特許 6015950 多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6015950

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造

(51)【国際特許分類】

   E02B 3/06 20060101AFI20161013BHJP

   E02B 3/14 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   E02B3/06

   E02B3/14

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-104375(P2013-104375)

(22)【出願日】2013年5月16日

(65)【公開番号】特開2014-224407(P2014-224407A)

(43)【公開日】2014年12月4日

【審査請求日】2015年12月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】390022013

【氏名又は名称】三省水工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000196624

【氏名又は名称】西武ポリマ化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081824

【弁理士】

【氏名又は名称】戸島 省四郎

(72)【発明者】

【氏名】矢野 弘毅

(72)【発明者】

【氏名】浅田 潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】伊井 洋和

(72)【発明者】

【氏名】河村 裕之

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 公彦

(72)【発明者】

【氏名】加耒 尊

(72)【発明者】

【氏名】水田 洋司

(72)【発明者】

【氏名】菅付 紘一

【審査官】 大熊 靖夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２１３３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０９５１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０６３７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８２６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５２８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０５０５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９９３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２７０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２３０９０２２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ ３／０４− ３／１４

Ｅ０２Ｄ １７／００−１７／２０，２９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリートブロックを複数段組積した構造の堤体構造において、上下のコンクリートブロックの荷重負荷面間及び最下位のコンクリートブロックとコンクリートブロックが設置される地盤基礎との間に、静止摩擦係数及び動摩擦係数がともに高いゴム又はプラスチックの弾性体マットを介在させるとともに、上下に対向したブロックの相対的水平移動が所定距離以上とならないように移動を制止する係合部を上下に対向するコンクリートブロックに設け、コンクリートブロックと弾性体マットとの間の静止摩擦係数及び動摩擦係数を１．０以上とし、同弾性体マットの剪断弾性係数Ｇを１．０Ｎ／ｍｍ^２以上とし、且つ弾性体ゴムのゴム硬さをＡ５０以上として堤体の受圧面積によりゴムの厚さを調整（増減）して、更に下式で計算される弾性体マット全体の等価剛性ＫＢの値を制御（変動）させて、地震動の卓越周波数と一致しないように共振周波数をずらすことを特徴とする、多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造。
記
ＫＢ＝Ｇ×Ａｅ／Σｔｅ
ここで：Ｇ・・・弾性体マットのゴムの剪断弾性係数（ＫＮ／ｍ^２）
：Ａｅ・・・各弾性体マットの合計受圧面積（ｍ^２）
：Σｔｅ・・・各弾性体マットの合計ゴム厚み（ｍ）

【請求項2】

弾性体マットの剪断弾性係数Ｇが１．８Ｎ／ｍｍ^２以上としたゴムマットを使用し、更に等価剛性ＫＢを制御（変動）させた、請求項１記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造。

【請求項3】

多段積みのコンクリートブロックの幅は３０ｍ以内の方塊ブロックであり、その質量は１０００ｋｇ／個以上で段数は１０段以内とした、請求項１又は２いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造。

【請求項4】

使用する弾性体マットはゴムマットで、その厚さは５０ｍｍ以内とした、請求項１〜３いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造。

【請求項5】

堤体が、海中内に設けられた防波堤体である、請求項１〜４いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造。

【請求項6】

堤体が、その陸側背面に裏込材を設けた護岸である、請求項１〜４いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、質量が大きいコンクリートブロックを組積した海中又は水中に設置される消波堤体又は岸壁、護岸、防波堤・防潮堤等の堤体において、地震によって生じる激しい水平振動による崩壊と転倒を弾性体のマットを用いて防止できるようにする技術に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリートブロックを複数段上下方向に千鳥配置または整列配置に組積した構造の堤体としては、防波堤、突堤、波除堤、消波堤、係船岸、岸壁、物揚場、護岸等の構造物がある。

【0003】

これらの堤体は、上下のコンクリートブロックが直接接触して荷重伝達するもので、コンクリート面同士の接触は摩擦係数が低く水平方向に滑り易く、強い地震による激しい水平振れ・振動を受けると、コンクリートブロックが大きく水平移動してコンクリートブロックの組積が崩壊又は転倒を生じ、堤体の機能が失われることが発生していた。又、コンクリートブロック間に所定距離以上の相対移動を停止させるためにほぞを設けても、ほぞを破壊して又は垂直方向の震動・揚圧力が加わってほぞを越えてコンクリートブロックが移動し、堤体の崩壊を生起させていた。

