structure is constructed with a roof supported by a support, and structures made of steel and concrete made of PC or RC are known. For example, concrete sheds are disclosed in Utility Model Publication No. 1-4895 and Special Publication No. 1-4895.
As disclosed in Publication No. 2722, etc., a plurality of main girders, which are concrete walls, are tied together with PC steel members for horizontal tightening in the longitudinal direction of the road or track to form a roof.
Both sides of the roof in the width direction of the road or track are rigidly connected to columns or walls. Main girder structures are known to have a T-shaped cross section or an arch-shaped cross section, and support structures for the main girder include those in which both sides of the main girder are supported by main columns and child columns, and retaining walls. Various types of support are known, such as those supported by main pillars or retaining walls. Also, this kind of concrete keeper is disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 196220/1983,
As disclosed in Publication No. 244003, etc., a plurality of concrete walls are tied together using PC steel members for horizontal tightening facing in the longitudinal direction of the road or track to form a roof, and this roof is attached to the road or track. It is installed diagonally on the mountain side in the track width direction. Some known roof support structures include those in which the roof is fixed to a substructure and columns, and structures in which the roof is fixed to a substructure and a mountain wall.

【０００３】これらの鋼製あるいはコンクリ―ト製の各
種の保護構造物においては、落石等による衝撃力を緩和
する目的で一般に砂、砕砂または山土等のサンドクッシ
ョン材を屋根上に敷いている。しかし、保護構造物の屋
根上に十分な衝撃力分散効果をもたないサンドクッショ
ン材を敷いて衝撃力緩和構造を形成していたため、大き
な落石に対して十分な緩衝効果を得るためにはサンドク
ッション材層の厚さは約９０〜　１２０ｃｍ程度を必要
とし、緩和構造によって死荷重が増大し実用化が困難で
あるという問題があった。[0003] In these various steel or concrete protective structures, sand cushioning materials such as sand, crushed sand, or mountain soil are generally spread on the roof in order to reduce the impact force caused by falling rocks, etc. . However, the impact force mitigation structure was formed by laying sand cushion material on the roof of the protection structure, which does not have sufficient impact force dispersion effect. The thickness of the cushioning material layer needs to be about 90 to 120 cm, and the relaxation structure increases the dead load, making it difficult to put it into practical use.

【０００４】このような問題を解決するものとして、保
護構造物の屋根上に発泡スチロ―ルのブロックを敷設し
、この発泡スチロ―ルブロックにより落石等の衝撃力を
吸収するようにしたものが特開平２−８０７０３号公報
で開示されている。[0004] As a solution to this problem, a foamed polystyrene block is laid on the roof of the protective structure, and the foamed polystyrene block absorbs the impact force of falling rocks, etc. It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-80703.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、落石衝撃力に対して必要とする発泡スチロ―ルの厚
みについて何等考慮されていないため、発泡スチロ―ル
が厚くなり過ぎて不要に高価になったり逆に薄くなり過
ぎて十分な衝撃力の吸収効果が得られなかったりする虞
れがあり、有効利用することができなかった。[Problem to be solved by the invention] In the above-mentioned conventional technology, no consideration is given to the thickness of the styrofoam needed to withstand the impact force of falling rocks, so the styrofoam becomes too thick and unnecessarily expensive. It could not be used effectively because there was a risk that it would become too thin or that it would not be able to provide a sufficient impact absorption effect.

【０００６】そこで本発明は発泡スチロ―ルブロック層
のコストを低減し、かつ十分な衝撃力の緩和効果を得る
発泡スチロ―ルの厚さを備えることにより発泡スチロ―
ルブロックの有効利用を可能にした保護構造物を提供す
ることを目的とする。Therefore, the present invention reduces the cost of the foamed styrene block layer and provides a thickness of the foamed styrene that provides a sufficient effect of mitigating the impact force.
The purpose of this invention is to provide a protective structure that enables effective use of rub blocks.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は道路又は鉄道用
軌道の少なくとも一部を覆う屋根を支持体により支持し
、前記屋根上に発泡スチロールブロック層を有する衝撃
力緩和構造を備えた保護構造物において、前記発泡スチ
ロールブロック層の厚みを数式１で求められる値に設定
するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a protective structure that includes a roof covering at least a portion of a road or railway track, which is supported by a support, and is provided with an impact force mitigation structure having a styrene foam block layer on the roof. In this case, the thickness of the Styrofoam block layer is set to a value determined by Equation 1.

【０００８】[0008]

【数１】[Math 1]

【０００９】（但し、Ｐは衝撃力、Ｗは落下重量、Ｈは
落下高さ、ｈは発泡スチロールブロック層の厚み、Ｐ５
は発泡スチロールのひずみ５％に相当する貫入量に対す
る衝撃力、Ｐ６０は発泡スチロールのひずみ６０％に相
当する貫入量に対する衝撃力である。）また本発明は道
路又は鉄道用軌道の少なくとも一部を覆う屋根を支持体
により支持し、前記屋根上に発泡スチロールブロック層
と砂層とを有する衝撃力緩和構造を備えた保護構造物に
おいて、前記発泡スチロールブロック層の厚みを数式２
で求められる値に設定するものである。(However, P is the impact force, W is the falling weight, H is the falling height, h is the thickness of the styrofoam block layer, P5
P60 is the impact force with respect to the penetration amount corresponding to 5% strain of Styrofoam, and P60 is the impact force with respect to the penetration amount corresponding to 60% strain of Styrofoam. ) The present invention also provides a protective structure comprising an impact force mitigation structure in which a roof covering at least a portion of a road or railway track is supported by a support member, and has a foamed polystyrene block layer and a sand layer on the roof. Formula 2 is the thickness of the block layer.
It is set to the value determined by .

【００１０】0010

【数２】[Math 2]

【００１１】（但し、Ｐは衝撃力、Ｐｏは砂に対する衝
撃力、Ｓｏは砂の貫入量、Ｗは落下重量、Ｈは落下高さ
、ｈは発泡スチロールブロック層の厚み、Ｐ５は発泡ス
チロールのひずみ５％に相当する貫入量に対する衝撃力
、Ｐ６０は発泡スチロールのひずみ６０％に相当する貫
入量に対する衝撃力、Ｐ７０は発泡スチロールのひずみ
７０％に相当する貫入量に対する衝撃力である。）(However, P is the impact force, Po is the impact force on the sand, So is the amount of sand penetration, W is the falling weight, H is the falling height, h is the thickness of the Styrofoam block layer, and P5 is the strain of the Styrofoam block 5. %, P60 is the impact force against the penetration amount corresponding to 60% strain of Styrofoam, P70 is the impact force against the penetration amount corresponding to 70% strain of Styrofoam.)

【０
０１２】0
012]

【作用】上記構成によって、軽量で十分な衝撃力の緩衝
，分散効果を有する発泡スチロ―ルブロック層を有効利
用して落石等による衝撃力の緩衝，分散効果を高めるこ
とができる。[Function] With the above structure, it is possible to enhance the effect of buffering and dispersing the impact force caused by falling rocks, etc. by effectively utilizing the foamed polystyrene block layer which is lightweight and has sufficient effect of buffering and dispersing the impact force.

【００１３】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【００１４】図１および図２はコンクリ―ト製シェッド
の屋根上に衝撃力緩和構造を備えたものを示しており、
複数の主桁１を道路又は軌道長手方向に向う横締用ＰＣ
鋼材２により一体に緊結して屋根３を形成し、この屋根
３の周縁上部に囲いブロック４をアンカ―部材５によっ
て固設し、前記屋根３の道路又は軌道幅方向の両側を支
持体である柱６および壁７上に載置し縦締用鋼材８によ
って剛結一体化してシェッドを構成している。[0014] Figures 1 and 2 show a concrete shed with an impact force mitigation structure on the roof.
PC for horizontal tightening with multiple main girders 1 facing the longitudinal direction of the road or track
A roof 3 is formed by fastening the steel members 2 together, and an enclosing block 4 is fixed to the upper part of the periphery of the roof 3 using anchor members 5, and supports are provided on both sides of the roof 3 in the road or track width direction. It is placed on pillars 6 and walls 7 and rigidly integrated with vertically fastening steel members 8 to form a shed.

【００１５】衝撃力緩和構造は屋根３上にサンドクッシ
ョン材層Ａを設け、このサンドクッション材層Ａ上に発
泡スチロ―ルブロック層Ｂを設け、この発泡スチロ―ル
ブロック層Ｂ上に保護材層Ｃを設けてなり、サンドクッ
ション材層Ａおよび保護材層Ｃは砂，砕砂または山土等
のサンドクッション材９を敷いて形成されており、発泡
スチロ―ルブロック層Ｂは単位体積重量が１５乃至２０
ｋｇｆ／ｍ３　前後の発泡スチロ―ルからなる平版状の
単位発泡スチロ―ルブロック１０を多数敷き並べて形成
されている。この単位発泡スチロ―ルブロック１０は単
に敷き並べるだけでもよいが、必要に応じて複数の爪片
を有する緊結金具（図示せず）を用いこの爪片に隣り合
う単位発泡スチロ―ルブロック１０を圧入係止して各ブ
ロック１０を相互に緊結してもよい。また図３では屋根
３上に発泡スチロ―ルブロック層Ｂを設け、この発泡ス
チロ―ルブロック層Ｂに保護材層Ｃを設けて衝撃力緩衝
構造を構成している。In the impact force mitigation structure, a sand cushion material layer A is provided on the roof 3, a foamed styrene block layer B is provided on this sand cushion material layer A, and a protective material is provided on this foamed styrene block layer B. The sand cushion material layer A and the protective material layer C are formed by laying sand cushion material 9 such as sand, crushed sand or mountain soil, and the styrofoam block layer B has a unit volume weight of 15 to 20
It is formed by laying out a large number of planar unit Styrofoam blocks 10 made of Styrofoam of around kgf/m3. These unit foamed polystyrene blocks 10 may be simply laid out, but if necessary, a fastening tool (not shown) having a plurality of claw pieces can be used to connect the unit foamed polystyrene blocks 10 adjacent to the claw pieces. The blocks 10 may be tightly connected to each other by press-fitting and locking. Further, in FIG. 3, a foamed styrene block layer B is provided on the roof 3, and a protective material layer C is provided on this foamed styrene block layer B to constitute an impact force buffering structure.

