ジョン・バーランド

ジョン・バーランド CBE FRS FRENG FGS FICE 構造
2016年ケンブリッジのジョン・バーランド
生まれる	( 1936-03-04 )1936年3月4日（88歳） バッキンガムシャー、イングランド
母校	ウィットウォーターズランド大学 ケンブリッジ大学
知られている	土質力学の臨界状態理論の開発ピサの斜塔 の安定化
科学者としてのキャリア
フィールド	土木工学 土質力学 地盤工学
機関	オーヴェ・アラップ・アンド・パートナーズ
論文	軟質粘土の変形 （1967年）
博士課程の指導教員	ケネス・H・ロスコー

ジョン・ボスコーウェン・バーランド（1936年3月4日生まれ）は、土質工学者であり、インペリアル・カレッジ・ロンドンの土木環境工学部の名誉教授および上級研究員であり、土質力学の分野で著名な専門家です。^[1]

2016年、バーランドは土質工学、土木インフラや歴史的建造物の設計、建設、保存への貢献により、全米工学アカデミーの会員に選出されました。 ^{[2] [3]}

ジョン・バーランドは1936年にバッキンガムシャーで生まれましたが、子供の頃に南アフリカに移住しました。 ^[4]彼はパークタウン男子高校に通い、その後1959年にウィットウォーターズランド大学で土木工学の理学士号を一級優等で 取得し、その後理学修士号を取得しました。^[5]

彼の修士課程の研究は、指導教授のジェレミア・ジェニングスと共著した画期的な技術論文^[4]をGéotechnique誌に発表することにつながった。^{[6] [7]バーランドの研究結果は、}有効応力を使用して土壌の挙動を予測する従来のアプローチでは、部分飽和状態に合わせて調整する必要があることを示した。この論文は、有効応力原理の予測精度が土壌の部分飽和状態では低下することを実証することで有効応力原理の普遍性に疑問を投げかけ、土質力学のいくつかの基礎概念の再評価につながった。^{[8] [9]}

バーランドは1961年にイギリスに戻り、ロンドンのオーヴ・アラップ・アンド・パートナーズに就職し、当時ロンドンで最も高いビルであったムーアゲートのBPのブリタニックハウス本社ビルの設計に土質力学の専門知識を提供した。^[10]

1963年、バーランドはケンブリッジ大学でケネス・H・ロスコー教授の指導の下、博士課程を開始した。彼は1967年に「軟質粘土の変形」という論文を発表した。 ^[11]

バーランドは1966年に建築研究所に加わり、1972年に地質工学部門の責任者、1979年に副所長に就任した。 ^{[12] [13]}

1980年にバーランドはインペリアル・カレッジ・ロンドンの土質力学学科長に任命され、20年以上在籍し、地盤工学部門の責任者を務めた。インペリアルへの異動により、アレック・スケンプトンと共同研究する機会を得た。スケンプトンを高く評価していたバーランドは、スケンプトンの退職時にその部屋を譲り受けた後、スケンプトンの元オフィスに「スケンプの部屋」と名付けて敬意を表した。^{[13] [14]バーランドはまた、母校の}ウィットウォーターズランド校を含むいくつかの大学や機関で講義を行った。^[4]

彼は1990年代から2000年代初頭にかけて、ピサの斜塔を安定させる土壌採取作業を監督した技術者の一人としてメディアの注目を集めた。^{[15] [16] [17] [18] [19] [20]}この功績が認められ、 2001年11月にはカストロ公爵から両シチリア王立フランチェスコ1世勲章の騎士団長を授与され、^[21] 2003年にはカルロ・アツェリオ・チャンピからイタリア連帯の星勲章（OSSI）の勲章を授与された。 ^[22]

バーランドは、ロンドン地下鉄ジュビリー線の延伸によって国会議事堂とビッグベンが被害を受けないようにすることに携わった。^{[23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30]彼は}ウェストミンスター宮殿の大規模な地下駐車場の建設やメキシコシティのメトロポリタン大聖堂の安定化に取り組んだ。^{[4] [25]}

