それでは、のり面工の低減係数μについて続きを考えます。みなさまお馴染み「切土補強土工法設計・施工要領」を参照して書いていきます。

μ(=To/Tmax)は、のり面工係数fa(=L/B・L/S)から求めることができます。

To:のり面工に作用する補強材引張力
Tmax:最大補強材引張力
L:補強材長さ
S:補強材間隔
B:のり面工幅

グラウトと地山との周面摩擦抵抗によるロックボルトの許容補強材力Tpa(kN/本)は、Tpa=min [ T1pa, T2pa, Tsa ]です。

ここで、下記3つの式をご覧ください。

T1pa’ = L1・ta ー ①

T1pa = T0a + T1pa’ ー ②

T1pa = 1/(1-μ)・T1pa’ ー ③

 L1:移動土塊の有効定着長(m)
 ta:許容付着力(kN/m)
 T0a:のり面工による抵抗力 (kN)
 T1pa:移動土塊から受ける引き抜き抵抗力 (kN)
 T1pa’ :補強材と移動土塊との摩擦抵抗力 (kN)

ここで注目してほしいのは、式②です。
私は、法面工事に携わって最初の数年、T1paをずっとT1pa’のことだと勘違いしていました。

式②を見ると、T1paは、移動土塊との摩擦抵抗力(T1pa’)に加えて、のり面工の抵抗力も加味している力だと理解できます。

そして、のり面工が受け持てる力T0aを計算してT1pa’に加えるため、便宜的に式③があるものと理解しています。

式③によって何が起こるかというと、μが1.0に近づくほど、T1pa’が何倍にも大きくなります。

例えば、μ=0.5とすると、T1pa’が2倍になります。

よく使われるμ=0.7とすると約3倍になります。

法枠工などでμ=1.0を採用する場合は、T1paを無視してT2paかTsaの最小値が採用されます。これは、T1pa’が10倍に近づくので、T2paのほうが小さくなる可能性も大きいことから、無視できるということだと思います。

以上を考えると、頭部がプレートのみの場合や締め付けていない場合は、μが限りなく0に近づき、T1pa’しか見込めないことが理解できます。これは、ロックボルトはT2paによって抜けないけれど、移動土塊が中抜けて抜け落ちるように崩壊します。

逆にμが大きいと移動土塊と補強材の摩擦抵抗力が小さくても、のり面工の力で支えてくれることになります。

なんでこんな話をしているかというと、日本以外の基準書では式③に相当するストレートな計算式が見当たらないからです。

T1pa = P + T1pa’という式はあるのですが、式③に相当する式を見つけられていません。

Pはplate capacity (kN)とされていて、単純に頭部材料が受け持てる最大引張力なのだと思いますが、のり面工の効果を見込んだものなのか調べ中です。