【００１６】図４ではコンクリ―ト製キ―パ―の屋根上
に衝撃力緩和構造を備えたものを示し、図１乃至図３と
同一部分に同一符号を付し同一箇所の説明を省略して詳
述すると、複数の壁体１Ａを道路長手方向に向う横締用
ＰＣ鋼材２により一体に緊結して屋根３Ａを形成し、こ
の屋根３Ａの周縁上部に囲いブロック４をアンカ―部材
５によって固設し、前記屋根３Ａの山側を柱６Ａおよび
下部工７Ａ上に斜めに載置し縦締用鋼材８により定着一
体化してキ―パ―を構成している。FIG. 4 shows a concrete keeper equipped with an impact-reducing structure on the roof, and the same parts as in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals and explanations of the same parts are omitted. To explain in detail, a roof 3A is formed by connecting a plurality of walls 1A together with horizontal tightening PC steel members 2 facing in the longitudinal direction of the road, and a surrounding block 4 is attached to the upper part of the periphery of the roof 3A by anchor members 5. The roof 3A is fixedly installed, and the mountain side of the roof 3A is placed diagonally on the pillars 6A and the substructure 7A, and is fixed and integrated with the vertical tightening steel members 8 to form a keeper.

【００１７】衝撃力緩衝構造は屋根３Ａ上にサンドクッ
ション材層Ａを設け、このサンドクッション材層Ａ上に
単位発泡スチロ―ルブロック１０を敷き並べてなる発泡
スチロ―ルブロック層Ｂ’を設け、この発泡スチロ―ル
ブロック層Ｂ’上に保護材層Ｃを設けてなるものである
。 また図５ではキ―パ―の屋根３Ａを下部工７Ａに定着す
ると共に山の壁部にアンカ―１１によって定着したもの
を示し、衝撃力緩和構造は図４で示したものと同一であ
る。The impact force buffering structure includes a sand cushion material layer A provided on the roof 3A, and a foamed styrene block layer B' formed by laying unit foamed styrene blocks 10 on the sand cushioned material layer A. A protective material layer C is provided on this Styrofoam block layer B'. Further, FIG. 5 shows the keeper's roof 3A fixed to the substructure 7A and also fixed to the mountain wall by anchors 11, and the impact force mitigation structure is the same as that shown in FIG. 4.

【００１８】図６では地山１３と谷１４又は海との間に
設けられた道路又は軌道に設置されたコンクリ―ト製シ
ェッドの屋根上に衝撃力緩衝構造を備えたものを示して
おり、図１乃至図５と同一部分に同一符号を付し同一箇
所の説明を省略して説明すると、複数の主桁１を道路又
は軌道長手方向に向う横締用ＰＣ鋼材２により一体に緊
結してなる屋根３を形成し、この屋根３の周縁上部に囲
いブロック４を縦締用鋼材８によって固設し、前記屋根
３の道路又は軌道幅方向の両側を支持体である柱６およ
び壁７上に載置し縦締用鋼材８によって剛結一体化して
シェッドを構成している。FIG. 6 shows a concrete shed installed on a road or track between a mountain 13 and a valley 14 or the sea, which is equipped with an impact force buffering structure on the roof. The same parts as in FIGS. 1 to 5 are given the same reference numerals, and the explanation of the same parts is omitted. To explain, a plurality of main girders 1 are tied together by PC steel members 2 for horizontal tightening facing in the longitudinal direction of the road or track. A roof 3 is formed, and an enclosing block 4 is fixed to the upper peripheral edge of this roof 3 with vertically tightening steel members 8, and both sides of the roof 3 in the width direction of the road or track are supported on pillars 6 and walls 7. The shed is constructed by placing it on the shaft and rigidly connecting it with the vertically fastening steel member 8 to form a shed.

【００１９】衝撃力緩衝構造は屋根３上に単位体積重量
が１５乃至２０ｋｇｆ／ｍ３　前後の発泡スチロ―ルか
らなる発泡スチロ―ルブロック層Ｂ”を設け、この発泡
スチロ―ルブロック層Ｂ”上に保護材層Ｃを設けてなり
、発泡スチロ―ルブロック層Ｂ”は多数の平版状単位発
泡スチロ―ルブロック１０を順次敷き並べかつ積み重ね
てその上端部が地山１３から谷１４又は海に向って傾斜
するように形成する。この場合地山１３から谷１４又は
海に向う勾配は安息角程度又はこれ以上であることが好
ましい。また、保護材層Ｃは発泡スチロ―ルブロック層
Ｂ”上の傾斜部にハニカム構造をなす格子枠体１２を配
置し、この格子枠体１２を埋入した状態で砂，砕砂また
は山土等のサンドクッション材９が敷かれている。この
場合格子枠体１２はポリエステル等からなる半硬質素材
により形成され、これを折り曲げると共に専用ホッチキ
スで接続することにより１目が例えば六角形状をなす格
子枠状に形成されている。なお、前記格子枠体１２は発
泡スチロ―ルブロック層Ｂ”を紫外線等から保護するた
めのサンドクッション材９を安定させるものであり、こ
れに限られるものではなく植生やネット等を用いてもよ
い。The impact force buffering structure is provided with a foamed styrene block layer B" made of foamed polystyrene having a unit volume weight of about 15 to 20 kgf/m3 on the roof 3, and A protective material layer C is provided on the styrofoam block layer B'', and the styrofoam block layer B'' is formed by sequentially laying out and stacking a large number of planar unit styrofoam blocks 10 such that their upper ends extend from the ground 13 to the valley 14 or the sea. In this case, the slope from the mountain 13 toward the valley 14 or the sea is preferably about the angle of repose or more. Also, the protective material layer C is formed so as to be inclined toward the valley 14 or the sea. A lattice frame 12 having a honeycomb structure is arranged on the upper slope, and a sand cushion material 9 such as sand, crushed sand, or mountain soil is laid with the lattice frame 12 buried therein. In this case, the lattice frame body 12 is made of a semi-rigid material made of polyester or the like, and is bent and connected using a special stapler to form a lattice frame shape in which the first stitches are, for example, hexagonal. The lattice frame 12 is used to stabilize the sand cushion material 9 for protecting the styrofoam block layer B'' from ultraviolet rays, etc., and is not limited to this, and it may be used with vegetation, nets, etc. good.

【００２０】このように上記各実施例においては土砂に
対し約　１００分の１程度で極めて軽量であると共に耐
圧縮性、耐水性および積み重ねたときの自立性などの特
性を有し、単位体積重量が１５乃至２０ｋｇｆ／ｍ３前
後の発泡スチロ―ルからなる発泡スチロ―ルブロック層
Ｂ，Ｂ’，Ｂ”をサンドクッション材層Ａと組み合せて
、あるいは組み合せずに衝撃力緩衝構造を構成するもの
であるから、従来技術のようにサンドクッション材を厚
さ約９０〜　１２０ｃｍ程度に敷くものに比べ死荷重が
極めて小さくなると共に、単位発泡スチロ―ルブロック
１０は成形金型のコストを低減でき、多様な施工構造に
も対応でき、しかも運搬，移動に際し大型建設機械が必
要でなく、かつ人力により敷き並べることができるため
実用性の高いものになる。また、衝撃力の緩衝及び分散
の効果を有する単位体積重量が１５乃至２０ｋｇｆ／ｍ
３　前後の発泡スチロ―ルブロック層Ｂ，Ｂ’，Ｂ”に
よって、あるいは前記単位体積重量が１５乃至２０ｋｇ
ｆ／ｍ３　前後の発泡スチロ―ルブロック層Ｂ，Ｂ’，
Ｂ”とサンドクッション材層Ａとの組み合せによって衝
撃力を良好に緩衝，分散し、大きな落石に対する十分な
緩衝効果を得ることができる。また発泡スチロ―ルブロ
ック層Ｂ，Ｂ’，Ｂ”上には保護材層Ｃが設けられてい
るため、保護材層Ｃによって発泡スチロ―ルブロック層
Ｂ，Ｂ’，Ｂ”が紫外線から保護されて長期使用に耐え
得る。また図６では地山１３から谷１４又は海に向って
安息角程度の傾斜をなしているため、屋根３上に落下し
た落石，崩土等の衝撃力は緩衝力緩和構造によって緩和
されると共に落石，崩土等は緩衝構造上面部の傾斜面に
よって谷１４又は海に向って移動し落下するものである
ため、屋根３に過大な荷重が加わり続けること無く安全
性も高められる。[0020] As described above, each of the above embodiments is extremely lightweight, weighing about one-hundredth of the weight of earth and sand, and has properties such as compression resistance, water resistance, and self-supporting properties when stacked, and has a unit volume weight. Styrofoam block layers B, B', B'' made of styrofoam with a weight of around 15 to 20 kgf/m3 are combined with or without the sand cushion material layer A to form an impact-absorbing structure. Therefore, the dead load is extremely small compared to the conventional technique in which sand cushion material is spread to a thickness of about 90 to 120 cm, and the unit foamed polystyrene blocks 10 can reduce the cost of molding molds and can be used in a variety of ways. It is highly practical because it can be applied to various construction structures, does not require large construction machinery for transportation and movement, and can be laid out manually.It also has the effect of buffering and dispersing impact force. Unit volume weight is 15 to 20 kgf/m
3. Depending on the front and rear Styrofoam block layers B, B', B'', or the unit volume weight is 15 to 20 kg.
f/m3 Styrofoam block layers B, B',
The combination of the sand cushion material layer A and the sand cushion material layer A can buffer and disperse the impact force well, and provide a sufficient buffering effect against large rockfalls. Since the protective material layer C is provided in the protective material layer C, the foamed polystyrene block layers B, B', and B'' are protected from ultraviolet rays by the protective material layer C and can withstand long-term use. Since the slope is approximately the same as the angle of repose toward the valley 14 or the sea, the impact force of falling rocks, collapsed soil, etc. falling on the roof 3 is alleviated by the buffering force mitigation structure, and falling rocks, collapsed soil, etc. are buffered. Since the roof 3 moves toward the valley 14 or the sea and falls due to the slope of the upper surface of the structure, safety is improved without continuously applying an excessive load to the roof 3.