【0004】

この対策として、コンクリートブロックの質量を大きくすることで、かなり解消されるものであるが、質量を増大させることは構造体が大型化して工事費を高め、又広い設置面積を必要とする欠点があった。また、地震動の卓越周波数とコンクリートブロックの共振周波数が一致する場合は、コンクリートブロックの質量を増加させただけでは、堤体構造が崩壊する危険性があった。

【0005】

ケーソンを設置する海底地盤に捨石マウンドを構築した後、捨石マウンドを被覆材で覆い、捨石マウンドの隙間に可撓性の充填材を注入する護岸構造が、下記の特許文献１で知られているが、この発明ではケーソンの水平移動を許容しているが、捨石マウンドの被覆材のみではコンクリートブロックを複数段に組積した堤体に対しては、さして耐震性を高めない。その理由は、最下段のコンクリートブロックの水平移動は可能であるが、その上方の段積した各コンクリートブロックは、それぞれの慣性で独立して水平に移動し、地震の長周期の周期になると、その水平移動量が大きくなり、コンクリートブロックの組積が崩れて崩壊したり、転倒することが生じるからである。

【0006】

同様に、捨石マウンドと構造物本体との間に荷重分散を目的とした底版ブロックを設置し、又底版ブロックとその上方の構造物本体を構成する材料相互の摩擦抵抗が大きい組み合せを採用する技術が下記特許文献２に開示されている。これも、その上方構造体がコンクリートブロックを複数段組積した構造の堤体に対しては、上方の各コンクリートブロックが独立して水平移動して堤体の崩壊・転倒防止にはあまり効果があるものでなかった。
更に、コンクリートケーソンを捨石マウンドまでへの運搬の間のコンクリートケーソンの接合を維持するため、その接合面にゴム板状ケーソンマットを介在する技術が下記特許文献３に開示されている。
この引用文献３の技術は、コンクリートケーソンを運搬するための保護用のゴム板状ケーソンマットと、コンクリートケーソンとの接合であり、岸又は海中で複数段のコンクリートブロックを組積する堤体で、各段間のコンクリートブロックに弾性体を介在させることの耐震性の目的とその構造については何ら開示がなく、複数段にコンクリートブロックを組積したものに対して耐震性と制震性を与える技術的思想の開示がない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００−１７８９４１号公報

【特許文献2】特開２００５−１２７０９１号公報

【特許文献3】特開平１１−２２９３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明が解決しようとする課題は、コンクリートブロックを複数段に組積した堤体構造において、地震の水平振れに対して各コンクリートブロックの水平移動を抑えて、コンクリートブロックの組積の崩壊・堤体の転倒を簡単な付加構成で有効に防止し、耐震性と制震性が高い堤体構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） コンクリートブロックを複数段組積した構造の堤体構造において、上下のコンクリートブロックの荷重負荷面間及び最下位のコンクリートブロックとコンクリートブロックが設置される地盤基礎との間に、静止摩擦係数及び動摩擦係数がともに高いゴム又はプラスチックの弾性体マットを介在させるとともに、上下に対向したブロックの相対的水平移動が所定距離以上とならないように移動を制止する係合部を上下に対向するコンクリートブロックに設け、コンクリートブロックと弾性体マットとの間の静止摩擦係数及び動摩擦係数を１．０以上とし、同弾性体マットの剪断弾性係数Ｇを１．０Ｎ／ｍｍ^２以上とし、且つ弾性体ゴムのゴム硬さをＡ５０以上として堤体の受圧面積によりゴムの厚さを調整（増減）して、更に下式で計算される弾性体マット全体の等価剛性ＫＢの値を制御（変動）させて、地震動の卓越周波数と一致しないように共振周波数をずらすことを特徴とする、多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造
記
ＫＢ＝Ｇ×Ａｅ／Σｔｅ
ここで：Ｇ・・・弾性体マットのゴムの剪断弾性係数（ＫＮ／ｍ^２）
：Ａｅ・・・各弾性体マットの合計受圧面積（ｍ^２）
：Σｔｅ・・・各弾性体マットの合計ゴム厚み（ｍ）
２） 弾性体マットの剪断弾性係数Ｇが１．８Ｎ／ｍｍ^２以上としたゴムマットを使用し、更に等価剛性ＫＢを制御（変動）させた、前記１）記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造
３） 多段積みのコンクリートブロックの幅は３０ｍ以内の方塊ブロックであり、その質量は１０００ｋｇ／個以上で段数は１０段以内とした、前記１）又は２）いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造
４） 使用する弾性体マットはゴムマットで、その厚さは５０ｍｍ以内とした、前記１）〜３）いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造
５） 堤体が、海中内に設けられた防波堤体である、前記１）〜４）いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造
６） 堤体が、その陸側背面に裏込材を設けた護岸である、前記１）〜４）いずれか記載の多段積みコンクリートブロックの耐震機能を向上させた堤体構造
にある。

