Three.jsで道路設計実習の補助資料を試作

【背景】

CADソフトで表示した等高線の入った地形図(上) と 3Dビュー(下)

社会基盤・環境コースの実習の一つで、
道路の紙上設計(ペーパーロケーション)を行います。
学生には等高線が入った地形の平面図が渡され、決められた地点間を結ぶ道路を、自分なりの指針を持って「自由に」設計する課題です。

地形は平坦ではありません。

通行時に快適な勾配、かつ、元の地形から切る土・盛る土が多過ぎない経済的な縦断形状を考えなければいけませんし、

道路幅 + 切土・盛土の法面幅が、周囲の建物や既設道路に影響がないよう、横断形状も考慮する必要があります。

こういった平面を立体的に見るイメージが学生にきちんと伝わるように、我々 技術職員はマンツーマンで何コマにも渡って指導しています。

なお、実際の公共工事では『i-construction(ICT土木)』と呼ばれる取り組みが進んでおり、紙の図面ではなく、発注から施工後の維持管理まで一括の3次元データで管理する、といった事例も多いと聞きます。

それを踏まえ、 3D CAD を使った道路設計も組み込まれていましたが、コロナ対応の講義内容変更・縮小で、残念ながら現在は休止中です。

【本題】

3D CAD に代わる道路設計実習の補助資料として、
Three.jsでこんなものを作ってみました↓
http://www.cande.iwate-u.ac.jp/sokuryo/threeJs-peLoca/TJindex.html


※マウス右ドラッグ:視点変更、左ドラッグ:平行移動、ホイール:拡大縮小、
右上メニュー:背景色変更、縦断 / 横断 / フリー カメラ切替、車の速度 / 地球自転速度 変更

Three.jsとは、webブラウザ上で3Dオブジェクトを閲覧するためのjava script のライブラリで、上の例のような3Dモデルに干渉できるメニューも
(私はかなり苦戦しましたが) 作ることができます。

3Dオブジェクトを見るためには専用のビューアーアプリが必要だったり、VRゴーグル使用を想定していたりと、「閉じている」印象もあるかもしれませんが、こちらは一般的なwebブラウザからアクセスでき、気軽に見せられるという利点があります。

(もちろん『sketchfab』等、外部サービスに乗れるなら乗った方が楽だとは思います。)

今回、道路設計の補助資料として作成はしましたが、必要な要素が表現しきれず、また、もっと情報量を増やした方がいいか等、悩みが尽きず実用には至っておりません。

URLをクリックするだけで3Dモデルを閲覧できて、
何かしら「操作した感」が得られる資料をお求めの方、
Three.js、いかがでしょうか? 

※ 地形の元データ:国土地理院 基盤地図情報 を加工して使用、
  地形と道路のモデル作成:AutoCAD Civil3D教育機関版を使用、
  車のモデルとアニメーション:blenderを使用

Written by dnaka
(2022.11.30)

TOC分析

 コースの依頼業務で、TOC分析装置を使って液体試料の炭素濃度を測定することがあります。

TOC分析装置
TOC分析装置

 河川や湖沼などの水の環境汚染を考えるとき、水中の炭素の量を調べることが必要になってきます。微小なプランクトン類は数をかぞえることが難しいため、炭素の量で存在している量を確認します。ですが、水には炭酸ガスが溶け込んでいるため、それと区別して分析しないといけません。

 全炭素(TC:Total Carbon)は、水中に存在するすべての炭素を指し、全有機体炭素(TOC:Total Organic Carbon)と無機体炭素(IC:Inorganic carbon)に分けられます。

 動物性プランクトンや植物性プランクトン等を構成する炭素は有機体、炭酸ガスなどが溶け込んでいるものは無機体です。

 試料をろ過して、固体を取り除いたのち、適度に希釈してから装置にかけます。

 試料を燃焼させて、発生した二酸化炭素を測定することで全炭素(TC:Total Carbon)を測定し、次に酸と反応させて無機体炭素(IC:Inorganic carbon) を測定します。

試料の注入
分析時の操作画面

 その後、全炭素(TC:Total Carbon)から無機体炭素(IC:Inorganic carbon) を引くと、全有機体炭素(TOC:Total Organic Carbon)が求められます。