【００２１】次に、緩衝材として数式１，数式２で求め
られる厚みを有する発泡スチロ―ルブロック層を用いた
場合の有効性を実証するための実験結果を述べる。Next, the results of an experiment to demonstrate the effectiveness of using a foamed polystyrene block layer having a thickness determined by Equations 1 and 2 as a cushioning material will be described.

【００２２】実験例 落石実験用土槽はコンクリ―トスラブの上に幅　　５．
０ｍ，奥行き　５．０ｍ，高さ　１．５ｍのプレキャス
ト鉄筋コンクリ―ト製のものを組立て、クッション材の
搬入・搬出が容易になるようにした。発泡スチロ―ルは
単位体積重量が２０ｋｇｆ／ｍ３　のものと１５ｋｇｆ
／ｍ３　のものと１２ｋｇｆ／ｍ３　のものとを用いる
。また発泡スチロ―ルの形状・寸法は、発泡スチロ―ル
土木工法では標準的寸法になりつつある　２，０００ｍ
ｍ×　１，０００ｍｍ×　５００ｍｍのものを用いる。 使用重錘の重量は　１．０ｔｏｎおよび　３．０ｔｏｎ
とし、落下装置を用いて　１．０ｔｏｎまたは　３．０
ｔｏｎのものを高さ１０ｍまたは２０ｍから落下させる
。Experimental example The soil tank for the rockfall experiment was placed on a concrete slab with a width of 5.
A precast reinforced concrete structure with a length of 0 m, a depth of 5.0 m, and a height of 1.5 m was assembled to facilitate the loading and unloading of cushioning materials. Styrofoam has a unit volume weight of 20kgf/m3 and 15kgf
/m3 and 12kgf/m3 are used. In addition, the shape and dimensions of Styrofoam are becoming standard in the Styrofoam civil engineering method.2,000m
Use one with dimensions of m x 1,000 mm x 500 mm. The weights used are 1.0ton and 3.0ton.
1.0 ton or 3.0 ton using a dropping device.
Dropping a ton object from a height of 10 or 20 m.

【００２３】実験の種類は発泡スチロ―ルと砂を用いた
実験であり、これは発泡スチロ―ルを層状に重ね、ケー
スによっては砂層と組合せて落石実験を行う。各ケ―ス
とも、最下層は衝撃土圧測定のための土圧計との馴染み
を良くするために５ｃｍ厚の砂を敷き、また発泡スチロ
―ル材の表面は表面処理材として１０ｃｍ厚の砂を敷き
均すことにした。実験の種類を表１、表２、表３に示す
。The type of experiment is an experiment using styrofoam and sand, in which styrofoam is stacked in layers, and depending on the case, it is combined with a layer of sand to conduct a rockfall experiment. In each case, 5 cm thick sand was laid on the bottom layer to improve compatibility with the earth pressure meter for measuring impact earth pressure, and 10 cm thick sand was laid on the surface of the Styrofoam material as a surface treatment material. I decided to lay it out. The types of experiments are shown in Table 1, Table 2, and Table 3.

【００２４】[0024]

【表１】[Table 1]

【００２５】[0025]

【表２】[Table 2]

【００２６】[0026]

【表３】[Table 3]

【００２７】測定項目および方法において、重錘加速度
の測定は、ひずみゲ―ジ式加速度変換器（東京測器研究
所製ＡＲ−１００Ｅ）を重錘の重心付近に固定し、重錘
がクッション材に衝突するときの加速度（負値）を測定
する。クッション材底面の衝撃土圧の測定は、土槽底面
のコンクリ―トスラブ（厚さ３０ｃｍ）上面と同一高さ
となるように土圧計（東京測器研究所製ＢＥ−１０Ｋ）
を固定し、重錘落下時のクッション材底面の衝撃土圧を
測定する。重錘落下点より２０ｃｍまたは３０ｃｍ間隔
に５個の土圧計を配置した。土槽側面に作用する衝撃土
圧の測定は重錘落下時に作用する土槽側面の衝撃土圧を
測定するために、土槽壁面の底面から５０ｃｍおよび　
１００ｃｍの位置に土圧計（東京測器研究所製ＢＥ−１
０ＫＤ）を配置した。動的ひずみ測定において、加速度
計および土圧計の出力はひずみ測定器（東京測器研究所
製）に入力され、動的ひずみ測定器の出力はマイクロコ
ンピュ―タ（ＰＣ９８００）に挿入された落石実験専用
Ａ／Ｄ変換ボ―ドに入力する。Ａ／Ｄ変換およびデ―タ
処理システムは、加速度および土圧は２ｍｓｅｃ間隔で
２秒間（各１０００デ―タ）サンプリングされ、専用メ
モリ―に高速で格納される。測定後、これらのデ―タは
フロッピイディスクに格納されるとともに、直ちに解析
され、加速度および各土圧の最大値，最大値の発生時間
などが表示され、また、グラフィック表示もされる。こ
れらのデ―タは、同時にＸ−Ｙプロッタ―によっても作
画される。[0027] In the measurement items and methods, the weight acceleration is measured by fixing a strain gauge type acceleration transducer (AR-100E manufactured by Tokyo Sokki Kenkyusho) near the center of gravity of the weight, and Measure the acceleration (negative value) when the object collides with the object. To measure the impact earth pressure on the bottom of the cushioning material, use an earth pressure meter (BE-10K manufactured by Tokyo Sokki Kenkyusho) so that it is at the same height as the top of the concrete slab (thickness 30 cm) on the bottom of the earthen tank.
is fixed, and the impact earth pressure on the bottom of the cushion material when the weight falls is measured. Five earth pressure gauges were placed at intervals of 20 cm or 30 cm from the weight drop point. In order to measure the impact earth pressure acting on the side of the earthen tank when a weight falls, the earth tank is placed at a distance of 50 cm from the bottom of the earthen tank wall.
An earth pressure meter (BE-1 manufactured by Tokyo Measuring Instruments Research Institute) was installed at a position of 100 cm.
0KD) was placed. In the dynamic strain measurement, the outputs of the accelerometer and earth pressure meter are input to a strain measuring device (manufactured by Tokyo Sokki Kenkyusho), and the output of the dynamic strain measuring device is input to a microcomputer (PC9800) in the rockfall experiment. Input to the dedicated A/D conversion board. In the A/D conversion and data processing system, acceleration and earth pressure are sampled for 2 seconds (1000 data each) at 2 msec intervals and stored at high speed in dedicated memory. After measurement, these data are stored on a floppy disk and immediately analyzed, and the maximum value of acceleration and each earth pressure, the time of occurrence of the maximum value, etc. are displayed, as well as graphically displayed. These data are also plotted by an X-Y plotter at the same time.

【００２８】図７は上記実験に用いた発泡スチロ―ルの
単位体積重量ρが１２ｋｇｆ／ｍ３　、１５ｋｇｆ／ｍ
３　および２０ｋｇｆ／ｍ３　に対する応力−ひずみ関
係をプロットしたものである。図７において、横軸はひ
ずみ（％）を、縦軸は応力（ｔｆ／ｍ２　）を示してい
る。応力−ひずみ関係を求めるための供試体は、直径１
０ｃｍ，高さ１０ｃｍの円筒供試体を用いた。図７より
、約５％のひずみより応力の増加に比較してひずみが急
速に増加するが、約７０％および８０％のひずみに到達
すると応力が急激に増加している。重錘衝撃力において
は、重錘がクッション材に衝突する直前を時間零とし、
横軸に時間（ｍｓｅｃ）を、縦軸に重錘加速度に重錘質
量を乗じた値（以後、重錘衝撃力と言う）をとって実線
でプロットしたもの（ケ―ス６を除く）に対して、以後
、その波形を中心に検討すると、図８および図９は重錘
重量３ｔｏｎ，落下高さ１０ｍに対する重錘衝撃力の波
形を、発泡スチロ―ル材厚　１５０ｃｍと　２００ｃｍ
に対して比較したものである。発泡スチロ―ル材の厚さ
の増加の影響はわずかに認められるものの、波形には大
きな相違はない。それに対し、図１０および図１１は同
様の発泡スチロ―ル材厚および重錘重量に対し、落下高
さを２０ｍに増加させた場合のものである。同図より重
錘重量３ｔｏｎ，落下高さ２０ｍに対しては発泡スチロ
―ル材厚さが　１５０ｃｍでは十分な緩衝効果を得るた
めには不足することが明らかである。さらに図７におい
ては、単位体積重量が１５ｋｇｆ／ｍ３　の発泡スチロ
―ル材を使用する場合、ひずみ５％に対し応力１０ｔｆ
／ｍ２　，ひずみ６０％に対し応力３０ｔｆ／ｍ２　の
応力−ひずみ特性を有していることから、ひずみ５％に
対し応力１０乃至７ｔｆ／ｍ２　，ひずみ６０％に対し
応力３０乃至２１ｔｆ／ｍ２　の特性を有する発泡スチ
ロ―ル材を使用するのが好ましく、また単位体積重量が
２０ｋｇｆ／ｍ３の発泡スチロ―ル材を使用する場合、
ひずみ５％に対し応力１３ｔｆ／ｍ２　，ひずみ６０％
に対し応力３３ｔｆ／ｍ２　の応力−ひずみ特性を有し
ていることから、ひずみ５％に対し応力１３乃至１０ｔ
ｆ／ｍ２　，ひずみ６０％に対し応力３３乃至３０ｔｆ
／ｍ２　の特性を有する発泡スチロ―ル材を使用するこ
とが好ましいことが理解される。FIG. 7 shows that the unit volume weight ρ of the styrofoam used in the above experiment was 12 kgf/m3 and 15 kgf/m3.
3 and 20 kgf/m3. In FIG. 7, the horizontal axis represents strain (%), and the vertical axis represents stress (tf/m2). The specimen used to determine the stress-strain relationship has a diameter of 1
A cylindrical specimen with a diameter of 0 cm and a height of 10 cm was used. From FIG. 7, the strain increases rapidly compared to the increase in stress at about 5% strain, but when the strain reaches about 70% and 80%, the stress increases rapidly. For weight impact force, time is zero just before the weight collides with the cushioning material,
Time (msec) is plotted on the horizontal axis and the value obtained by multiplying the weight acceleration by the weight mass (hereinafter referred to as weight impact force) on the vertical axis (excluding case 6). 8 and 9 show the waveforms of the weight impact force when the weight of the weight is 3 tons and the drop height is 10 m.
This is a comparison. Although there is a slight effect of increasing the thickness of the Styrofoam material, there is no major difference in the waveform. On the other hand, FIGS. 10 and 11 show the case where the falling height is increased to 20 m for the same foamed polystyrene material thickness and weight weight. From the same figure, it is clear that for a weight of 3 tons and a fall height of 20 m, the thickness of the styrofoam material of 150 cm is insufficient to obtain a sufficient cushioning effect. Furthermore, in Fig. 7, when using a polystyrene foam material with a unit volume weight of 15 kgf/m3, the stress is 10 tf for a strain of 5%.
/m2, stress-strain characteristics of 30 tf/m2 for 60% strain, stress 10 to 7 tf/m2 for 5% strain, and stress 30 to 21 tf/m2 for 60% strain. It is preferable to use a foamed polystyrene material having a unit volume weight of 20 kgf/m3,
Stress 13tf/m2 for 5% strain, 60% strain
Since it has a stress-strain characteristic of 33 tf/m2 for 5% strain, the stress is 13 to 10 t for 5% strain.
f/m2, stress 33 to 30tf for 60% strain
It will be appreciated that it is preferable to use a Styrofoam material having a characteristic of /m2.