【発明の効果】

【0010】

本発明では、組積した上下のコンクリートブロックの荷重負荷面間に及び設置地盤と最下位のコンクリートブロックとの間に高い静止及び動の摩擦係数の弾性体マットを介在させたことで、各コンクリートブロックの地震による水平震動に対して、コンクリートブロック間の弾性体マットが、その静止摩擦力又は動摩擦力で水平移動を抑止し、各コンクリートブロックの水平移動量を抑えて組積した堤体の崩壊又は転倒を防止する。特に動摩擦係数が高いので水平移動を粘り強く抑止する。又弾性体マットで堤体の水平震動に対する共振周波数を、弾性体マットの摩擦係数・剪断弾性係数の違う素材の弾性体の選択あるいは荷重負荷面面積、弾性体マットの厚み等を変えることによって調整でき、堤体の共振周波数を地震の水平震動が大きい周波数から外すことが可能となり、耐震性と制震性を高めることができる。

【0011】

又、地震の垂直方向の震動にも、弾性体マットが上下震動・衝撃を大巾に緩衝させることができる。これによって、上下のコンクリートブロックの係合部を越えての移動を抑える。

【0012】

本発明では特に、コンクリートブロック同士の静止摩擦係数は約０．５に対し、コンクリートブロックと弾性体マットとの静止摩擦係数はその０．５を大きく超えた１．０以上とし、しかも弾性体マットの剪断弾性係数Ｇを１．０Ｎ／ｍｍ^２以上とし、且つ弾性体ゴムのゴム硬さをＡ５０以上とし、更に弾性体マット全体の等価剛性ＫＢの値を制御したことによって、コンクリートブロックの移動量（ずれ）を強く抑制し、ずれが少なく安定した粘り強い構造とすることができた。

【0013】

このように、本発明では弾性体マットの特性と寸法を上記の範囲のものとしたことによって、上下のコンクリートブロックの水平移動を所定範囲内で許容させるように、地震エネルギーを各段のコンクリートブロックの移動のエネルギーと弾性体マットの変形エネルギーと摩擦エネルギーにうまく変えて吸収し、同じ質量の堤体に比べ堤体の崩壊転倒が少なくでき、よってコンクリートブロックの小型化が可能となり、コストも低減できるものとした。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施例１の防波堤の堤体のコンクリートブロックの組積状態を示す説明図である。

