Xブロック
コンクリート防波堤要素
試験設置エリアに大型Xblocs（8.0 m 3または 280 cu ft）を配置

Xblocは、海岸、港湾壁、防波堤、防波堤、その他の沿岸構造物を波の直接的な影響から保護するために設計された消波コンクリートブロック（または「装甲ユニット」）です。Xblocモデルは、2001年にオランダのDelta Marine Consultants社（現在はRoyal BAMグループの子会社であるBAM Infraconsult社）によって設計・開発されました。Xblocは、複数の大学で広範な研究が行われています。[1]

他のシステムと比較した利点

コンクリート製被覆材は、一般的に防波堤や海岸保全施設に用いられます。被覆材は海岸構造物の外層として単層で設置されます。この層は被覆層と呼ばれます。被覆層には二つの機能があります。(1) 下にある細粒材を激しい波の作用から保護すること。(2) 波のエネルギーを分散させ、波の遡上、越波、反射を低減すること。これらの機能を果たすには、厚くて多孔質の被覆材が必要です。

単層コンクリート装甲ユニットを適用する一般的な要素は次のとおりです。

  • 設計波や潮流の負荷に耐えられる大きさや品質の天然岩石が入手できない
  • 採石場の生産量は材料需要を満たすのに不十分である
  • 既存の採石場はプロジェクトの場所から経済的に不利な距離にある
  • 道路接続には荷重制限（橋梁）やその他のボトルネックがあり、状態が悪く、混雑している

また、岩盤保護のために通常二層構造で設置されるテトラポッドなどの旧式のコンクリート装甲ユニットと比較して、最新の単層装甲ユニット（XblocやAccropodeなど）は使用するコンクリートの量が大幅に少なくなります。そのため、必要な建設資材（セメント、砂利）も少なくなり、[2]海岸保全工事のコストと二酸化炭素排出量を削減できます。[3]

Xblocの特許は2023年に失効しましたが、名称は依然として著作権で保護されています。つまり、Xblocに似たブロックを作成することはできますが、「Xbloc」と呼ぶことはできません。

油圧安定性と連動機構

Xbloc装甲ユニットは、その自重と周囲のユニットとの連動によって水理学的安定性を獲得しています。Xblocユニットで構成された高多孔質装甲層（層間隙率約60%）により、入射波のエネルギーは大幅に吸収されます。そのため、Xbloc装甲層は下層の岩石を波による浸食から保護することができます。物理模型実験から得られた経験式に加え、防波堤要素（沈下または浮上）と波の相互作用、および多孔質防波堤への流体の浸透については、RANS方程式とRNG乱流モデルを組み合わせたMEDUSなどによって研究されています。[4]

Xbloc は、通常、3V:4H から 2V:3H の被覆法面勾配に適用されます。天然の岩石とは異なり、斜面の傾斜が浅いと水理安定性は増加しません。これは、その状況ではインターロッキング効果が減少するためです。標準的な Xbloc のサイズは、0.75 m 3 (有義波高 H s = 3.35 m まで) から 20 m 3 (H s = 10.0 m) まであります。設計波高と体積サイズの指定された関係は、概念段階のみに有効であることに注意してください。前浜勾配、天端形状、建設機械などのその他のパラメータは、推奨されるユニットサイズに重要な影響を及ぼす可能性があります。[5]詳細設計、特に非標準的な状況では、物理モデルテストが不可欠であり、通常は防波堤の全体的な安定性と機能パフォーマンス (越波および/または波の浸透) を確認するために実行されます。

インターロッキングの効果は、防波堤建設で一般的に使用されるほとんどの天然岩石と比較してコンクリートの比重が低いことを考慮に入れた平均的な境界条件での岩石護岸と現代の単層ユニットを比較すると明らかです。天然岩石を同じ斜面勾配に配置すると仮定すると、個々の岩石の重量は Xbloc ユニットと比較して 3 倍必要になります。岩石は一般的に二重層で配置されるため、大きな波の作用にさらされる大規模な防波堤の場合、採石、保管、取り扱い、輸送、設置が必要となる装甲材料の量は膨大になる可能性があります。インターロッキング効果により、単層装甲ユニットの重量、つまり体積は、完全に岩石で構成された装甲に比べて大幅に少なくなります。さらに、ユニットは通常、プロジェクト現場の近くまたはその近くで製造されるため、輸送の問題はそれほど重大ではありません。

装甲ユニットの生産

Xblocは、他の単層装甲ユニットと同様に、無鉄筋コンクリート製です。Xbloc装甲ユニットの製造には、通常、一般的なコンクリートC25/30が適しています。しかし、型枠からの早期離型や氷荷重への対応など、他の理由から、より高強度のコンクリートが使用されることも少なくありません。鉄筋を省略することで、時間とコストが削減され、装甲ユニットは長期的な腐食による損傷を受けにくくなります。単層装甲ユニットの最適な形状は、コンパクトなコンクリート本体の堅牢性と、連結に必要な細身性を兼ね備えています。構造の完全性は通常、有限要素法（FEM）計算と試作品落下試験によって確認されます。