【００２９】図１２および図１３は、発泡スチロ―ル材
の厚さ　２００ｃｍ，重錘重量３ｔｏｎ，落下高さ２０
ｍに対し、発泡スチロ―ル材の単位体積重量が１２ｋｇ
ｆ／ｍ３　と２０ｋｇｆ／ｍ３　の比較を行ったもので
あり、単位体積重量が２０ｋｇｆ／ｍ３　に対するもの
は、図１１の１５ｋｇｆ／ｍ３　のものとほぼ同じであ
るのに対し、１２ｋｇｆ／ｍ３　のものは極端に大きい
値となっており、このような荷重条件では発泡スチロ―
ルの単位体積重量は１５ｋｇｆ／ｍ３　が限界であり、
単位体積重量が１２ｋｇｆ／ｍ３　のものでは相当分厚
い発泡スチロ―ル層を必要とし、経済的に実施化が困難
になることが理解される。FIG. 12 and FIG. 13 show that the thickness of the styrofoam material is 200 cm, the weight of the weight is 3 tons, and the falling height is 20 cm.
m, the unit volume weight of styrofoam material is 12 kg
f/m3 and 20kgf/m3, and the one for the unit volume weight of 20kgf/m3 is almost the same as the one for 15kgf/m3 in Figure 11, while the one for the unit volume weight of 12kgf/m3 is This is an extremely large value, and under such load conditions, Styrofoam
The unit volume weight of 15kgf/m3 is the limit,
It is understood that a device with a unit volume weight of 12 kgf/m3 requires a fairly thick styrofoam layer, making it economically difficult to implement.

【００３０】図１４は発泡スチロ―ル材の厚さを　３０
０ｃｍまで増加させた場合の重錘重量３ｔｏｎ，落下高
さ２０ｍに対するもので、図１１の発泡スチロ―ル材の
厚さ　２００ｃｍのものと比較してほぼ同じ値となって
おり、このような落石条件では厚さの増加に比例した効
果は期待できないことが理解される。[0030] Figure 14 shows the thickness of the styrofoam material.
This is for a weight of 3 tons and a fall height of 20 m when the thickness is increased to 0 cm, which is almost the same value as the 200 cm thick Styrofoam material shown in Figure 11. It is understood that under these conditions, an effect proportional to the increase in thickness cannot be expected.

【００３１】積分衝撃土圧とその分布においては、重錘
がクッション材に衝突し、クッション材中を貫入する間
に、衝撃力はクッション材中を伝播しクッション材底面
に到達する。クッション材底面においてコンクリ―トス
ラブに作用する圧力が、落石による構造物に作用する実
際の力である。土圧計は重錘落下位置から２０ｃｍ間隔
または３０ｃｍ間隔で合計５個配置されており、衝撃土
圧は重錘落下点を中心に軸対称的に分布するものと仮定
して、土圧の作用域で積分することにより実際の構造物
に作用する衝撃力を求めることができる。このようにし
て得られた衝撃力を、以後、積分土圧と呼ぶことにする
。Regarding the integral impact earth pressure and its distribution, while the weight collides with the cushion material and penetrates into the cushion material, the impact force propagates through the cushion material and reaches the bottom surface of the cushion material. The pressure acting on the concrete slab at the bottom of the cushioning material is the actual force acting on the structure due to falling rocks. A total of 5 earth pressure gauges are placed at intervals of 20 cm or 30 cm from the point where the weight falls.Assuming that the impact earth pressure is distributed axially symmetrically around the point where the weight falls, the area of action of the earth pressure is calculated. The impact force acting on the actual structure can be determined by integrating with . The impact force obtained in this manner will hereinafter be referred to as integral earth pressure.

【００３２】重錘がクッション材に衝突する直前を時間
零とし、横軸に時間（ｍｓｅｃ）を、縦軸に積分土圧を
とって図８乃至図１４の破線でプロットしたものより、
その波形を、また、横軸に時間（ｍｓｅｃ）を、縦軸に
土圧をとり、重錘落下位置の土圧をＮｏ．１とし、隣接
の土圧を順次Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５として、土圧の時間的
変化を示したものより、各土圧の波形および分布を検討
する。From the graphs plotted with broken lines in FIGS. 8 to 14, with the time immediately before the weight colliding with the cushioning material taken as zero, the horizontal axis representing time (msec), and the vertical axis representing the integrated earth pressure,
The waveform is plotted with time (msec) on the horizontal axis and earth pressure on the vertical axis, and the earth pressure at the position where the weight falls is No. 1, and the adjacent earth pressures are sequentially numbered. 2~No. 5, we will examine the waveform and distribution of each earth pressure based on the temporal changes in earth pressure.

【００３３】図８および図９は重錘重量３ｔｏｎ，落下
高さ１０ｍに対する衝撃土圧の波形を、発泡スチロ―ル
材厚　１５０ｃｍと　２００ｃｍに対して比較したもの
であり、重錘衝撃力と同様に、発泡スチロ―ル材の厚さ
の増加の影響はわずかに認められるものの、波形には大
きな相違はない。同一の実験に対する土圧波形を図１５
および図１６に示す。同図より土圧の波形および分布に
ついても、積分土圧と同様のことが言える。[0033] Figures 8 and 9 compare the waveforms of the impact earth pressure for a weight of 3 tons and a fall height of 10 m for Styrofoam thicknesses of 150 cm and 200 cm, and are similar to the impact force of the weight. Although there is a slight effect of increasing the thickness of the Styrofoam material, there is no major difference in the waveform. Figure 15 shows the earth pressure waveform for the same experiment.
and shown in FIG. From the same figure, the same can be said about the waveform and distribution of earth pressure as for the integral earth pressure.

【００３４】しかし、図１０および図１１は図８，９と
同様の発泡スチロ―ル材厚および重錘重量に対し、落下
高さを２０ｍに増加させた場合のものであり、また図１
７および図１８に示す同一の実験に対する土圧の波形お
よび分布からも、重錘衝撃力と同様に発泡スチロ―ル材
厚さが　１５０ｃｍでは十分な緩衝効果を得るためには
不足することが明らかである。However, FIGS. 10 and 11 show the case where the thickness of the foamed polystyrene material and the weight of the weight are the same as in FIGS. 8 and 9, but the falling height is increased to 20 m, and FIG.
From the waveform and distribution of earth pressure for the same experiment shown in Figure 7 and Figure 18, it is clear that the thickness of the Styrofoam material of 150 cm is insufficient to obtain a sufficient buffering effect, as is the case with the weight impact force. It is.

【００３５】図１２および図１３は、発泡スチロ―ル材
の厚さ　２００ｃｍ，重錘重量３ｔｏｎ，落下高さ２０
ｍに対し、発泡スチロ―ル材の単位体積重量が１２ｋｇ
ｆ／ｍ３　と２０ｋｇｆ／ｍ３　の比較を行ったもので
あり、重錘衝撃力と同様に単位体積重量が２０ｋｇｆ／
ｍ３　に対するものは、図１１の１５ｋｇｆ／ｍ３　の
ものとほぼ同じであるのに対し、１２ｋｇｆ／ｍ３　の
ものは、重錘衝撃力以上に極端に大きい値となっている
。このことは、これに対応する土圧波形および分布の図
１９，２０にも見られる。12 and 13 show that the thickness of the styrofoam material is 200 cm, the weight of the weight is 3 tons, and the falling height is 20 cm.
m, the unit volume weight of styrofoam material is 12 kg
f/m3 and 20kgf/m3, and similar to the weight impact force, the unit volume weight is 20kgf/m3.
m3 is almost the same as that of 15 kgf/m3 in FIG. 11, whereas the value of 12 kgf/m3 is extremely large, exceeding the weight impact force. This can also be seen in FIGS. 19 and 20 of the corresponding earth pressure waveforms and distributions.

【００３６】図２１乃至図２６は表２に対する実験結果
を示している。FIGS. 21 to 26 show experimental results for Table 2.

【００３７】図２１乃至図２４はクッション材厚が、い
づれも１５０　ｃｍに対するものであるが、発泡スチロ
ール材の厚さが１００　ｃｍのものを除いて、いづれも
大きい重錘衝撃力となっており、互層の場合、発泡スチ
ロール材の厚さが５０ｃｍでは発泡スチロール材の挿入
位置にあまり関係がないことが明らかとなった。FIGS. 21 to 24 are for cases where the cushioning material thickness is 150 cm, but except for the case where the foamed polystyrene material is 100 cm thick, all of them have a large weight impact force. In the case of alternating layers, it has become clear that when the thickness of the styrofoam material is 50 cm, there is little relation to the insertion position of the styrofoam material.