【図2】図２は、同実施例１の斜視図である。

【図3】図３は、モデル試験状態を示す斜視図である。

【図4】図４は、モデル試験の加振と計測の説明図である。

【図5】図５は、モデルのスイープ試験におけるＣＡＳＥ−１の５段目コンクリートブロックの鉛直及び水平応答加速度の応答加速度周波数特性図である。

【図6】図６は、モデルのスイープ試験におけるＣＡＳＥ−２の５段目コンクリートブロックの鉛直及び水平応答加速度の応答加速度周波数特性図である。

【図7】図７は、モデルのスイープ試験におけるＣＡＳＥ−３の５段目コンクリートブロックの鉛直及び水平応答加速度の応答加速度周波数特性図である。

【図8】図８は、モデルのスイープ試験におけるＣＡＳＥ−４の５段目コンクリートブロックの鉛直及び水平応答加速度の応答加速度周波数特性図である。

【図9】図９は、モデルのスイープ試験におけるＣＡＳＥ−５の５段目コンクリートブロックの鉛直及び水平応答加速度の応答加速度周波数特性図である。

【図10】図１０は、モデルのスイープ試験におけるＣＡＳＥ−６の５段目コンクリートブロックの鉛直及び水平応答加速度の応答加速度周波数特性図である。

【図11】図１１は、本発明の直立消波ブロック堤の堤体構造の実施例を示す組積の説明図である。

【図12】図１２は、図１１の実施例の斜視図である。

【図13】図１３は、本発明の護岸の堤体構造の実施例を示す説明図である。

【図14】図１４は、本発明の直立消波ブロックを使った護岸の堤体構造の実施例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に使用する弾性体マットとしては、弾性があり静止摩擦係数及び動摩擦係数が１．０以上の天然ゴム又は合成ゴムの弾性ゴム（エラストマー）・プラスチック樹脂の弾性体が好ましく、コンクリートブロックの質量に耐える耐圧性がある厚みのあるものが採用される。支承ゴムの最大圧縮応力度は８〜１２Ｎ／ｍｍ^２程であるので、複数段に組積されても耐圧性は充分に確保できる。
本発明の堤体構造の各コンクリートブロックの質量は数〜１００トン程であり、又弾性体マットは５０ｍｍ以下の厚みの弾性ゴムマットで耐圧性は充分に耐えうるものである。
又、弾性体マットとしては、防舷材で一般に使用されている硬さＡ６９，硬さＡ６０，スタッドレスタイヤ相当の硬さＡ５１，あるいはきわめて柔らかいものや、Ａ７０を越える硬いもの等種々のものがあるが、本願発明では硬さＡ５０以上のものが使用される。

【0016】

本発明の弾性体マットの上下のコンクリートブロック間での介在の形態として、１枚の弾性体マットを上方又は下方の一方のコンクリートブロックの荷重負荷面に固着させ、固着されてない弾性体マット面とこれに対向するコンクリートブロックのブロック面との境界を滑り面とするタイプと、２枚の弾性体マットを使用し、上方の弾性体マットは上方のコンクリートブロックの対向面に固着し、残りの下方の弾性体マットは下方のコンクリートブロックの対向面に固着し、２つの弾性体マット同士の境界を滑り面とするタイプと、弾性体マットを上下のコンクリートブロック間に固着させずに単に挿入させるタイプとがある。最初のタイプが実用的である。

【0017】

コンクリートブロックの上面又は下面に弾性体マットを固着する方法として、弾性体マットを碇着金具やボルト等金具でもって固着する方法や弾性体マットをコンクリートブロック面に接着又は融着する方法あるいはコンクリートブロックの外周縁又は小さな凹凸と弾性体マットとの嵌合によって固定する方法がある。

【0018】

又、堤体のコンクリートブロックは、係合部を除いた直方形状で上下のブロックの下面・上面の全面で荷重負荷する場合と、各段のコンクリートブロックが遊水部・通水部・上下又は左右嵌合部がある複雑な外形状となっていて、上下コンクリートブロックの荷重負荷面が、コンクリートブロックの平面外形状域の一部の面積部分となる場合とがある。弾性体マットはこれらの荷重負荷面の全面又は一部に介在される。

【0019】

堤体のコンクリートブロックの左右の隣接するコンクリートブロック間にも別の弾性体を介在させてもよい。堤体に設ける上部コンクリート（天版）と最上段のコンクリートブロックの間には、弾性体マットを介在させる場合と介在させない場合とがある。更に、この上部コンクリートに波返工部（垂直の立上り部分）を設ける場合とそれがない場合とがある。

【実施例】

【0020】

（実施例１）
以下、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。図１，２は、コンクリートブロックとして方塊ブロック（直方体状ブロック）を５段に上下方向に千鳥配列に組積した防波堤の堤体１の例である。

【0021】

実施例１の防波堤の堤体１の各段のコンクリートブロックＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５とも、長さ４．５ｍ×巾２．０ｍ×高さ１．７ｍの寸法で、各コンクリートブロックの質量は約３５ｔｏｎ程である。５段のコンクリートブロックＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５の総質量は１７５ｔｏｎで、又各コンクリートブロックの荷重負荷面の面積はブロックの係合部を除いた全底面積で約９ｍ^２である。
海底の基礎捨石Ｋと最下段のコンクリートブロックＣ１との間及び各段のコンクリートブロック間とに５０ｍｍ厚みの弾性ゴムを使用した弾性体マットＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５を介在させた例である。弾性体マットＭ１はその上方のコンクリートブロックＣ１に金具（図示せず）で固着され、基礎捨石Ｋの間に介在されている。他の弾性体マットＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の寸法はブロック底面積の４．５ｍ×２．０ｍである。そして、弾性体マットＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の上面はその上方のコンクリートブロックＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５に金具（図示せず）で固着されていて滑り面は弾性体マットＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の下面とその下方のコンクリートブロックのコンクリート上面との間となる。図中、Ｈは被覆石、Ｊは上部コンクリート、Ｎは根固方塊ブロック、Ｕは海底面である。