1989年にパヴィアの市庁舎の塔が崩壊し4人が死亡した後、ピサの斜塔の安定性は広く疑問視された。1990年3月、バーランドはイタリア政府からピサの斜塔の安定化を任務とする14人委員会の一員となるよう依頼された。11年間にわたりプロジェクトに直接関わり、バーランドは塔の不安定な傾きを解消するための革新的なアプローチを含む作業に大きく貢献した。このプロジェクトは、歴史的建造物の完全性を損なうことなく長期的な安定性を確保することを目指していた。^{[31] [32] [33] [34]}

バーランドと彼のチームは、複雑な土質力学と塔の歴史的な建設技術の理解を含む、数多くの課題に直面した。塔は、圧縮されやすい弱い土壌の上に建てられており、何世紀にもわたって傾きが進み、20世紀後半には崩壊の恐れがある不安定な状態に達した。バーランドは、塔の不安定な状態と石積みへの高いストレスのために、南側の地盤を補強したり強化したりする試みは極めて危険であり、崩壊の危険があると結論付けた。^[35]

貴重な歴史的建造物の国際的保全基準に従い、いかなる介入もその完全性、歴史、職人技の保存に最小限の影響しか与えず、目に見える変化をほとんどまたは全く与えないことが求められた。バーランドのアプローチには、一時的な安定化策と恒久的な安定化策の両方が含まれていた。当初、一時的な安定化は、ポストテンションコンクリートリングを使用して、基礎の北側に900トンの鉛の重りを適用することで達成された。この方法と、数値モデルを使用した塔の挙動の正確な予測は、恒久的な解決策が開発されるまでの間、塔を安定させるのに不可欠であった。恒久的な解決策は、塔の傾斜を約10パーセント減らすことを目的としたもので、支柱や基礎補強などの侵襲的な措置を講じることなく、塔の寿命を大幅に延ばすと期待される戦略であった。^[29]

ピサの斜塔プロジェクトで使用された土壌抽出プロセスは、安定化作業の極めて重要な側面でした。この技術は、塔の基礎の北側から土壌を慎重に除去することを伴いました。この戦略的な抽出により、塔の傾きを制御された段階的に減らすことができ、石積みへのストレスが軽減され、構造の安定性が向上しました。バーランドがこの方法を実行したことは、構造に侵襲的な介入をせずに塔の傾きを望ましい程度に減らすために不可欠でした。^[36]

ウェストミンスターに国会議員用の地下駐車場を建設する案は長年検討されてきた。重要な建物が近接していることによる技術的課題にもかかわらず、最終的にはニューパレスヤードが選ばれた。このプロジェクトには、ウェストミンスターホール、下院、ビッグベン時計塔を含む歴史的なウェストミンスター宮殿のすぐ近くに、深さ18.5メートルの地下駐車場を建設することが含まれていた。 ^[37]

この設計は地質工学的な考慮に大きく影響された。バーランドは、現場で多数のボーリング孔からロンドン粘土の土壌サンプルを採取し、自ら調査した。ロンドン粘土はせん断強度が高く、透水性が低いため、深い掘削には理想的な媒体である。しかし、水分含有量に応じて体積が変化しやすい。^{[38] [39]}

バーランドの分析により、ニューパレスヤードのロンドン粘土層の構造内のシルトと砂の薄い層が問題であり、土壌を貫流する可能性があることがわかった。バーランドは粘土層の間隙水圧が上にある砂利層の地下水位と静水圧平衡にあることを確認し、建設中に掘削基盤が水圧によって壊滅的に隆起するリスクを防ぐための特別な対策を主張した。^[40]

