しかし昨年から、この口頭試験までに技術的体験論文を提出することになりました。技術的体験論文の締め切りは十一月十日です。つまり筆記試験の合格発表から二週間程度しかありません。
かつ口頭試験では、この論文に基づいて試問が行なわれます。昨年から口頭試験の試験時間が十五分延びました。つまり十五分は技術的体験論文のプレゼンテーションに費やされるということなのでしょう。
つまり、せっかく筆記試験に合格しても、技術的体験論文が不出来だと口頭試験の合格は望めないということです。技術的体験論文の課題は既に発表されています。受験票と同時に郵送されてきています。
ということで、筆記試験が終了すれば早速、技術的体験論文の準備を始めます。もちろん無駄に終わる可能性はあります。その可能性の方が高いです。でも、折角あの筆記試験に合格できたのに、技術的体験論文の準備が間に合わなかっただけで、「来年一から」なんて辛いですよね。
それと、筆記試験が終了すれば、技術的体験論文の準備と並行して筆記試験回答の骨子も復元しておいた方がよいそうです。口頭試験で筆記試験の内容も触れられることが稀にあるようです。
十月末までの三ヶ月、必ずしも気を抜く暇は無いようです。そして、ご同輩！きっと東京で会いましょう。
－完ー
]]>さて午前中の応用理学一般は「水資源」と「防災教育」がテーマでした。誰に聞いたのか忘れましたが、世界が直面していて最も緊急に取り組まなければならない課題は、食料問題でもエネルギー問題でもなく、水資源問題なのだそうです。その意味でタイムリーと言えばタイムリーな設問かも知れません。
一方の防災教育は防災白書からの出題でした。白書については、科学技術白書だけでなく、もう少し視野を広げないといけないと反省させられました。
いずれにしても、物理及び化学を選択科目にした人達は、どちらをどう回答したのでしょうか。少し地球物理及び地球化学に偏った出題のように感じます。
選択科目は例年通りでした。ただ、前半の解説・論述問題は２項目から１項目選択と選択の幅が狭まっていました。「グリーンタフ」と「リニアメント」から１項目選択は、なかなか厳しい選択でした。私もそうですが、西日本の受験生はグリーンタフを見たこと無い人の方が多いんじゃないでしょうか。
それはさておき、休憩挟んで約８時間。「とりあえず終った」というのが感想です。それにしても、年々周囲の受験生が若く見えるようになってきるのは寂しいものです。何とか今年で最後にしたいものです。
]]>トモグラフィーは、種々の物理量を測定して実地盤を断面状に可視化する技術です。医学分野でＸ線ＣＴと呼ばれる技術がありますが、ＣＴはコンピューター・トモグラフィーの略です。
地盤調査で、よく測定される物理量として弾性波速度があります。弾性波速度を用いた場合のトモグラフィーを弾性波トモグラフィーと言います。
一般的にトモグラフィーでは、地盤モデルを仮定します。そして、もし仮定通りならば測定値がどうなるか、コンピューター・シミュレーションにより計算します。通常、最初から計算値と測定値が一致することはありませんから、誤差を配分してモデルの修正を行ないます。このモデルの修正のしかたにより、トモグラフィーは解析者（あるいは解析ソフトの作成者）の癖が現れる場合があります。
以下、このモデルの修正とコンピューター・シミュレーションを何度も繰り返し、計算値と測定値が一致した時点をもって、仮定したモデルは実地盤に等しいとみなします。ただし、計算値と実測値が一致したとしても、それはいくつもある解のうちの一つであった場合、仮定したモデルが必ずしも実地盤に等しいとは限りません。この問題を解決するためには、極力分散したジオメトリで多数の測定値を取得することが大切になります。
現在でも地道に、地盤調査にとって最適なジオメトリはどのようなものか研究している技術者も少なからずいます。
]]>地熱資源も再生可能エネルギーです。古くから日本では温泉という形で地熱資源を利用してきました。地熱資源は膨大なエネルギーを有していますので、これを最近では発電にも利用しつつあります。自噴する温泉蒸気などで発電を行なえば、発電所の建設費用と維持費だけで済みます。しかし現実には、そんなに都合のよい温泉は残っていません。