【００３８】図２４乃至図２６より、最下層に９０ｃｍ
の砂を敷き、その上に発泡スチロール材を厚さ５０ｃｍ
，１００　ｃｍおよび１５０　ｃｍで並べた場合の比較
を行うと、発泡スチロール材の厚さの増加とともに、重
錘衝撃力の最大値は次第に減少することが明らかである
。図２１および図２３の衝撃力波形は、後述のクッショ
ン材として砂のみを用いた場合の波形に類似しており、
砂の影響が大きく現れていることが分かる。From FIGS. 24 to 26, 90 cm in the bottom layer
Spread 50cm thick styrofoam material on top of the sand.
, 100 cm and 150 cm, it is clear that the maximum value of the weight impact force gradually decreases as the thickness of the Styrofoam material increases. The impact force waveforms in FIGS. 21 and 23 are similar to the waveforms when only sand is used as the cushioning material, which will be described later.
It can be seen that the influence of sand is significant.

【００３９】図２７および図２８は、クッション材とし
て、砂のみを用いた場合の砂厚１２０ｃｍおよび１５０
　ｃｍで、重錘重量３ｔｏｎ，落下高さ２０ｍに対する
重錘衝撃力の比較を示している。図より、両者の差異は
ほとんど認められない。FIGS. 27 and 28 show sand thicknesses of 120 cm and 150 cm when only sand is used as the cushioning material.
The graph shows a comparison of the impact force of a weight with a weight of 3 tons and a falling height of 20 m in cm. As shown in the figure, there is almost no difference between the two.

【００４０】以上により落下条件に見合う発泡スチロー
ル材厚がある場合には、十分な緩衝効果が期待でき、重
錘衝撃力の作用時間も非常に長くなっている。As described above, if the foamed polystyrene material has a thickness that meets the falling conditions, a sufficient buffering effect can be expected, and the duration of the impact force of the weight becomes very long.

【００４１】次に前述した実験結果を踏まえて実際の設
計に適用出来る設計衝撃力公式について説明する。この
式は２分野に分かれる。即ち、１．発泡スチロールのみ
の場合の数式１と、２．砂と発泡スチロールの組合せに
よる互層の場合の数式２である。１の場合は小さな荷重
以外は発泡スチロール材の均一性から極めて精度の高い
一般式を導く事が出来た。また２に関しては砂の全層厚
が９０ｃｍ以上と仮定し、現在一般的に使用されている
落下対策便覧式を用いて式の誘導を行う。Next, a design impact force formula that can be applied to actual design will be explained based on the above-mentioned experimental results. This formula is divided into two areas. That is, 1. Formula 1 in case of only Styrofoam, and 2. This is Equation 2 for the case of alternating layers made of a combination of sand and Styrofoam. In case 1, we were able to derive an extremely accurate general formula from the uniformity of the polystyrene foam material except for small loads. Regarding 2, it is assumed that the total thickness of the sand is 90 cm or more, and the formula is derived using the currently commonly used fall countermeasure handbook formula.

【００４２】まず発泡スチロールの応力−ひずみ関係に
ついて説明する。First, the stress-strain relationship of styrene foam will be explained.

【００４３】３種類の発泡スチロール（単位体積重量が
ρ＝１２ｋｇｆ／ｍ３　，１５ｋｇｆ／ｍ３　および２
０ｋｇｆ／ｍ３　）の圧縮試験供試体（直径１０ｃｍ，
高さ１０ｃｍ）の圧縮試験より得られた応力−ひずみ曲
線は図７で示した通りであるが、図２９では応力−ひず
み曲線を破線で示したように、３本直線で近似する。す
なわち、ひずみ５％までは応力を０と置き、５％ひずみ
の応力をσ５とする。５％ひずみのときの応力σ５と６
０％ひずみの応力σ６０を直線で結び、これを７０％の
ひずみまで延長する。さらに、８０％のひずみに対する
応力をσ８０とし、７０％まで延長された直線とσ８０
を結びこれを延長する。Three types of polystyrene foam (unit volume weight ρ=12 kgf/m3, 15 kgf/m3, and 2
0kgf/m3) compression test specimen (diameter 10cm,
The stress-strain curve obtained from the compression test with a height of 10 cm) is as shown in FIG. 7, but in FIG. 29, the stress-strain curve is approximated by three straight lines as shown by broken lines. That is, the stress is set to 0 up to 5% strain, and the stress at 5% strain is set to σ5. Stress σ5 and 6 at 5% strain
Connect the stress σ60 at 0% strain with a straight line and extend this to 70% strain. Furthermore, let the stress for 80% strain be σ80, and the straight line extended to 70% and σ80
Tie and extend this.

【００４４】図２９からρ＝１５ｋｇｆ／ｍ３　の場合
の各応力σ５，σ６０，σ８０を読み取れば、σ５＝１
０ｔｆ／ｍ２　，σ６０＝３０ｔｆ／ｍ２　，σ８０＝
６５ｔｆ／ｍ２　となる。If we read the respective stresses σ5, σ60, and σ80 when ρ=15 kgf/m3 from FIG. 29, we find that σ5=1
0tf/m2, σ60=30tf/m2, σ80=
It becomes 65tf/m2.

【００４５】次に衝撃力の分散について説明すると、発
泡スチロールのひずみが７０％を越えないと考えられる
範囲での土圧分布は、例えば図１５および図１６から、
土圧の発生の初期では広い範囲で分布しているが、時間
の経過とともに外側の土圧は消失し、中央部分での土圧
のみが残存し、また、中央部分では土圧は比較的均一と
なっていることが認められる。これにより、重錘の衝突
の初期では比較的広い範囲に衝撃力は分散し、重錘の貫
入と共に範囲が狭くなるものと思われる。いま、衝突の
初期には重錘の直径より、鉛直方向に対して３０°の角
度（発泡スチロールの破壊形状より推定）で１層のみ分
散するものと仮定する。このときの分散の直径ｄ１は、
Next, to explain the distribution of impact force, the earth pressure distribution in the range where the strain of Styrofoam is considered not to exceed 70% is, for example, as shown in FIGS. 15 and 16.
At the beginning of the earth pressure generation, it is distributed over a wide range, but as time passes, the earth pressure on the outside disappears and only the earth pressure in the center remains, and the earth pressure is relatively uniform in the center. It is recognized that As a result, it is thought that the impact force is dispersed over a relatively wide range at the initial stage of the collision of the weight, and the range narrows as the weight penetrates. Now, assume that at the beginning of the collision, only one layer is dispersed at an angle of 30° to the vertical direction (estimated from the fracture shape of the Styrofoam) based on the diameter of the weight. The diameter d1 of the dispersion at this time is

【００４６】[0046]

【数３】[Math 3]

【００４７】となる。ここに、ｄｏは重錘の直径、λは
発泡スチロールの１層の厚さである。又、最大貫入時の
分散直径（ｄ２）および貫通時（ｄ３）の分散直径を以
下の様に仮定する。ｄ２＝１．１　・ｄｏ，ｄ３＝１．
０５・ｄｏこれにより、それぞれの分散面積は[0047] Here, do is the diameter of the weight, and λ is the thickness of one layer of Styrofoam. Further, the dispersion diameter at maximum penetration (d2) and the dispersion diameter at penetration (d3) are assumed as follows. d2=1.1 ・do, d3=1.
05・do As a result, each dispersion area is

【００４８】[0048]

【数４】[Math 4]

【００４９】[0049]

【数５】[Math 5]

【００５０】[0050]

【数６】[Math 6]

【００５１】となる（図３０，図３１，図３２参照）。(See FIGS. 30, 31, and 32).

【００５２】次に、設計衝撃力について説明すると、重
錘の平均貫入量においては、重錘の平均貫入量は数式７
、数式８で与えられ、重錘底面の形状により異なった値
をとる（図３３参照）。Next, to explain the design impact force, the average penetration amount of the weight is expressed by formula 7.
, is given by Equation 8, and takes different values depending on the shape of the bottom surface of the weight (see FIG. 33).

【００５３】[0053]

【数７】[Math 7]

【００５４】[0054]

【数８】[Math. 8]

【００５５】次に発泡スチロールの衝撃力−貫入量関係
について説明すると、図３４に発泡スチロール厚さ１５
０　ｃｍ，重錘重量Ｗ＝３ｔｏｎ，落下高さＨ＝２０ｍ
に対する実験の衝撃力−貫入量関係が示されている。す
でに、各種の実験に対する衝撃力−貫入量関係を示した
が、図３４のものは実験条件、すなわち重錘重量および
落下高さに対し発泡スチロール厚さが不足し、重錘が持
つ位置エネルギーを発泡スチロールが吸収するには、過
大な変形を必要とし、最大貫入量付近で急激に衝撃力が
増加している。いま、５％ひずみに相当する貫入量Ｃ５
（δ＝７．５　ｃｍ）に対する衝撃力をＰ５＝σ５Ａ１
とする。また、６０％ひずみに相当する貫入量すなわち
数式９Next, to explain the relationship between impact force and penetration amount of styrene foam, FIG.
0 cm, weight weight W = 3 tons, falling height H = 20 m
The experimental impact force-penetration amount relationship is shown. We have already shown the relationship between impact force and penetration amount for various experiments, but the one in Figure 34 shows that the thickness of the Styrofoam is insufficient for the experimental conditions, that is, the weight of the weight and the falling height, and the potential energy of the weight is absorbed by the Styrofoam. In order to absorb this, excessive deformation is required, and the impact force increases rapidly near the maximum penetration amount. Now, the penetration amount C5 corresponding to 5% strain
(δ=7.5 cm) P5=σ5A1
shall be. In addition, the amount of penetration corresponding to 60% strain, that is, Formula 9

【００５６】[0056]

【数９】[Math. 9]

【００５７】に対する衝撃力をＰ６０＝σ６０Ａ２とし
、Ｐ５と結んで７０％ひずみに相当する貫入量すなわち
数式１０Let the impact force for

【００５８】[0058]

【数１０】[Math. 10]

【００５９】まで直線を延長する。この点で衝撃力をＰ
７０とし、さらに貫入量が発泡スチロール厚さｈ（Ｃ１
００　）に対応する衝撃力Ｐ１００　＝σ８０Ａ３とし
て数式１１で示すＰ７０と結ぶ（図３５乃至図４０参照
）。Extend the straight line until . At this point, the impact force is P
70, and further the penetration amount is the Styrofoam thickness h (C1
The impact force corresponding to P100 = σ80A3 is connected to P70 shown in Equation 11 (see FIGS. 35 to 40).

【００６０】[0060]

【数１１】[Math. 11]

【００６１】このようにして得られた３本の直線は、実
験より得られた衝撃力−貫入量曲線の近似直線である。The three straight lines thus obtained are approximate straight lines of the impact force-penetration amount curve obtained from experiments.