【0022】

上下のコンクリートブロック間には左右に長い係合部Ｓ（ほぞ）として深さ２３０ｍｍで上面巾３５０ｍｍ前後長さｂの嵌合溝Ｓｍに、高さ２００ｍｍで前後長さａ上面巾３００ｍｍの左右に長い嵌合突起Ｓｔを嵌挿する構造としている。係合部Ｓのほぞは前後方向に寸法（ｂ−ａ）の５０ｍｍ程の遊びがある。

【0023】

この実施例１では、弾性体マットＭ１〜Ｍ５によって、防波堤の堤体１の水平振動の共振点を集約させることができ、共振周波数帯は狭くなり、その水平応答力も低減できた。また、弾性体マットの弾性特性及び等価剛性により、コンクリートブロック堤体の固有周期をずらす効果があり、地震の卓越周波数と、地震時のコンクリートブロックの堤体の固有周期とによる共振を抑えて堤体全体の滑動や転倒による崩壊を効果的に防止するようになる。共振周波数は地震で発生する地震波の卓越周期を避けるようにしている。これらの点は以下で記す実施例１の１／２５のスケールのモデル試験で大略確認された。

【0024】

（モデル試験）
本実施例１の水平震動に対する耐震性と制震性を確認するため、モデル試験を行った。モデル堤体１００は実施例１の１／２５スケールで行った。

【0025】

モデル試験の状態を、図３，４に示す。図中、１００はモデル堤体、１０１はモデル堤体１００を１〜１００Ｈｚで加振するための加振機、１０１ａは同加振機のモデル堤体１００を載せて前後に水平往復動する振動台、１０１ｂは同振動台の鋼製防護枠、１０１ｃは加振機１０１の振動台１０１ａを往復動させるシリンダーロッドである。１０２はモデル堤体１００の組積されたコンクリートブロックｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５の前方の端面の前後方向の移動量を光学的に計測する変位計測器、１０２ａは同変位計測器をコンクリートブロックの端面に向けて水平に保持するアームロッド、１０３は最上段のコンクリートブロックｂ５の左側ブロック，中央ブロック，右側ブロック及びその下位の段の複数のブロックの端面に取付けられた水平応答加速度計である。又１０４は最上段（５段目）のコンクリートブロックｂ５の上面に取付けられその上面の垂直方向の振動力を計測する垂直応答加速度計である。

【0026】

図５〜１０の応答加速度周波数特性図は、ＣＡＳＥ−１〜６のモデルの最上段のコンクリートブロックｂ５の水平応答加速度計１０３及び垂直（鉛直）応答加速度計１０４の加振の周波数に対する計測値であり、図中Ｈ−５−Ｌは５段目の左側ブロック端面の計測値、Ｈ−５−Ｃは５段目の中央ブロック端面の計測値、Ｈ−５−Ｒは５段目ブロックの右側ブロック端面の計測値を示す。

【0027】

モデル試験のコンクリートブロックｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５の寸法は、実施例１のコンクリートブロックＣ１〜Ｃ５の寸法の１／２５のスケールとしていて、前後長１８０ｍｍ×巾８０ｍｍ×高さ６８ｍｍで容積は９８００００ｍｍ^３、質量２．２５ｋｇである。このモデル堤体１００では係合部を設けずに係合部の影響をなくして試験している。弾性体マットｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４としては、下記の表１，表２のゴムマットを使用した。そのゴムマットの厚みは２ｍｍとした。

【0028】

モデル試験は、上記モデルを使用しての５０ｇａｌで加振周波数１〜１００Ｈｚの水平震動対する最上段のコンクリートブロックｂ５の右側、中央、左側の３個所で水平応答加速度及び垂直応答加速度を計測し、共振振動数を検出するスイープ試験を行った。

【0029】

モデルは、弾性体マットなし及び弾性体マットｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５として、下記表１のゴム特性のものを使用したＣＡＳＥ−１，ＣＡＳＥ−２，ＣＡＳＥ−３，ＣＡＳＥ−４，ＣＡＳＥ−５，ＣＡＳＥ−６の場合のケースに分けて低周波域の加振試験を行った。