しかし入浴用の温泉と違って、地下深部から汲み上げてくるのも大変ですから、多くの場合は比較的浅部の高温岩体に水を導いて人工的に蒸気を発生させ、その蒸気で発電しています。具体的には、地下へ水を導くための孔と、蒸気を取り出すための孔の２本のボーリングを掘削します。両者の間に亀裂でも通じていれば、一方の孔から水を送り込むと、高温岩体に接触して熱水となり、他方の孔から蒸気が得られます。
幸か不幸か、良質な岩盤で両孔の間に亀裂が通じていなかった場合には、両孔に高圧の水を送り込んで人工的に亀裂を発生させることもあるそうです。
地熱資源は、資源の少ない日本において、比較的豊富に得られる資源であると言えます。また山間部に集中しているため、用地的にも他の用途との干渉が比較的少ないという利点があります。
今後の研究や開発が進めば、国内の重要なエネルギー源となり得る可能性も高いものと思われます。また、炭酸ガス排出問題と絡めて、ＣＤＭにより海外への技術移転にも適した技術と考えられます。
]]>石油や石炭などの使えば無くなる枯渇性エネルギーに対して、繰り返し起こる自然現象を利用したエネルギーを再生可能エネルギーといいます。
太陽光発電や風力発電などを指すのでしょうが、厳密な意味では、太陽光や風力も発電の為に遮ってしまえば、その背後に太陽光や風は届かなくなります。ですから無尽蔵という訳ではありません。しかし、まぁ現在の利用状況から少し増えたぐらいで、大した悪影響を及ぼす事もないでしょうから、再生可能と呼んでも差し支えないと思います。
再生可能エネルギーは、最近では商用利用も実用化されつつあります。岬の突端に並ぶ風車群や、工場の屋根に大規模に取り付けられる太陽光発電パネルがそれです。商用利用にあたり障害となるのは、まずコストでしょう。これまで普及が余り進まなかったのは、他のエネルギーに比較して割高であったからです。
しかし、特に太陽光発電などは、急速に低価格化が進んでいますので、昨今の原油高が継続するようならば、急速に商用利用が普及することが予測されます。
しかし再生可能エネルギーが、本来力を発揮するのは、人が近づき難いなど、メンテナンスが困難な場所への自立型の動力供給に関してです。太陽光発電とバッテリーの組み合わせによる夜間点滅灯などは、その典型例といえます。また灯台や、夜光ブイなどは潮力発電と組み合わせることでメンテナンスの間隔を大幅に広くすることが可能となります。
]]>第四紀の地層は、通常未固結で、一般に土砂に分類されます。都市部における、小規模な土木構造物や建築物の地盤調査は、第四系の調査となることが多いといえます。
これらの構造物にとって問題となるのは、砂と粘土がどのような深度に、どのような厚さで分布しているかということです。層序は粒径分布が似ているか否かで判断していることが多いようです。
しかし、その中で海成粘土が確認出来ると、層序の対比に強い説得力が与えられます。海成粘土は、その名の通り、調査地が海底にあった時に堆積した粘土です。海面が上昇した時期は、第四紀のうちでも数回ありますが、全国的（あるいは全世界的）なものですから、非常に広域にわたって分布します。ですから、層序決定の目安には適当なものと言えます。かつ陸成の粘土に比べて、臭気や色調が特徴的ですので、見付けやすいという利点もあります。
その他、火山灰も重要な指標になります。火山灰は国内の主な火山の標本が確立されていますので、試験を行なえば年代の特定が可能になります。その意味で、年代の特定が重要な調査、例えば活断層調査などには有効な指標となります。
火山灰が見付けられない場合は、花粉などの微化石を利用する場合もあります。火山灰は噴火のない時期や場所では発見できませんが、花粉は四六時中、飛散しています。ですから見つかる可能性は高くなります。
]]>必ずしもトンネルに限らないのかも知れませんが、トンネルでは施行段階での調査が実施されます。これは他の土木構造物に比較して、トンネルが特に高額の建設費を要する事と、地山そのものが構造物を構成する事が理由になっていると思います。
