【動画】ペットボトルで液状化の対策実験

ペットボトルを使った液状化実験模型です。液状化の様子を見るだけでなく対策工の実験を工夫してみました。

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今年も地盤工学セミナーに合わせて
若手社員が新しいドボク模型を作りました!

ペットボトルを使った液状化実験模型です。
液状化の様子を見るだけでなく
対策工の実験を工夫してみました。

といっても作り方は簡単です。
ペットボトルを切って、砂と水を入れて、
鉛筆で叩くだけ。

まずは、対策なしの状態の実験動画です。
鉛筆で叩くと
土の体積が減っていき、
やがて水が表面まで上がります。

実験では
土の中から空気が出てくる様子も見えます。

それでは、何もしないとどうなるかを見たところで
対策工の実験を見ていきましょう。
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ドボク模型で学ぼう!

ドボク模型で学ぼう!
千葉工業大学千葉工業大学創造工学部都市環境工学科 鈴木誠教授の研究室では、「ドボク模型」を教育に活用されています。

千葉工業大学創造工学部都市環境工学科
鈴木誠教授の研究室では、
「ドボク模型」を教育に活用されています。

2016年6月21日に藤井が訪問した際に、
学生さんに見せてもらいました。

突然の訪問でしたが、
すぐにトップリングとがけ崩れの模型を取り出していただき、
学生にプレゼンをしてもらいました。

ドボク模型が教育現場で活躍していて
とてもうれしいですね。

みなさん、
ありがとうございました。

コンクリートの弱点とは?その2

日経コンストラクション2014年12月8日号 に掲載された
ドボク模型プレゼン講座第8回「コンクリートの弱点とは?」を
藤井がより詳しく解説しました。

第2弾
「鉄筋コンクリートの計算理解していますか?」

今回のドボク模型プレゼン講座のP61では、
模型を見ながら、「鉄筋コンクリートの計算方法」を、
学べるようになっています。
ちょっと難しいですが、理解してみてください!

梁に働く応力の説明

写真-3 梁断面の内力を表現したもの

 C:コンクリートに働く圧縮力(分布荷重を合力で表現)

T:ガムテープの張力

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コンクリートの弱点とは?その1

日経コンストラクション2014年12月8日号 に掲載された
ドボク模型プレゼン講座第8回「コンクリートの弱点とは?」を
藤井がより詳しく解説しました。

第1弾
「中立軸を見たことありますか?」

鉄筋コンクリートを勉強した学生は、
中立軸という言葉を聞いたことがあるのではないでしょうか?
今回のドボク模型プレゼン講座では、
その中立軸を、見ることができます。

梁の中立軸01

写真-1 コンクリートの梁の模型実験

 
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水槽模型実験のコツ

先日の水槽を使った模型実験は、すでにご覧になられましたか?
水槽に土を入れて、がけ崩れの様子と対策の模型実験です。
(もし、まだの方は コチラの記事 もクリック!)

土木のプレゼンに模型実験を考える人が増えています。
今日は、その1人で
がけ崩れの実験を作成された柴田さんに
この模型実験でのコツを聞いてみました。

 

【Q1】
この模型実験が上手くいくようになったときに改善した1番のポイントは?

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【動画】がけ崩れの模型実験

柴田さんから模型実験の新しい動画が届きました。
水槽を使った本格的な実験です。

振動を与えて、がけ崩れが起こる様子を
表現されています!
とっても迫力がありますね。

まずは対策がない場合の実験です。

 

続いて、
家に土砂が届かないように対策した場合の実験です。
コンクリートの壁(待受け擁壁)で
土砂の到達を防ぎました。
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【動画】足元の支える力~パスタ支持力実験~

念願のマイホームを購入するとしましょう。
素敵なデザイン、快適な設備も大事ですが、
家の足元、地面のことも気をつけて。

田んぼの中では、足が沈んでしまいます。
軟らかい土地に家を建ててしまったら
憧れのマイホームだって、同じように沈むでしょう。

では、地面の上の建物が沈む、沈まないは
どうやって決まるのでしょうか。

地面が建物を支える力の正体は?

パスタを使った支持力実験です。

【動画】雨降って山が崩れる仕組み

雨が降ると山が動きます。
なぜ動くのか。
それは軽くなるからです。

実験で確かめてみましょう。

日経コンストラクション 2014年5月12日号に掲載された実験です。

日経コンストラクションに掲載された他の実験動画を見るには
右のカテゴリから「日経コンストラクション」を選んでください。

【動画】アーチ橋のふしぎのご紹介

模型実験シリーズの中でも、アーチに関する実験は人気があるようです。そんな人気のアーチの模型実験について、今回は静岡でご活躍の河野さんが作成された動画を紹介します。

 


ミニカーが走る!しかも重機!!というのがツボにはまってしまいました(笑) プラスチックの板も、アーチの形に曲げただけなのに支えられる力が大きくなります。それがよく分かる実験ですね。すばらしい!


もう一つは少し大掛かり。実際にアーチ橋を作ってみた様子です。最初にレンガ橋を渡る生徒の恐々した足取り、気持ちがよく分かります。百聞は一見にしかず。授業で作られたようですが、小さくても自分で作った橋を渡るなんて、生徒にとってもいい経験になりますね。


色々なところで使われているドボク模型。みなさんの身近に溢れるようになるといいなぁ。

ストローとトイレットペーパーに乗れる理由

ストローをトイレットペーパーで巻くと人が乗れる実験(コチラ)いかがでしたでしょうか?この実験は、大学生の出前授業や、学会なんかで披露したときには一番反応がよいです。自分が乗れるなんて、なかなか想像できないですよね。

では、なるべく簡単に原理を説明したいと思います。

まずは、材料の性質のおさらいです。

1.ストローは、周りから押される力には強いけど、簡単にバラバラに離れる。
2.バラバラになるときは、横(水平方向)に広がる。
3.トイレットペーパーは、1kg以上(2kg未満)の引張る力に耐えられる。

これらの性質から模型実験で見た様子を整理してみます。

ストローの集まりだけの状態で、上から重りを乗せると横に広がりました(2番)。粒々の集まりに、上から下に(鉛直方向に)力をかけると、横(水平方向)にも力がかかるからです。

横に広がると、ストローは自由に動けるので、バラバラになります。ストローとストローは、くっつく力が弱い(というか、ほとんどゼロ)ので、すぐにバラバラに離れて崩れてしまいます(1番)。

トイレットペーパーで巻くと、横にバラバラになろうとしていたストローを拘束します。ストローが横に広がろうとする力に、トイレットペーパーが耐えられると、ストローの形が崩れません(3番)。そうすると、上からの荷重を支えることができます。

ちなみに、トイレットペーパーがストローを拘束する力は、立場を逆にすると、ストローがトイレットペーパーから押される力になります。ストローは指で簡単につぶすことができますが、上下左右から同時に力を加えると、なかなかつぶれることはありません(1番)。今度、試してみてください。
原理が分かったところで、もう一度、実験を見てみましょう。


単純に見える現象にも、よくよく考えると複雑な仕組みが働いています。もっと詳しい力学的な内容は、こちらの書籍に書かれていますよ。理論式に数字を当てはめてみると、さらに驚くことでしょう。

土質力学 (基礎土木工学シリーズ)

あ、土のう実験後半で、横幅を少し狭く、縦幅を少し厚く形を変えただけで、同じ体重でも支えることができなくなる理由は分かりましたか?コチラは考える楽しみとして、残しておきますね(笑)