分析結果の印刷
分析結果の印刷

 また、この二つの工程を同時に行うNPOC(不揮発性有機炭素)測定もあります。必要となるデータの種類によって、分析方法を変えて測定します。

Written by T.N

(2022.2.24)

ドローンでの空撮をしています

 

専門技術研修で、DJI Phantom 2 Vision+による空撮を試みております。

Phantom 2 Vision+は、今後の研究支援を見据えた技術職員の技術の習得のために、

理工学部の理解ある教員から供与をうけております。ありがとうございます。

ドローンによる空撮は”操縦、撮影、編集”が重要なので
それらの技術向上を目指して訓練中です。

Written by K

(2019.10.17)

社会基盤・環境コース3年次現場見学会

 

2018年9月26日(水)

理工学部システム創成工学科社会基盤・環境コース3年次の現場見学会が行われました。

参加者は約70名(うち引率教職員5名)、大型バス2台になるため、

現場のスペースを考えて二手に分かれ、4つの現場を見学する行程となりました。

 

① 簗川ダム

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去年の見学会に引き続き、今年も簗川ダムを見学させていただきました。

現在の進捗状況は堤体高さで49.5m / 77.2m(64%)、

打設済みのコンクリートは167,200m3にもなるそうです。

我々が行ったタイミングでは少し気温が高く、コンクリートの打設は一時停止中でした。

完成すると、堤体高さや堤頂長さは岩手県1位ではないものの、

総貯水量は1位の「効率のいいダム」になる予定とのことです。

 

② 平津戸 松草道路 与部沢トンネル

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トンネルの掘削先端(切羽:きりは と呼んだりします)を見学させていただきました。

巨大な岩肌と対峙した時のあの感覚は人類共通なのでしょうか。

NATM(New Austrian Tunneling Method)工法という施工法により、

発破・ずり出し→コンクリート吹付・支保工(曲げた鉄骨)設置→ロックボルト挿入

を行い、山が崩れないよう補強しながら掘り進めます。

補強後のトンネル壁面にはいくつもの変位計が取り付けられ、

山の動きをリアルタイムで確認しているとのことです。

 

③ 岩井地区 新栃渕橋 岩井地区トンネル

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②の現場の次の段階として、

防水シートの設置、覆工コンクリートの打設を行っている現場がコチラです。

写真右上?で目を光らせているのは「セントル」というコンクリートの移動式型枠です。

長さ10.5m、内側からトンネル壁側に生コンを流し、固まったら前進、を繰り返します。

型枠から外れた後もコンクリートの水和反応は続くため、

それを阻害しないような工夫が今後数十年の耐久性のために重要になります。

 

④ 都南川目道路 手代森トンネル
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さらに③の現場の次の工程として、

実際に車道となるコンクリート舗装をしている現場がコチラです。

右の写真で皆さんが立っているのがそのコンクリートで、

滑り止め・排水のための工夫がされています。

この後、電気工事や換気設備の取り付けを行って、めでたく開通となります。

 

 

今回の現場見学会は特に、

トンネルが出来るまでの各段階を一日で見ることができた貴重な機会だったと思います。

 

Written by 土木・環境技術G

(2018.10.12)

平成30年度 配属先研修(土木・環境技術グループ)

 

土木・環境技術グループにて、

今年度、理工学系技術部に配属された田沼さんの配属先研修を行いました。

日時:平成30年5月8日(火) 9:00~11:00

内容:

  • グループの業務紹介(実験実習、個々の研究支援について)
  • 測量学実習体験(トータルステーションによる測距・測角)
  • 3D CAD実習体験(盛岡市近郊の道路設計)
  • フリートーク

研究室支援業務の説明
研究室支援業務の説明

トータルステーションの説明
トータルステーションの説明

設計道路の立体模型紹介
設計道路の立体模型紹介

3D CAD説明
3D CAD説明

 

最後のフリートークでは、

土木・環境と、化学・生命の業務の違いや共通する分析装置について、

また田沼さんの卒業研究、今後支援予定の業務等について話し、有意義な時間となりました。

 

Written by 土木・環境技術G

(2018.5.16)