事前調査では、地質情報は地表面や直径十センチメートルにも満たない調査孔からしか得られません。これに対して施工段階調査では、トンネルの坑道そのものからも地質情報が得られるため、その情報量は膨大です。事前調査と、この坑道での情報を総合する事で、より切羽前方の地質状況の信頼性が向上します。
例えば、トンネル地山の硬軟を判断するのに弾性波探査という調査を実施することがあります。発破などで人工的に振動を発生させ、振動の伝わる速さで地盤の硬軟を推定します。事前段階調査では、地表面で発生させた振動を地表面で測定する他ありません。
結果として土被りの厚い部分の信頼性は、やや低くなります。他方、施工段階では坑道内（特に切羽）の掘削振動を地表面で測定するなどのオプションも使えるようになりますので、信頼性が向上します。
その他、施工途中段階での調査では、切羽から先行ボーリングを掘る事により、切羽のすぐ前方の状況を確認することがあります。破砕帯などがあり、被圧水が存在する可能性がある場合など、これをせずに突発湧水が発生すると、被害が甚大になることがあります。
]]>以前からもそうでしたが、この数年、選択科目の後半は、この問題のように非常に具体的なシチュエーションを提示して、そのシチュエーションに対する技術上の問題点と解決策を問う傾向が強くなっています。おそらく技術士は、そういう現場の様々な問題点を抽出し、それぞれへの対応策を提案することが職務として求められている為なのでしょう。
さて、鮮新世末から更新世はじめとは地質年代の中では、相当新しい地層です。このような時代にできた堆積岩は未固結と考えられます。ちなみに関西一円で、同年代の堆積層は大阪層群と呼ばれますが、これは土砂と認識されています。このような未固結層では地山強度が問題となります。
一方、傾斜・褶曲はその方向が重要になってきます。トンネルや斜面の工事では、受け盤・流れ盤といって、地層が傾斜する方向が問題になります。流れ盤となる向きに掘削をはじめてしまうと、斜面崩落が発生しやすく、工事のときには常に対策をとらなくてはならない可能性があります。
受け盤・流れ盤は必ずしも堆積岩に限ったことではありませんが、特に泥岩や頁岩のような細粒の堆積岩や、泥岩を間に頻繁に挟む互層などで典型的に問題となります。
また丘陵地帯では、一般に土被りが浅くなりやすいため、地表面の変形にも留意が必要となることがあります。必要に応じて変位量予測も実施すべきです。
]]>人工衛星は、とてもたくさん打ち上げられています。衛星写真は気象・軍事の分野でも非常に役立ってますが、地質調査分野でも利用価値は高いのです。
まず広域的な航空写真としての役割があります。地質は地形に影響を与えます。斜面勾配は斜面ごとに異なりますが、広域的に見ると同じ地質のもとでは似た傾向があります。逆に言うと、この傾向の違いは地質の変化を示唆しています。
また人工衛星は、可視光以外に赤外線など複数の波長のセンサーを搭載しています。この別波長のセンサーでとらえた映像により、植生の変化を判断することができます。斜面崩壊は植生とも密接な関係がありますから、リモートセンシングは防災地質にも利用することができます。
かつては衛星画像は非常に入手困難なものでした。それが最近では、全ての衛星ではありませんが、誰でもが非常に簡単に入手できるようになってきています。かつ、その分解能も高く、撮影間隔も短くなってきています。また昔の衛星画像では、雲や水蒸気で使える映像は少なかったのですが、この辺りも改善されてきているようです。
リモートセンシング技術は、極めれば相当な情報までわかるものです。考えてみれば、月や火星の着陸していない箇所の情報は、全てリモートセンシングで得られたものです。
しかし、そう難しいものではなく、大衆が容易に入手できる広域情報としての価値もまた高いものなのかも知れません。
]]>地質調査では、試料の採取とＮ値の測定を目的として、標準貫入試験が実施されることがあります。土木分野における、地盤定数は大抵、このＮ値と関連付けができていますので、Ｎ値がわかれば、ほとんどの地盤設計はできてしまうのですが・・・。
○Ｎ値
標準貫入試験は、その試験方法が簡単であることから、ほとんどの調査ボーリングでセットで実施されている。そのため標本数が多い事からＮ値は統計的に処理されて、ほとんどの地盤定数との関連付けが成されている。
