亀裂を含む岩盤の破壊によるすべり面形成を考慮した斜面の安定性評価

• 研究課題/領域番号: 06651095
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 資源開発工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 斎藤 敏明 京都大学, 工学部, 助教授 (90056151)
• 研究分担者: 松本 義雄 京都大学, 工学部, 助手 (00026022)
• 研究期間 (年度): 1994 – 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1995年度: 300千円 (直接経費: 300千円); 1994年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 岩盤斜面 / 岩盤不連続面 / せん断強度 / 斜面崩壊 / 露天掘

研究概要

1.本研究においては岩盤中に存在する不連続面がせん断強度特性としてピーク強度を持つかどうかが重要なポイントになるため、どの様な場合にピーク強度を持つかについて不連続面の表面特性の観点から検討を行った。圧裂引張破壊により作成した破面を用いせん断試験を行えば、必ずピーク強度が出現することは昨年度確認しているが、せん断後の破面を用いさらにせん断試験を行う繰り返しせん断試験を行った結果、ピーク強度は2回目あるいは3回目のせん断で出現しなくなることがわかった。そこで、この過程における表面特性、噛み合わせ周波数および開口幅などを検討した結果、ピーク強度を有する不連続面特性をほぼ明らかにすることができた。
2.また、小規模な弱面を多く含む岩盤中の滑り面がピーク強度を持つかどうかは、基本的には不連続面の表面特性などが上に述べた条件を満足するかどうかによるが、スケールが大きく異なるため、さらに不連続面の連続性などを考慮して考える必要があり、たとえ不連続面が上で述べたピーク強度を有する表面特性を有していなくても滑り面がピーク強度を有する可能性は高いことがわかった。また、その大きさは現場の岩石試料で行った乱されていない不連続面のせん断試験により求められるものとした。一方、せん断残留強度は、不連続面の破壊をそれほど伴うものでなく岩石試料によるせん断試験によって得られる残留強度によって代用できるものとした。
3.これらのせん断強度特性を考慮し、滑りに先立って岩盤内にできる滑り面の形成を、掘削過程を考慮した応力状態に基づいて検討し、その安全率を岩盤破壊の安全率として評価する方法を提案し、地層境界や断層などの大規模な弱面と岩盤中にできる滑り面によって形成される斜面崩壊ばかりでなく、一般的な斜面崩壊でもこのような評価法を適用すべき場合があることがわかった。