第三紀層地すべり地帯における再滑動型地すべりのすべり面形状推定法に関する研究

１.　はじめに

図-1　主側線縦断面図

地すべり防止工事の計画・設計は、地すべり斜面の安定度を求める斜面安定解析に基づいて行われ、図−１に示す地すべり斜面の主測線縦断面図を作成する必要があります。その際、すべり面形状は斜面安定解析結果に最も大きく影響することから、正確に描く必要があります。
　しかしながら、地すべり調査では、予算等の制約から密度の高い調査が実施されることは少なく、計測器により長期間観測することができない場合が数多くあります。したがって、すべり面判定は、ボーリングコア観察などの地質情報のみに頼らざるを得ないのが実状です。また、ボーリングコア観察では、すべり面と想定できる面が複数存在し、すべり面の判定を困難にしている場合が少なくありません。
　これまで、数多くのすべり面に関する研究が行われてきましたが、これらの研究は、地質学的観点による研究と工学的観点による研究が分かれて進められており、両方の観点を総合した研究は進んでいません。特に、地す べり防止工事の計画・設計に際して必要なすべり面の形状を求めるための研究はまだ多くありません。
　 本研究では、現状のすべり面調査が地質情報のみに頼らざるを得ない状況下でも精度の高いすべり面形状が求められるすべり面形状推定法を提案することを目的として、移動を繰り返す再滑動型地すべりの代表的なものである新潟県内の第三紀層地すべりを取り上げ研究を進め、博士論文としてまとめました。
　以下に、本論文の要旨を紹介します。

２．地すべり斜面における

　すべり面位置の実態 地質情報からすべり面の判定を行うためには、予めすべり面の地質的特徴を理解しておく必要があります。そこで、従来の研究をもとにすべり面の地質的特徴をまとめました。また、断層及び熱変質帯でもすべり面と類似した面がみられる場合があること、及びそれらとすべり面との違いを示しました。
　つぎに、新潟県内で発生した地すべり地のすべり面調査結果をもとに、すべり面が形成されている土層中のすべり面の地質的位置を明らかにしました。さらに、地すべりブロックの形態とすべり面深度との関係について検討し、コア観察によるすべり面判定における留意すべき深度を示す簡便式として(1)、(2)式を導きました。

　ｄ＝0.707+0.082Ｌ ───── (1)

　　　ｄ:地すべりブロック中間部すべり面深度(m)
　　　Ｌ:地すべりブロック長さ(m)

　ｄ＝-2.198+0.050Ｌ+0.462Ｒ── (2)

　　　Ｒ:地すべりブロック中間部基盤岩深度(m)

　以上のことから、ボーリング孔１本のコア観察では、すべり面の地質的特徴を有する箇所が複数認められる場合が数多くあり、コア観察によるすべり面判定のみでは、すべり面を見つけることが難しいことが再確認されました。

３．第三紀層地すべり地帯における再滑動型

　地すべりのすべり面形成機構 すべり面と判定できる面が複数存在する原因を解明するために、再滑動型地すべりのすべり面形成機構について、地すべり移動機構と地すべり粘土のせん断強さの低下の面から検討しました。
　その結果、第三紀層泥岩地帯の再滑動型地すべりにおけるすべり面の形成機構として、地すべり斜面へ浸透した雨水や地下水の作用による地すべり土層内のスメクタイト量増加→地すべり土層の内部摩擦角φ'低下→地すべりの再滑動→新たなすべり面の形成→地すべりの分化→地すべり移動の停止、という過程が繰り返されることを示しました。そして、このことが、すべり面と判定できる面が、複数存在する原因の一つとなっていると考えました。

４．すべり面形状の工学的推定法の提案

図-2　ニューラルネットワークによるすべり面形状推定結果

　 すべり面判定において、臨界すべり面解析（地すべりを最も起こし易いすべり面を求める方法）とニューラルネットワーク（生物の脳内神経網を数学的にモデル化した情報処理方法）を用い、すべり面形状を工学的に探索する方法について検討しました。
　その結果、地すべり斜面の土層が移動層と基盤岩の2層に単純化できる場合、 臨界すべり面解析法により実際に近いすべり面形状が推定できることが分かりました。また、ニューラルネットワークを用いた方法では、風化岩地すべり地におけるすべり面形状を、地表 面形状の標高の累積データと地すべりブロック斜面長から推定できる可能性があることが分かりました（図−２）。なお、ニューラルネットワークを用いた方法は解析事例が少なく実用化するまでには至りませんでしたが、今後のデータの蓄積により将来有望なすべり面形状推定法になると考えます。

図-3　提案した方法によるすべり面形状推定結果

　以上の結果をもとに、コア観察結果に、地すべりブロックの形態とすべり面深度との関係及び臨界すべり面解析結果を加え、地質学的及び工学的に妥当なすべり面形状推定法をフローチャート化して提案しました。図−３には、提案した方法によるすべり面形状推定結果を示しました。図から、計測器による実測すべり面（→）と推定したすべり面が、ほぼ一致していることが分かります。

参考文献
丸山清輝（1996）：地すべり地におけるすべり面形状の推定に関する検討, 地すべり, Vol.33､��1, pp.35-43．　

（文責：丸山）