【００６２】次に砂の衝撃力−貫入量関係について説明
すると、図４１乃至図４４は、クッション材として砂を
用いた場合の衝撃力−貫入量関係を示しており、それぞ
れ、落下重量Ｗ＝１ｔｏｎ，落下高さＨ＝１０ｍ，２０
ｍおよび落下重量Ｗ＝３ｔｏｎ，落下高さＨ＝１０ｍ，
２０ｍに対するものである。図中、水平の破線は、Next, to explain the relationship between the impact force and the amount of penetration of sand, FIGS. 41 to 44 show the relationship between the impact force and the amount of penetration when sand is used as a cushioning material, and in each case, the falling weight W= 1 ton, falling height H = 10 m, 20
m and falling weight W = 3 tons, falling height H = 10 m,
This is for 20m. In the figure, the horizontal dashed line is

【０
０６３】0
063]

【数１２】[Math. 12]

【００６４】より求めた衝撃力である。数式１２より求
めた衝撃力は、重錘重量Ｗ＝１ｔｏｎに対しては過少と
なっているが、Ｗ＝３ｔｏｎに対しては実験値を良く近
似している。発泡スチロールの場合と同様に、砂の場合
の場合の衝撃力−貫入量曲線の最大貫入量までの下側の
面積は砂の吸収エネルギーＥｏを示しており、実験より
得られた衝撃力−貫入量曲線の数値積分結果は、重錘の
もち位置エネルギーＥｐと極めてよく一致している。図
４１乃至図４４のうち、衝撃力が比較的大きい図４２，
図４３および図４４においては、曲線は２つの山を有し
ている。最初の山は、重錘が砂に衝突した瞬間に砂が局
部的に圧縮されてできるものと思われる。その後、重錘
と局部的に圧縮された砂が下方に移動すると共に、側方
への砂の破壊を開始し、第２の山が発生するものと思わ
れる。第１の山はほぼ三角形をしており、その面積は全
体の面積の約９０％となっている。これより、この三角
形の頂点、すなわち最大衝撃力は数式１２より求まるも
のとし、三角形の面積が重錘のもつ位置エネルギーの９
０％であるとして底辺の長さＳｏをThis is the impact force determined from [0064] The impact force calculated from Equation 12 is too small for the weight W=1 ton, but it closely approximates the experimental value for W=3 ton. As in the case of Styrofoam, the area under the impact force-penetration amount curve up to the maximum penetration amount in the case of sand indicates the absorbed energy Eo of the sand, and the impact force-penetration amount obtained from the experiment The numerical integration result of the curve is in extremely good agreement with the potential energy Ep of the weight. Among FIGS. 41 to 44, FIG. 42 shows a relatively large impact force,
In FIGS. 43 and 44, the curve has two peaks. The first mountain appears to have formed when the sand was locally compressed at the moment the weight collided with it. After that, the weight and the locally compressed sand move downward and begin to destroy the sand laterally, creating a second mountain. The first mountain is almost triangular in shape, and its area accounts for about 90% of the total area. From this, it is assumed that the vertex of this triangle, that is, the maximum impact force, can be found from Equation 12, and the area of the triangle is 9 of the potential energy of the weight.
Assuming that it is 0%, the length of the base So is

【００６５】[0065]

【数１３】[Math. 13]

【００６６】より求め、さらに三角形を２等辺三角形と
して描いたものが図４１乃至図４４に示されている。同
図より頂点の位置は、重錘の落下高さが低い場合には実
験結果より前方に、落下高さが高い場合には後方に位置
することがわかるが、以後の計算においては、すべての
２等辺三角形で近似することにする。FIGS. 41 to 44 show the triangles obtained from [0066] and drawn as isosceles triangles. From the same figure, it can be seen that when the falling height of the weight is low, the apex is located in front of the experimental results, and when the falling height is high, it is located behind the experimental results, but in the subsequent calculations, all We will approximate it using an isosceles triangle.

【００６７】次に発泡スチロール単層の場合における設
計衝撃力公式について説明すると、貫入量Ｃにおける衝
撃力Ｐｃは図３３よりNext, to explain the design impact force formula in the case of a single layer of polystyrene foam, the impact force Pc at the penetration amount C is calculated from FIG.

【００６８】[0068]

【数１４】[Math. 14]

【００６９】で表され、又、その時の仕事量ＥｗはIt is expressed as: and the amount of work Ew at that time is

【０
０７０】0
070]

【数１５】[Math. 15]

【００７１】で与えられる。It is given by:

【００７２】数式１４および数式１５よりＣを消去し、
さらにＥｗ＝ＷＨを代入すると、重錘の衝撃力ＰはEliminating C from equations 14 and 15,
Furthermore, by substituting Ew=WH, the impact force P of the weight is

【０
０７３】0
073]

【数１】[Math 1]

【００７４】となる。なお、これに代入する貫入量Ｃｍ
ａｘは[0074] In addition, the penetration amount Cm substituted for this
ax is

【００７５】[0075]

【数１６】[Math. 16]

【００７６】で与えられる。It is given by:

【００７７】以上の数式を用いて、本実験で得られた実
験値と比較してみる。重錘Ｗ＝１ｔｏｎ，Ｗ＝３ｔｏｎ
における重錘が発泡スチロールに突き当るときの落石形
状の下端部平均突出量ｅａは次の様になる。つまりＷ＝
１ｔｏｎの場合はUsing the above formula, a comparison will be made with the experimental values obtained in this experiment. Weight W=1 ton, W=3 ton
The average protrusion amount ea of the lower end of the falling rock shape when the weight hits the Styrofoam is as follows. In other words, W=
In the case of 1 ton

【００７８】[0078]

【数１７】[Math. 17]

【００７９】である。[0079]

【００８０】またＷ＝３ｔｏｎの場合は[0080] Also, in the case of W=3 tons,

【００８１】[0081]

【数１８】[Math. 18]

【００８２】である。[0082]

【００８３】図３５乃至図４０には５％ひずみおよび６
０％ひずみに対する衝撃力Ｐ５とＰ６０を結び７０％ひ
ずみまで延長した直線と、この直線下の面積が重錘の位
置エネルギーと等しくなる部分の影線が示されている。FIGS. 35 to 40 show 5% strain and 6% strain.
A straight line connecting the impact forces P5 and P60 for 0% strain and extending to 70% strain, and a shaded line where the area under this straight line is equal to the potential energy of the weight are shown.

【００８４】図３９，図４０では、影線部分が７０％ひ
ずみをこえており、数式１および数式１６の不等式を満
足せず、発泡スチロールの厚さが重量および落下高さに
対して不足していることを示している。In FIGS. 39 and 40, the shaded area exceeds 70% strain, which does not satisfy the inequalities of Equations 1 and 16, indicating that the thickness of the polystyrene foam is insufficient relative to its weight and falling height. It shows that there is.

【００８５】表４は、各種の発泡スチロールの厚さ，重
錘重量および落下高さに対する実験結果と数式１より求
めた設計衝撃力との比較を示している。Table 4 shows a comparison between the experimental results for various Styrofoam thicknesses, weight weights, and falling heights, and the design impact force determined from Equation 1.

【００８６】ただし、発泡スチロールの単位体積重量が
ρ＝１５ｋｇｆ／ｍ３　に対するものであり、σ６０と
して３０ｔｆ／ｍ２　を用いた。However, the unit volume weight of the expanded polystyrene was ρ=15 kgf/m 3 , and 30 tf/m 2 was used as σ60.

【００８７】[0087]

【表４】[Table 4]

【００８８】表４より設計式は実験値の０．８８〜１．
１３倍の値を与えており、比較的大きい衝撃力に対して
は安全側の値を示している（図４５参照）。From Table 4, the design formula is 0.88 to 1.
The value is 13 times that of the previous one, which is a value on the safe side for relatively large impact forces (see FIG. 45).

【００８９】いま、落石を完全球形及び発泡スチロール
の単位体積重量をρ＝１５ｋｇｆ／ｍ３　と仮定すると
以下の様になる。Now, assuming that the falling rock is perfectly spherical and that the unit volume weight of expanded polystyrene is ρ=15 kgf/m3, the following will be obtained.

【００９０】[0090]

【数１９】[Math. 19]

【００９１】ここに、ρＲは落石の単位重量で２．６　
ｔｆ／ｍ３　，λは発泡スチロール１層厚さで０．５　
ｍである。 また、図２９，数式４，数式５，数式６，数式１１から
、ひずみが５％，６０％における衝撃力Ｐ５，Ｐ６０は
以下の様になる。Here, ρR is the unit weight of the falling rock, which is 2.6
tf/m3, λ is the thickness of one layer of polystyrene foam and is 0.5
It is m. Further, from FIG. 29, Equations 4, 5, 6, and 11, the impact forces P5 and P60 at strains of 5% and 60% are as follows.

【００９２】[0092]

【数２０】[Math. 20]

【００９３】また、ひずみ７０％における衝撃力Ｐ７０
の推定値Ｐ’を求める為、[0093] Also, impact force P70 at 70% strain
In order to find the estimated value P' of

【００９４】[0094]

【数２１】[Math. 21]

【００９５】を数式１１に代入すると、Substituting [0095] into Formula 11, we get

【００９６】[0096]

【数２２】[Math. 22]

【００９７】を得る。さらに数式１，数式１６から発泡
スチロールの必要最小全厚Ｔは、Obtain . Furthermore, from Equations 1 and 16, the required minimum total thickness T of Styrofoam is:

【００９８】[0098]

【数２３】[Math. 23]

【００９９】として導かれる。この時の衝撃力Ｐ，貫入
量Ｃｍａｘは数式１，数式１６にＴ及びｅａを代入して
求められる。It is derived as follows. The impact force P and penetration amount Cmax at this time are obtained by substituting T and ea into Equations 1 and 16.

【０１００】以上を整理すると、[0100] Putting the above in order,

【０１０１】[0101]

【数２４】[Math. 24]

【０１０２】となる。[0102]

【０１０３】数式２４を用いて実際の問題を解いてみる
と、落石重量Ｗ＝３ｔｏｎ，落下高さＨ＝２０ｍとする
。When solving an actual problem using Equation 24, it is assumed that the falling rock weight W=3 tons and the falling height H=20 m.