このため土木設計はＮ値至上主義とでも言える程、Ｎ値だけで全て設計が行われる傾向がある。しかし、稀にＰＳ検層を実施してＳ波速度を測定しているにも関わらず、Ｎ値より推定したＳ波速度を用いて設計を行っている事例が見受けられる。
ここまでの誤用は珍しいが、そうでなくとも評価なしにＮ値を全面的に利用するのは、やや問題があると思われる。それは一つには、基準書に示されるようなＮ値と地盤定数の関係は、全国の標準貫入試験結果を統計的に処理したものであるから、地域性が見込まれていないからである。
しかし反面、標準貫入試験は安価で多量に実施できるという長所もある。そこで直接的な原位置試験（例えばＰＳ検層、孔内水平載荷試験など）や室内土質試験とＮ値の間で、その土地特有の推定式を確立することが望ましい。これにより、地域特性を考慮した地盤定数の設定を行なうことが可能になり、Ｎ値だけで設計を行なうよりも、より土木構造物の安全を確保できるようになると思われる。
]]>技術士の応用理学部門の専門問題では、地盤工学などの知識も必要とされ、特定キーワードの語句説明も求められます。ここでは、技術士の応用理学部門の試験の過去問で出題されたキーワード「岩盤分類」について解説します。
○岩盤分類
高度成長時代の、大量の土木構造物を建設しなければならない時期には、同じ仕様で工事を進め、誰が作っても同じ性能のものが出来上がらなくてはならないという要求があった。そのため、岩盤分類も誰が行っても同じ結果となるように、詳細な基準が定められていた。主たる着目点は岩種、強度、風化である。
一方、昨今のように公共事業が減少し、かつコスト縮減が重視される中では、岩盤分類のあり様が変化すべきであると考えられる。例えば、従来の岩盤分類では地域性というものは考慮されていない。
しかし、地質とは多分に地域による特色の強いものである。この辺りを考慮に入れる事で、土木構造物の安全性を高めたり、また建設コストを逆に低く抑えたりすることが可能になると考えられる。
また、建設する構造物によって、例えば軟岩を詳細に区分したい場合も有り得る。このように目的に応じた岩盤分類を工区に応じて使い分けることも、今後の性能設計の時代には重要な課題になるものと考えられる。
その際、特に重要になるのは、岩盤分類を行った調査技術者と、設計者、そして施工者の間の緊密なコミュニケーションである。これが十分に行われなければ、地盤に対するイメージに差異が生じ、不要な事故が増加する可能性がある。
また、従来の岩盤分類に則って蓄積されている情報も多くあるため、これらを利用し続けるためには、これとの対比が取れるようにする事も必要となる。
]]>○点載荷試験
岩盤の上に構造物などを建築する場合、その支持力が問題となる。岩盤の支持力を推定するにあたっては、岩石の一軸圧縮強度が目安となる。岩石の一軸圧縮強度は一軸圧縮試験で測定する。
岩石の一軸圧縮試験を実施するにあたっては、他の材料でも同様であるが、供試体の成型が必要となる。しかし岩石の場合は、その非均質性のために、試料内の微小なクラックや弱線によって割れや欠けが生じるなどして、成型が困難な場合が多い。
また地質調査で、しばしば実施される一軸圧縮試験は岩石の他に粘性土がある。岩石の一軸圧縮強度は粘性土に比較して、当然大きい。このため、試験機器も高圧が発生できるものが必要となり大型になる。
点載荷試験は、荷重をかける箇所の面積を極端に小さくし、点で載荷することにより一軸圧縮強度を推定しようとする試験方法である。滑らかな面を形成する必要がないため、供試体の成型が不要となる。
また載荷面積がゼロに近いため、破壊に要する荷重が小さく試験機も小型化することが可能である。このため、室内に試料を持ち帰らずとも、現場で多量に試験が実施できるという利点がある。
一方で、規格に沿った一軸圧縮試験で得られた強度との対比がとれないという問題もあるが、最近ではデータも豊富になってきている事から、幾つかのパラメータにより、比較的尤もらしい強度が推定できるようになってきている。