Xbloc型枠の構築には木製と鋼製の両方の型枠を使用できますが、鋼製型枠は繰り返し使用でき、大量の装甲ユニットを製造できるため、鋼製型枠が好まれます。2つのセクションで構成される様々な型枠設計が用いられます。型枠は垂直または水平に組み立てられます。コンクリートの注入と締固めは同時に行われます。適切な型枠設計は、型枠の早期剥離を容易にし、ハニカム構造、表面気泡、および打撃による損傷を大幅に防止します。

Xblocユニットの形状により、限られた種類の鋼板で構成された比較的シンプルな型枠を使用できます。Xblocユニット1台あたりの重量は最大45トンに達するため、施工は設置場所のできるだけ近くで行われます。[6]

配置

他のインターロッキングコンクリートブロックの設置とは異なり、Xblocユニットは防波堤斜面における各ユニットの配置方向について厳密な仕様を必要としません。Xblocの形状により、ユニットの6面すべてが効率的にインターロッキングします。そのため、ブロックはインターロッキング機構を最大限に活用できる位置を容易に見つけることができます。これにより、防波堤を斜面に配置する際の効率が向上します。 [7] Xbloc防波堤のランダム構造と高い多孔性により、海洋動植物のための 人工礁生息地が形成されます。

XblocPlus

XblocPlus

DMCは2018年にXblocPlusを市場に投入しました。これはXblocの単なる改良版ではなく、機能が異なるブロックであり、独自の長所と短所を備えています。XblocPlusは規則的に設置する必要があり、天然玄武岩柱やBasaltonのようなコンクリート製の設置ブロックに見られる特性を備えています。[8] DMCは、2018年に開始されたアフスライトダイクの改良工事において、このブロックを活用する機会を見出しました。この工事では、このブロックは波の影響を受ける区域に設置されています。この用途におけるブロックは、アフスライトダイクを改良する合弁会社にちなんで「Levvelブロック」と呼ばれています。Basalton Quattroblokは、アフスライトダイクの波の遡上区域に設置されています。XblocPlusは、ポーランドのヴィスワ砂州運河でも使用されています。[9]

参照

  • 沿岸管理 – 洪水と海岸線の浸食を防ぐ
  • 海岸侵食 – 海岸線に沿った土地の移動
  • 海洋表面波 – 開水面上の風によって発生する表面波リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
  • KOLOS  – コンクリート防波堤要素
  • ドロス – コンクリート防波堤要素
  • テトラポッド – コンクリート製の防波堤要素
  • Accropode  – コンクリート防波堤要素

参考文献

  1. ^ https://repository.tudelft.nl/search?search_term=Xbloc&search_by=content&object_type=&keyword=&collection=&file_extension= TUDelftによるさまざまなレポートと論文
  2. ^ http://www.vandermeerconsulting.nl/downloads/stability_c/1999_vandermeer.pdf Van der Meer, JW - コンクリート装甲層の設計（表1、8ページ）
  3. ^ http://resolver.tudelft.nl/uuid:861a421f-3fc7-423e-ba49-fe15d759b482 Labrujere, AL 沿岸保護システムのカーボンフットプリントの分析
  4. ^ メダス
  5. ^ ガイドライン
  6. ^ https://journals.tdl.org/icce/index.php/icce/article/download/7729/pdf_873/ Richard de Rover、Bas Reedijk、Pieter Bakker - XBLOC イノベーション、SWINOUJSCIE BREAKWATER、ICCE 2014
  7. ^ http://resolver.tudelft.nl/uuid:73c70362-8e00-42d9-8988-2457a199c866 Xblocの配置に関する理論的および実験的研究
  8. ^ http://resolver.tudelft.nl/uuid:fbe797ef-5944-4bc1-9d25-e7448dce3d1b Belen Rada Mora Xbloc+装甲ユニットの油圧性能
  9. ^ Sikes, Bryanna (2022年9月21日). 「ポーランドのBESIX：ヴィスワ砂州航路の正式開通」. Civil + Structural Engineer誌.
  • 英国規格、BS 6349 海事構造物の実施規定、パート 7、防波堤の設計および建設ガイド、1991 年。
  • CIRIA/CUR、ロックマニュアル、2007 2
  • Xbloc防波堤装甲ユニット3の開発と設計に関する研究論文2012年2月9日、 Wayback Machineにアーカイブ
  • HJ Verhagen,古典的、革新的、非従来的な海岸線保護方法、海岸工学部門、デルフト工科大学、オランダ、2004 4
  • ASCE専門会議、ワシントンDC、3月、Seabees in Service、1983年
  • デルタマリンコンサルタント
  • Xblocの設計ガイドライン [1] 2019年4月25日アーカイブ、Wayback Machine
  • ロックマニュアル 2007
  • MEDUS（サレルノ大学海洋工学部）
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