【０１０４】[0104]

【数２５】[Math. 25]

【０１０５】よって、Ｗ＝３ｔｏｎ，Ｈ＝２０ｍでは、
発泡スチロール全厚Ｔ２．５　ｍが必要でありその衝撃
力Ｐは４８．０８０ｔｆ、最大貫入量Ｃは１．７０９　
ｍとなる。[0105] Therefore, when W=3ton and H=20m,
The total thickness of Styrofoam is T2.5 m, the impact force P is 48.080 tf, and the maximum penetration amount C is 1.709.
m.

【０１０６】次に砂と発泡スチロールの互層の場合にお
ける設計衝撃力公式について説明すると、前述した通り
、衝撃力−貫入量関係を発泡スチロールに対しては３本
の直線で、砂に対しては２等辺三角形で図４６乃至図５
１のように近似する。ある発泡スチロールおよび砂の組
み合わせに対して、落石の位置エネルギーの大きさによ
り３つのケースが考えられる。即ち、■落石の貫入量が
発泡スチロールの７０％ひずみ以下の場合Next, to explain the design impact force formula in the case of alternating layers of sand and Styrofoam, as mentioned above, the relationship between impact force and penetration amount is expressed by three straight lines for Styrofoam, and isosceles for sand. Figures 46 to 5 are triangles.
Approximate as 1. For a certain combination of Styrofoam and sand, three cases can be considered depending on the magnitude of the potential energy of the falling rock. In other words, ■ If the amount of rockfall penetration is less than 70% strain of Styrofoam.

【０１０７】[0107]

【数２６】[Math. 26]

【０１０８】■落石の貫入量が発泡スチロールの７０％
ひずみを越え、衝撃力がＰ１００　以下の場合■The amount of rockfall penetration is 70% of that of styrofoam.
If the strain is exceeded and the impact force is less than P100

【０１０
９】010
9]

【数２７】[Math. 27]

【０１１０】■衝撃力がＰ１００　を越える場合■When the impact force exceeds P100

【０１
１１】01
11]

【数２８】[Math. 28]

【０１１２】である。[0112]

【０１１３】まず落石の貫入量が発泡スチロールの７０
％ひずみ以下の場合について説明すると、発泡スチロー
ルおよび砂の吸収エネルギーＥｗｃおよびＥｗｓは図４
６，図４７の影線の面積であり、以下のように得られる
。First, the amount of rockfall penetration is 70% for styrofoam.
% strain or less, the absorbed energies Ewc and Ews of Styrofoam and sand are shown in Figure 4.
6. This is the area of the shaded line in FIG. 47, which is obtained as follows.

【０１１４】[0114]

【数２９】[Math. 29]

【０１１５】[0115]

【数３０】[Math. 30]

【０１１６】また、Ｐ７０とＰ５を結ぶ直線は[0116] Also, the straight line connecting P70 and P5 is

【０１１
７】011
7]

【数３１】[Math. 31]

【０１１８】発泡スチロールおよび砂の吸収エネルギー
は、落石のもつ位置エネルギーに等しい。The absorbed energy of Styrofoam and sand is equal to the potential energy of a falling rock.

【０１１９】[0119]

【数３２】[Math. 32]

【０１２０】となる。数式２９および数式３１よりＣｍ
ａｘを消去し、Ｐ＝Ｐｃ＝Ｐｓと置くと、衝撃力Ｐとし
て数式２を得る。[0120] From formula 29 and formula 31, Cm
By eliminating ax and setting P=Pc=Ps, we obtain Equation 2 as impact force P.

【０１２１】[0121]

【数２】[Math 2]

【０１２２】次に落石の貫入量が発泡スチロールの７０
％ひずみを越え、衝撃力がＰ１００　以下の場合につい
て説明すると、発泡スチロールの吸収エネルギーＥｗｃ
は図４８，図４９の影線の面積であり、砂の吸収エネル
ギーは数式３０と同じである。Next, the amount of rockfall penetration is 70% for styrofoam.
% strain and the impact force is less than P100, the absorbed energy of Styrofoam Ewc
is the area of the shaded line in FIGS. 48 and 49, and the absorbed energy of sand is the same as Equation 30.

【０１２３】[0123]

【数３３】[Math. 33]

【０１２４】Ｐ７０とＰ１００　を結ぶ直線は、[0124] The straight line connecting P70 and P100 is

【０１
２５】01
25]

【数３４】[Math. 34]

【０１２６】発泡スチロールおよび砂の吸収エネルギー
と落石の位置エネルギーを等置し、Ｐ＝Ｐｏ＝Ｐ５と置
くと数式３５を得る。Equation 35 is obtained by equating the absorbed energy of Styrofoam and sand with the potential energy of falling rocks and setting P=Po=P5.

【０１２７】[0127]

【数３５】[Math. 35]

【０１２８】次に衝撃力がＰ１００　を越える場合につ
いて説明すると、この場合の条件式は数式３６で表され
る。Next, the case where the impact force exceeds P100 will be explained. The conditional expression in this case is expressed by Equation 36.

【０１２９】[0129]

【数３６】[Math. 36]

【０１３０】発泡スチロールの吸収エネルギーＥｗｃは
、衝撃力−貫入量関係の近似直線の下側の全面積、すな
わち、図５０，図５１の影線の面積であり、砂の吸収エ
ネルギーは数式３０と同じである。The absorbed energy Ewc of Styrofoam is the total area under the approximate straight line of the impact force-penetration amount relationship, that is, the area of the shaded line in FIGS. 50 and 51, and the absorbed energy of sand is the same as Equation 30. It is.

【０１３１】[0131]

【数３７】[Math. 37]

【０１３２】発泡スチロールおよび砂の吸収エネルギー
と落石の位置エネルギーを等置すると次数式を得る。た
だし、Ｐ＝Ｐｓであり、Ｐｓ＞Ｐ１００　である。[0132] By equating the absorbed energy of Styrofoam and sand with the potential energy of falling rocks, the following equation is obtained. However, P=Ps and Ps>P100.

【０１３３】[0133]

【数３８】[Math. 38]

【０１３４】以上の数式を用いて、本実験で得られた実
験値を比較してみる。Using the above formula, the experimental values obtained in this experiment will be compared.

【０１３５】表５は、各種の互層の厚さ，重錘重量およ
び落下高さに対する実験結果と数式２，数式３５，数式
３８より求めた設計衝撃力との比較を示している（図５
２参照）。Table 5 shows a comparison between the experimental results for various alternating layer thicknesses, weight weights, and falling heights and the design impact force obtained from Equations 2, 35, and 38 (Fig. 5
(see 2).

【０１３６】[0136]

【表５】[Table 5]

【０１３７】表５より、設計式は実験値の１．０５５　
〜１．４８８　倍の値を与えており安全側の値を示して
いる。From Table 5, the design formula is 1.055 of the experimental value.
A value of ~1.488 times is given, indicating a value on the safe side.

【０１３８】発泡スチロール単層の場合と同様に落石を
完全球形及び発泡スチロールの単位体積重量をρ＝１５
ｋｇｆ／ｍ３　と仮定する。数式４，数式５，数式６，
数式１１よりAs in the case of a single layer of Styrofoam, the falling rock is perfectly spherical and the unit volume weight of Styrofoam is ρ=15.
Assume that kgf/m3. Formula 4, Formula 5, Formula 6,
From formula 11

【０１３９】[0139]

【数３９】[Math. 39]

【０１４０】が得られ、各式を整理すると以下の様にな
る。##EQU00001## is obtained, and the equations are rearranged as follows.

【０１４１】[0141]

【数４０】[Math. 40]

【０１４２】求める衝撃力Ｐはその値によって次の３タ
イプに分けられる。すなわち、The required impact force P can be divided into the following three types depending on its value. That is,

【０１４３】[0143]

【数４１】[Math. 41]

【０１４４】表６は前述した式に基づき作成された発泡
スチロール厚選定表であり発泡スチロールのみの場合を
示している。表６においてＨは落下高さで単位は（ｍ）
、Ｗは重錘重量で単位は（ｔｏｎ）、発泡スチロール厚
の単位は（×１０ｃｍ）であり、従って、例えば表６に
おいてＨ＝１ｍ、Ｗ＝１ｔｏｎでは発泡スチロール厚５
０ｃｍとなり、Ｈ＝２１ｍ、Ｗ＝１ｔｏｎでは発泡スチ
ロール厚２００　ｃｍである。Table 6 is a foamed polystyrene thickness selection table created based on the above-mentioned formula, and shows the case of foamed polystyrene only. In Table 6, H is the falling height in (m)
, W is the weight of the weight and the unit is (ton), and the unit of the foamed polystyrene thickness is (×10cm). Therefore, for example, in Table 6, when H = 1 m and W = 1 ton, the foamed polystyrene thickness is 5.
0 cm, and when H=21 m and W=1 ton, the thickness of Styrofoam is 200 cm.

【０１４５】[0145]

【表６】[Table 6]

【０１４６】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施
が可能である。例えば保護構造物は各種タイプに適用可
能であり、またサンドクッション材層の厚み、あるいは
発泡スチロールブロック層の厚み等は適宜選定すればよ
い。また保護材層をサンドクッション材によって構成す
ることにより緩衝効果が高められるが、この保護材層は
主に発泡スチロールブロック層を保護するためのもので
あり、サンドクッション材に代えてコンクリート、アス
ファルト、布製マット等による単層構造で構成したり、
サンドクッション材とコンクリート、アスファルト又は
布製マットとによる複数層構造で構成したりしてもよい
。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, the protective structure can be applied to various types, and the thickness of the sand cushion material layer, the thickness of the foamed polystyrene block layer, etc. may be selected as appropriate. In addition, the buffering effect can be enhanced by constructing the protective material layer with sand cushion material, but this protective material layer is mainly used to protect the foamed polystyrene block layer, and instead of sand cushion material, concrete, asphalt, or cloth can be used. Consisting of a single layer structure made of mats, etc.
It may also be configured with a multi-layer structure of sand cushioning material and concrete, asphalt, or cloth mats.