]]>日本の一次供給エネルギーは約８割を化石燃料に依存しています。化石燃料は国内には、ほとんど存在しませんから輸入依存型となってしまいます。
かつ最終エネルギー消費は、電力という形を取られることが多いため、変換過程や伝送過程でロスが多いというのも問題です。
前者の輸入依存型供給だと、産出国が政情不安になったり、そうでなくとも一方的な要求で価格が高騰する危険性があります。これに対応するためには備蓄に努める必要があります。
また、メタンハイドレートは日本近海に賦存していることが確認されています。これを開発し、供給が実用化すれば、一応の輸入依存型からの脱却につながります。また即実用可能にならずとも、開発に着手すれば、産出国に対する抑止効果が期待できます。
一方、最終エネルギー消費が電力に偏っている点は、電力の制御のしやすさなどの理由から、なかなか解消できそうにありません。敢えて言うなら、発電時の変換効率の高いコンバインドサイクルを更に普及させることや、地産池消ではないですが、消費地に近いところで発電を行うことで、伝送ロスを減らす工夫が重要になってくると思われます。
また電力の場合、供給が需要を下回ることは許されませんから、どうしても過剰に発電しすぎるという問題があります。太陽光発電や揚水発電、電力貯蔵などの技術により、調整をはかることが大切です。
]]>天然資源に乏しく、加工貿易を主とする日本にとって、国民の科学技術離れは由々しき問題です。特に、昨今の日本はＯＤＡなどで、恒久的に技術力を海外に移転し続けるという、半ば使命のようなものを負っています。にもかかわらず、技術力の供給源が絶たれるような事態となれば国際的地位の低下にもつながりかねません。
一つには、技術者・研究者の職場を、もう少し魅力あるものにする事が重要と思われます。中小企業にまでは、なかなか手が回らないまでも、大学や国立の研究所レベルにおいても、収入面だけでなく会議や雑用で研究に集中できないという不満は数多く聞かれます。
また科学技術離れの直接的な歯止めにはなりませんが、海外からの研究者を更に積極的に受け入れる事も大切だと思います。日本は、ほぼ単一民族の為、外国人の受け入れには消極的な世論もあります。単純労働力としての外国人の入国は、なかなか難しい側面もあると思いますが、科学技術力の向上につながる研究者の受け入れは、緩和の方向で問題は無いのではないかと思います。
また、試験の回答としては、このような大所高所からの解決策だけでなく、例えば専門分野の技術を活かして、物理・化学の実験や、地質巡検などを通しての地域の小中高生への啓発活動に触れるとか、一技術者としての行動について記述するのがポイントになるという話です。
]]>まず、地球温暖化人為説に対する反論や疑問を提起する説を説明し、意見を述べるという問題です。ＩＰＣＣの第４次評価報告書は踏まえた上での設問ですので、地球温暖化が炭酸ガスの増加によるものだという国際的なコンセンサスは前提としてあります。
私は余り詳しくないのですが、ＩＰＣＣは過去における地球の気温の分布を極地の氷や、地層中の花粉などから推定し、炭酸ガスの増加を考慮に入れたコンピューター･シミュレーションより地球温暖化は人為的なものだと結論付けていたようです。
確かにコンピューター･シミュレーションの信憑性などに疑問を呈する人は、ホームページや、稀にマスコミなどに登場します。しかし、あくまでも少数派ですので、なかなか同調的な意見は述べにくいため少々困惑する問題ではありました。
そこで現役の応用理学の技術士である方に意見を伺ったところ、余りその辺は関係ないとの考えでした。温暖化が人為的なものであろうとなかろうと、実際に温暖化は進行しているのであるし、それで問題は発生しつつあります。それに対する解決策を述べる方が、回答として有利であるというものでした。
確かに人為的に発生した災害であれば、人間の力で解決することは可能であり、自然現象の方がむしろ厄介だという考えも成り立ちます。むしろ科学技術に関する高等な業務を行う技術士としては、そのような考えに立つ方が正当と言えるのかも知れません。
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