【0030】

【表1】

【0031】

【表2】

【0032】

又、モデル試験は上記スイープ試験の他に減衰試験を行った。これは、５０ｇａｌでスイープ試験で検出された共振振動数における減衰試験である。模擬地震波試験では、５０ｇａｌで１０，２０，３０，４０，５０ｓｅｃの場合と、３００ｇａｌで５０ｓｅｃで行った。更に、６，８，１０，２０，３０，４０Ｈｚでのコンクリートブロックｂ１〜ｂ５のずれの崩壊試験を行った。

【0033】

これらのモデル試験のスイープ試験、減衰試験、模擬地震波試験、崩壊試験の試験結果を種々のゴムマットの特性値のものを使用した弾性体マットのケースＣＡＳＥ−１，−２，−３，−４，−５，−６のケースに分けて試験した結果を下記の表３に表示している。

【0034】

【表3】

【0035】

（共振振動数の変動）
図５〜１０に示された上記スイープ試験の応答加速度特性図の計測結果から、ＣＡＳＥ−１〜６のモデルの共振振動数（周波数）は、下記の表４となった。

【0036】

【表4】

【0037】

この試験結果から、表４に示すモデルの共振振動数はゴムマットのゴム厚さ，剪断弾性係数Ｇ，静止摩擦係数Ａ，動摩擦係数Ｂの特性と等価剛性ＫＢの値によって、変動させることが可能なことが分った。ゴムマットの特性と等価剛性ＫＢの値を、適切に選定することで、地震の卓越周波数と共振しないようにできることが分った。実寸の堤体の実際の共振振動数のＨｚは、モデルの相似則によりそのモデルの共振振動数をスケール比（本モデルでは２５）で除した値に大略近似できるものとなる。従って、モデル試験の３０〜６０Ｈｚの共振振動数は、地震の１〜３Ｈｚに相当する。

【0038】

更に、図５〜１０からその応答加速度の平均値は下記表５の如くなった。この表５から分るように、ゴムマットの介在により鉛直応答加速度を、ゴムマットがない場合に比べ、大略１／２に低減できた。又、水平応答加速度はゴムマットがない場合に比べ、大略２／３に低減できる。

【0039】

【表5】

【0040】

このように、コンクリートブロックを組積みした堤体構造において、ゴムマットを介在する事によりゴムの静止摩擦力により初期滑動を抑制するが、滑り始めた場合においては鉛直応答加速度の低減効果によりホゾ部を跳び越える事もなく堤体の崩壊を防止できる。

【0041】

コンクリートブロックを組積みした堤体構造において、ゴムマットを介在して固有振動数を前後に制御し、地震波と共振しない構造にするには、ゴムの等価剛性ＫＢに依存する事となるが、ゴムの材質、ゴム硬さ、ゴムの薬品配合を特殊にする事によりゴムの剪断弾性係数Ｇを調整する事により有効となる。
尚、ゴムの等価剛性ＫＢを制御するには、剪断弾性係数Ｇと設置面積Ａｅ及びゴムの厚さを変更する事により可能となる（等価剛性が大きくなると振動数が増大する）。
従って、ゴムの等価剛性ＫＢを大きくするには、ゴムの剪断弾性係数Ｇを上げるか、設置面積Ａｅを大きくするか、ゴム厚さΣｔｅを薄くする事により可能となる。

【0042】

平成１５年十勝沖地震や平成２３年東北地方太平洋沖地震において観測された長周期波形に対しては、柔らかいゴムを使用してゴムの等価剛性ＫＢを小さくして固有振動数を低下させる事により、特に有効な効果が得られる。

【0043】

又、表３の崩壊試験から分るように、コンクリートブロックの最上段の滑動（ずれ）からみると、ゴムマットＡ４０，Ａ５１では１０〜２０Ｈｚで大きなずれを生じるが、ゴムマットＡ６０，Ａ６９ではそのずれが小さくなっている。特にＡ８１では、ずれが大巾に低減されて、しかも１０Ｈｚ以下では安定している。

【0044】

従って、表３の崩壊試験からゴムマットはゴムの硬さをＣＡＳＥ−３，−４の中間のＡ５５以上にすれば、滑動（ずれ）が少なく、ＣＡＳＥ−５のＡ６９を超えてＡ７０以上とし、等価剛性ＫＢを制御すれば、ＣＡＳＥ−６に近く、ずれがきわめて少なく、又安定性があることが分って、これが崩壊しないことの設計指針となることが分った。