【０１４７】[0147]

【発明の効果】本発明は道路又は鉄道用軌道の少なくと
も一部を覆う屋根を支持体により支持し、前記屋根上に
発泡スチロールブロック層を有する衝撃力緩和構造を備
えた保護構造物において、前記発泡スチロールブロック
層の厚みを数式１で求められる値に設定するものであり
Effects of the Invention The present invention provides a protective structure comprising an impact force relieving structure in which a roof covering at least a portion of a road or railway track is supported by a support, and a foamed polystyrene block layer is provided on the roof. The thickness of the block layer is set to the value determined by Formula 1.

【０１４８】[0148]

【数１】[Math 1]

【０１４９】（但し、Ｐは衝撃力、Ｗは落下重量、Ｈは
落下高さ、ｈは発泡スチロールブロック層の厚み、Ｐ５
は発泡スチロールのひずみ５％に相当する貫入量に対す
る衝撃力、Ｐ６０は発泡スチロールのひずみ６０％に相
当する貫入量に対する衝撃力である。）発泡スチロ―ル
ブロック層のコストを低減し、かつ十分な衝撃力の緩和
効果を得る発泡スチロ―ルの厚さを備えることにより発
泡スチロ―ルブロックの有効利用を可能にした保護構造
物を提供できる。また本発明は道路又は鉄道用軌道の少
なくとも一部を覆う屋根を支持体により支持し、前記屋
根上に発泡スチロールブロック層と砂層とを有する衝撃
力緩和構造を備えた保護構造物において、前記発泡スチ
ロールブロック層の厚みを数式２で求められる値に設定
するものであり(However, P is the impact force, W is the falling weight, H is the falling height, h is the thickness of the styrofoam block layer, P5
P60 is the impact force with respect to the penetration amount corresponding to 5% strain of Styrofoam, and P60 is the impact force with respect to the penetration amount corresponding to 60% strain of Styrofoam. ) A protective structure that reduces the cost of the Styrofoam block layer and makes effective use of the Styrofoam block by providing a thickness of Styrofoam that provides sufficient impact mitigation effect. Can be provided. The present invention also provides a protective structure comprising an impact force relieving structure in which a roof covering at least a portion of a road or railway track is supported by a support, and a styrofoam block layer and a sand layer are provided on the roof. The thickness of the layer is set to the value determined by formula 2.

【０１５０】[0150]

【数２】[Math 2]

【０１５１】（但し、Ｐは衝撃力、Ｐｏは砂に対する衝
撃力、Ｓｏは砂の貫入量、Ｗは落下重量、Ｈは落下高さ
、ｈは発泡スチロールブロック層の厚み、Ｐ５は発泡ス
チロールのひずみ５％に相当する貫入量に対する衝撃力
、Ｐ６０は発泡スチロールのひずみ６０％に相当する貫
入量に対する衝撃力、Ｐ７０は発泡スチロールのひずみ
７０％に相当する貫入量に対する衝撃力である。）発泡
スチロ―ルブロック層のコストを低減し、かつ十分な衝
撃力の緩和効果を得る発泡スチロ―ルの厚さを備えるこ
とにより発泡スチロ―ルブロックの有効利用を可能にし
た保護構造物を提供できる。(However, P is the impact force, Po is the impact force on the sand, So is the amount of sand penetration, W is the falling weight, H is the falling height, h is the thickness of the Styrofoam block layer, and P5 is the strain of the Styrofoam block 5. %, P60 is the impact force against the penetration amount corresponding to 60% strain of Styrofoam, P70 is the impact force against the penetration amount equivalent to 70% strain of Styrofoam.) Styrofoam block By reducing the cost of the layer and providing the thickness of the foamed polystyrene that provides a sufficient effect of mitigating the impact force, it is possible to provide a protective structure that enables effective use of the foamed polystyrene block.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】本発明の実施例を示すシェッドの一部切欠斜視
図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a shed showing an embodiment of the present invention.

【図２】図１の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1;

【図３】シェッドにおける衝撃力緩和構造の他の実施例
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another example of the impact force mitigation structure in the shed.

【図４】キ―パ―を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing the keeper.

【図５】キ―パ―における衝撃力緩和構造の他の実施例
を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the impact force mitigation structure in the keeper.

【図６】シェッドにおける衝撃力緩和構造の他の実施例
を示す一部切欠斜視図である。FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing another embodiment of the impact force mitigation structure in the shed.

【図７】応力とひずみの関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between stress and strain.

【図８】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図９】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図１０】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 10 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図１１】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 11 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図１２】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 12 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図１３】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 13 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図１４】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 14 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図１５】圧力と時間の関係を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the relationship between pressure and time.

【図１６】土圧と時間の関係を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between earth pressure and time.

【図１７】土圧と時間の関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between earth pressure and time.

【図１８】土圧と時間の関係を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing the relationship between earth pressure and time.

【図１９】土圧と時間の関係を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing the relationship between earth pressure and time.

【図２０】土圧と時間の関係を示すグラフである。FIG. 20 is a graph showing the relationship between earth pressure and time.

【図２１】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 21 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２２】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 22 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２３】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 23 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２４】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 24 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２５】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 25 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２６】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 26 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２７】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 27 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２８】重錘衝撃力と時間の関係を示すグラフである
。FIG. 28 is a graph showing the relationship between weight impact force and time.

【図２９】応力とひずみの関係を示すグラフである。FIG. 29 is a graph showing the relationship between stress and strain.

【図３０】衝撃力の分散を示す説明図である。FIG. 30 is an explanatory diagram showing distribution of impact force.

【図３１】衝撃力の分散を示す説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram showing distribution of impact force.

【図３２】衝撃力の分散を示す説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram showing distribution of impact force.

【図３３】重錘の平均貫入量を示す説明図である。FIG. 33 is an explanatory diagram showing the average penetration amount of the weight.

【図３４】衝撃力と貫入量の関係を示すグラフである。FIG. 34 is a graph showing the relationship between impact force and penetration amount.

【図３５】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 35 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図３６】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 36 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図３７】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 37 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図３８】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 38 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図３９】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 39 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図４０】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 40 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図４１】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 41 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図４２】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 42 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図４３】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 43 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図４４】重錘衝撃力と貫入量の関係を示すグラフであ
る。FIG. 44 is a graph showing the relationship between weight impact force and penetration amount.

【図４５】設計式と実験結果の比較を示すグラフである
。FIG. 45 is a graph showing a comparison between the design formula and experimental results.

【図４６】衝撃力と貫入量の関係を示すグラフである。FIG. 46 is a graph showing the relationship between impact force and penetration amount.

【図４７】衝撃力と貫入量の関係を示すグラフである。FIG. 47 is a graph showing the relationship between impact force and penetration amount.

【図４８】衝撃力と貫入量の関係を示すグラフである。FIG. 48 is a graph showing the relationship between impact force and penetration amount.

【図４９】衝撃力と貫入量の関係を示すグラフである。FIG. 49 is a graph showing the relationship between impact force and penetration amount.

【図５０】衝撃力と貫入量の関係を示すグラフである。FIG. 50 is a graph showing the relationship between impact force and penetration amount.

【図５１】衝撃力と貫入量の関係を示すグラフである。FIG. 51 is a graph showing the relationship between impact force and penetration amount.

【図５２】設計衝撃力と最大衝撃力との関係を示すグラ
フである。FIG. 52 is a graph showing the relationship between design impact force and maximum impact force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３，３Ａ　　屋根 ６，６Ａ　　柱（支持体） ７　　壁（支持体） 3,3A Roof 6,6A Column (support) 7 Wall (support)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】　　道路又は鉄道用軌道の少なくとも一部
を覆う屋根を支持体により支持し、前記屋根上に発泡ス
チロールブロック層を有する衝撃力緩和構造を備えた保
護構造物において、前記発泡スチロールブロック層の厚
みを数式１で求められる値に設定することを特徴とする
保護構造物。 【数１】 （但し、Ｐは衝撃力、Ｗは落下重量、Ｈは落下高さ、ｈ
は発泡スチロールブロック層の厚み、Ｐ５は発泡スチロ
ールのひずみ５％に相当する貫入量に対する衝撃力、Ｐ
６０は発泡スチロールのひずみ６０％に相当する貫入量
に対する衝撃力である。）1. A protective structure comprising an impact force mitigation structure in which a roof covering at least a part of a road or railway track is supported by a support, and a foamed polystyrene block layer is provided on the roof, wherein the foamed polystyrene block layer is A protective structure characterized in that its thickness is set to a value determined by Formula 1. [Equation 1] (where, P is impact force, W is falling weight, H is falling height, h
is the thickness of the Styrofoam block layer, P5 is the impact force for the penetration amount corresponding to 5% strain of the Styrofoam, P
60 is the impact force for the amount of penetration corresponding to 60% strain of the foamed polystyrene. ) 【請求項２】　　道路又は鉄道用軌道の少なくとも一部
を覆う屋根を支持体により支持し、前記屋根上に発泡ス
チロールブロック層と砂層とを有する衝撃力緩和構造を
備えた保護構造物において、前記発泡スチロールブロッ
ク層の厚みを数式２で求められる値に設定することを特
徴とする保護構造物。 【数２】 （但し、Ｐは衝撃力、Ｐｏは砂に対する衝撃力、Ｓｏは
砂の貫入量、Ｗは落下重量、Ｈは落下高さ、ｈは発泡ス
チロールブロック層の厚み、Ｐ５は発泡スチロールのひ
ずみ５％に相当する貫入量に対する衝撃力、Ｐ６０は発
泡スチロールのひずみ６０％に相当する貫入量に対する
衝撃力、Ｐ７０は発泡スチロールのひずみ７０％に相当
する貫入量に対する衝撃力である。）2. A protective structure comprising an impact force relieving structure in which a roof covering at least a part of a road or railway track is supported by a support member, and has a styrene foam block layer and a sand layer on the roof, wherein the styrofoam block layer and a sand layer are provided on the roof. A protective structure characterized in that the thickness of the block layer is set to a value determined by Formula 2. [Formula 2] (where, P is the impact force, Po is the impact force on the sand, So is the amount of sand penetration, W is the falling weight, H is the falling height, h is the thickness of the Styrofoam block layer, and P5 is the strain of the Styrofoam block. (P60 is the impact force for a penetration amount corresponding to 5% of the strain of Styrofoam, P60 is the impact force for a penetration amount of Styrofoam equivalent to 60% strain, and P70 is the impact force for a penetration amount of styrofoam equivalent to 70% strain.)