ロンドン地域での実物大の測定から得られた土壌パラメータを使用して、構造物と周囲の地盤の挙動を理解するために有限要素解析が行われた。バーランドと彼のチームは包括的な監視プログラムを監督し、近くの建物の動き、擁壁の変位、基礎の隆起、ビッグベン時計塔の垂直性を観察した。掘削の深さの3倍以上に及ぶ大きな垂直および水平の地盤の動きが記録された。予測された動きと測定された動きを比較し、周囲の建物への影響を分析した。^[37]

地盤の変位を最小限に抑えるため、恒久的なコンクリート床で支えられた鉄筋コンクリートの 地中壁が選ばれた。建設は1972年7月に始まり、1974年9月に完了し、主な掘削作業はバーランドの監督の下、1973年4月から11月にかけて成功裏に行われた。^[37]

バーランドの仕事には、特定の土壌条件における有効応力の使用の原理と限界、^[6] 土壌構造相互作用、^[41]掘削現場付近での基礎の動きが建物の性能に与える影響、 ^{[42] [43]}深い掘削とトンネル、^{[44] [45]} 杭基礎、^{[46] [47]}収縮粘土と膨張粘土を含む困難な地盤上の基礎、 [48]不飽和土の機械的挙動、^[49]粘土の強度と剛性など、数多くの土質工学のトピックに関する教育、研究、出版が含まれています。[ ^{13] [50] [51]}

大学での教育と研究に加えて、バーランドは幅広い聴衆に土質力学を説明するためにいくつかのメディアに出演しました。^{[52] [20]彼は、}アメリカ土木学会地質研究所がカール・フォン・テルツァギの誕生日に毎年開催する2023年のテルツァギ・デーでゲストスピーカーを務めました。^[53]

バーランドの臨界状態土力学に関する博士論文研究では、再構成粘土に対するカムクレイ構成モデルのいくつかの側面に疑問を投げかけ、修正カムクレイモデルの開発につながった。^{[54] [55]}

彼の土質力学への貢献は国際的に認められており、英国土質工学会の第30回ランキン講演会に招待され、 「天然粘土の圧縮性とせん断強度について」と題した講演を行った。^{[56]彼は1997年に}構造技術者協会の金メダルを受賞した。 2002年にはヒギンソン講演会^[57]とビクター・デ・メロ講演会^{[58]を行った。}

彼は王立工学アカデミーの会員に任命され、^[59] 2005年の新年叙勲で土質工学への貢献が認められ大英帝国勲章（CBE）を授与された。 ^[60]バーランドは1994年にヘリオットワット大学から名誉博士号も授与された。 ^[61] 2006年には一般の人々やメディアの間で工学への関心を高めた功績が認められ、 王立工学アカデミーのルーク賞を受賞した。 ^{[62] [4]}彼が受けた賞や勲章には以下のものがある。^{[22] [4]}

• 2005年大英帝国勲章（CBE）コマンダー受章
• 2005年カーディフ大学名誉フェロー
• フェロー（FIC）、インペリアル・カレッジ、2004年
• 2004年ケンブリッジ大学エマニュエル・カレッジ名誉フェロー
• 2003 年イタリア大統領「イタリア連帯騎士団」 (OSSI) の「騎士団長」
• 2003年ウォーリック大学名誉理学博士
• DEng Honoris Causa、ウィットウォータースランド大学
• シチリア王立フランチェスコ1世勲章（KCFO）、2001年
• DEng Honoris Causa、グラスゴー大学、2001
• ノッティンガム大学、名誉学士号、1998 年
• 1998年、シティ・アンド・ギルド・オブ・ロンドン協会フェロー（FCGI）
• 1997年、王立協会フェロー（FRS）
• DEng Honoris Causa、ヘリオットワット大学、1994
• 1981年、王立工学アカデミーフェロー（FREng）。

• インペリアル・カレッジ土木環境工学部

• インペリアル カレッジのジョン バーランド バーランド教授のホームページ。
• 出版物: ジョン・バーランド名誉教授インペリアル・カレッジ・ロンドン工学部土木環境工学科のジョン・バーランドによる出版物。