【0045】

（その他の実施例）
図１１，１２に示す海中に設置する直立消波ブロック堤の堤体２の実施例であり、基礎捨石２０１の上に弾性体マット２０２をブロック下面に固着した方塊状のコンクリートブロック２０３を１段目として設置し、その上に通水空間を有する直立消波ブロックであるコンクリートブロック２０５を２，３，４，５段として千鳥配列で組積している。弾性体マット２０４は各コンクリートブロック２０５の下面に固着している。最上段のコンクリートブロック２０５の上方には上部コンクリート２０６を設置している。コンクリートブロック２０５間及び最下段のコンクリートブロック２０３と２段目のコンクリートブロック２０５との間に、５０ｍｍ程の水平遊びのある係合部であるホゾ２０７を設けている。弾性体マットとしては前記ゴムマットＮｏ０，Ｎｏ２程のものを使用できる。尚、２０８は根固方塊ブロック、２０９は被覆石、２１０は海底面である。

【0046】

図１３を示す護岸の実施例は、前記図１，２の実施例の防波堤の堤体１の構造を使って護岸の堤体３とした例であり、図１４に示す護岸の実施例は、前記図１１，１２の直立消波ブロック堤の堤体２の構造を使って護岸の堤体４とした例である。

【0047】

図１３の護岸の堤体３は、海底面３１０の基礎捨石３１１の上に弾性体マット３１４を下面に固着した方塊状コンクリートブロック３１５を５段千鳥配列に段積し、コンクリートブロック３１５間に係合部であるホゾ３１７を設けている。図中３１６は上部コンクリート、３０１は裏込栗石、３０２は防砂布、３０３は陸地盤である。

【0048】

図１４の護岸の堤体４は、海底面４１０の基礎捨石４１１上に下面に弾性体マット４１４を固着した方塊状のコンクリートブロック４１３を設置し、その上に下面に弾性体マット４１４を固着した直立消波ブロックであるコンクリートブロック４１５を４段千鳥配列に段積した例である。

【0049】

この護岸の例では、裏込栗石３０１，４０１と陸地盤３０３，４０３によって後方へのコンクリートブロック３１５，４１５の移動を制限しているので、主に前方海へのコンクリートブロックの水平移動量を抑止することが中心となる。この護岸の例でも弾性体マット３１４，４１４の高い静止摩擦係数及び動摩擦係数で各コンクリートブロック３１５，４１５の崩壊、海中への転倒を防止できる。又、背後の裏込栗石、陸地盤への地震による振動を大きく制限させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、海中・水中の消波堤体・防波堤体・防潮堤体・護岸・岸壁の他に、陸上でコンクリートブロックを複数段に段積する建築物でも応用可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ 防波堤の堤体
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５ コンクリートブロック
Ｋ 基礎捨石
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５ 弾性体マット
Ｓ 係合部
Ｓｍ 嵌合溝
Ｓｔ 嵌合突起
Ｊ 上部コンクリート
Ｎ 根固方塊ブロック
Ｈ 被覆石
Ｕ 海底面
１００ モデル堤体
ｂ１〜ｂ５ モデル堤体のコンクリートブロック
ｍ１〜ｍ４ モデル堤体の弾性体マット
１０１ 加振機
１０１ａ 振動台
１０１ｂ 防護枠
１０１ｃ シリンダーロッド
１０２ 変位計測器
１０２ａ アームロッド
１０３ 水平応答加速度計
１０４ 垂直応答加速度計
２ 直立消波ブロック堤の堤体
２０１ 基礎捨石
２０２ 弾性体マット
２０３ 方塊状のコンクリートブロック
２０４ 弾性体マット
２０５ 直立消波ブロックであるコンクリートブロック
２０６ 上部コンクリート
２０７ 係合部であるホゾ
２０８ 根固方塊ブロック
２０９ 被覆石
２１０ 海底面
３，４ 護岸の堤体
３０１，４０１ 裏込栗石
３０２，４０２ 防砂布
３０３，４０３ 陸地盤
３１０，４１０ 海底面
３１１，４１１ 基礎捨石
３１４，４１４ 弾性体マット
３１５ 方塊状のコンクリートブロック
３１６，４１６ 上部コンクリート
３１７，４１７ 係合部であるホゾ
４１３ 方塊状のコンクリートブロック
４１５ 直立消波ブロックであるコンクリートブロック

【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】