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2014 年度 実施状況報告書

なぜ長大切土斜面が崩壊するのかー潜在弱面内の地下水流と地下水圧分布の影響ー

研究課題

研究課題/領域番号 26420486
研究機関中央大学

研究代表者

太田 秀樹  中央大学, 公私立大学の部局等, 教授 (80026187)

研究分担者 斎藤 邦夫  中央大学, 理工学部, 教授 (00092552)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード土質力学 / 岩盤力学 / 浸透流解析 / 定体積せん断 / 3次元安定解析 / 潜在すべり面 / 長大斜面 / 非定常浸透流
研究実績の概要

2012年4月に開通した新東名高速道路には、高さ50mクラスの長大切土斜面が連続している。静岡県内の丘陵地帯にも大規模な切土斜面が連続しており、そのほとんどすべての斜面で建設中にすべりが発生している。理論的には同じ安全率だと思われるのに、切土斜面が大規模化すると崩壊の可能性が高まるのは何故か?地山内の弱面には薄い粘土シームが夾在し、潜在すべり面となっているが、その弱面に働く地下水圧が重要なカギを握っていると思われる。長大斜面では非定常浸透流のかたちで弱面内を地下水が流れるのが原因であろうかと考え、1m長さのパイプに土を詰め簡単な条件下の実験で確認したところ、教科書通りの結果を得た。次年度に向けて、より複雑な条件下での実験を予定している。
たまたまのことであるが、平成26年3月末ごろから、上信越自動車道香坂チェインベース(CB)付近で大規模なすべりが発生した。原因は雪解けにともなう地下水位の上昇であると推定されている。研究代表者はすべり面を形成している粘土シームを不攪乱状態で採取し、圧密試験・せん断試験に供してみた。現場では排水せん断されると考えられるので、定体積せん断から得られるc’φ’をcd φdの代用とした。3個の不攪乱供試体から、cd =0 φd =33~35度の結果を得た。粘土シームが夾在する弱面のなかを地下水が定常浸透流として流れるものと仮定し、すべり岩体に作用する揚力up-lift forceと押出し力 push-out forceを次年度に計算する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究申請当時、新東名高速道路沿いの切土斜面の不安定化を解析対象として取り上げようと考えていたが、たまたま上信越自動車道香坂チェインベースで大規模なすべりが発生し、その現場から不攪乱試料を得ることができたから、それを利用する方針に切り替えた。潜在すべり面を形成する粘土シームの圧密・せん断試験を実施したところ、極めてバラツキが少ない強度定数が得られたうえ、すべり岩体ならびに潜在すべり面の幾何的な情報を正確に得られているから、情報が過去のものとなってしまった新東名の現場事例にくらべて高精度の研究成果が期待できる。
パイプを用いた非定常浸透流試験を複雑な境界条件で実施し、実験データを正確に記録するため、高精度で感度が高い水圧計を購入準備中である。平成26年度に実施した実験では、水頭の概略的な変化を捉えることができたが、瞬間的な相対変化を捉えきれなかった。そのため教科書的な結果しか得られなかったことに対する、改善・対応策である。

今後の研究の推進方策

切土斜面が大きくなると弱面中の粘土シームも長くなり、浸透流に時間遅れが発生する。このため小さな切土と違って長大切土斜面では、非定常浸透流が支配的になると考えられる。北米の露天掘り鉱山Bingham Canyon Mineが、2013年4月に斜面崩壊を起こした。7千万m3の崩壊は、non-volcanic landslideとしては北米有史最大だとのこと。9月にもまた崩壊が発生したとのことであるから、全体的に不安定になっているのであろう。写真で見ると斜面の高低差は200-300m程度にみえる。タイの北部、チェンマイの近くにあるMae Moh Lignite Mineも露天掘りで、現在約300m程度の掘削深さに達している。将来は500mまで掘りたいのであるが、ここ数年の間に斜面の不安定化が進行し問題化している。加賀の白山は現在隆起中で、10万年後には現在の富士山より高くなる勢いである。その白山の北西南斜面で、1500-1700mの標高域に現在大規模な斜面崩壊が一斉に進行中である。崩壊土量は3千-5千万m3になるかもしれないと、心配されている。これらの例はいずれも高低差が200-300mの長大斜面である。単なる偶然かもしれないが、200-300mという数字に意味があるように研究代表者らは考えている。もしそうであれば、その原因は地下水の時間遅れ挙動にしか求められないと考え、土が詰まったパイプのなかの非定常浸透流の実験と解析を、アレコレ試してみたいと考えている。有名な地すべり地である能登半島輪島近傍の深見地区では、地区内の地下水位上昇が降雨後2日も遅れて現れる。こういった事例をヒントに試行をくりかえしたい。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Settlement due to consolidation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Ohta
    • 雑誌名

      Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA(ISSN 0046-5828)

      巻: Vol. 46, No. 1 ページ: 1-11

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 真空圧密工法を施工した超軟弱地盤の長期沈下予測-白竜湖地区試験盛土のFEM解析2015

    • 著者名/発表者名
      平田昌史・吉田敬司・澤野幸輝・菊池慎司・加藤真司・太田秀樹
    • 雑誌名

      地盤工学ジャーナル

      巻: Vol. 10, No.1 ページ: 93-112

    • DOI

      http://doi.org/10.3208/jgs.10.93

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple device for trapping small-scaled debris flows2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ozasa, K. Kumagai, H. Takahashi, M. Imashiro and H. Ohta
    • 雑誌名

      Geotechnics for catastrophic Flooding Events

      巻: - ページ: 547-553

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic image of meta-stability of clays2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takeyama, A. Ikeda, E. Nakayama, M. Taya, I. Kobayashi, T. Pipatpongsa and H. Ohta
    • 雑誌名

      Geomechanics from Micro to Macro, eded by K. Soga, K. Kumar, G. Biscontin and M. Kuo, 2015 Taylor & Francis Group, ISBN 978-1-138-02707-7

      巻: Vol. 2 ページ: 727-732

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 補強材が夾在する地盤の力学特性評価に関する問題点2014

    • 著者名/発表者名
      太田秀樹
    • 雑誌名

      第59回地盤工学シンポジウム 平成26年度論文集

      巻: - ページ: 15-22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新しい三軸試験装置の紹介-SMART triaxial testing apparatus-2014

    • 著者名/発表者名
      小林一三・中山栄樹・飯塚敦・太田秀樹
    • 雑誌名

      第59回地盤工学シンポジウム 平成26年度論文集

      巻: - ページ: 115-120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 東名牧の原盛土の崩壊時強度の推定と今後の維持管理への提言2014

    • 著者名/発表者名
      森山陽一・藤岡一頼・木村勝・石垣勉・林雄介・飯塚敦・斉藤邦夫・太田秀樹
    • 雑誌名

      第59回地盤工学シンポジウム 平成26年度論文集

      巻: - ページ: 163-170

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field test on confined-reinforced earth method using geogrid reinforcement for asphalt pavement2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuji, N. Tatta, T. Ishigaki, H. Kawasaki and H. Ohta
    • 雑誌名

      Proc. 10th Int. Conf. on Geosynthetics

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.5030/jcigsjournal.27.89

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原土排土による排土抑制型低変位高圧噴射攪拌工法、ISSN 0285-53562014

    • 著者名/発表者名
      西尾 経、松岡大介、竹田敏彦、齋藤邦夫
    • 雑誌名

      基礎工

      巻: Vol.42、No.3 ページ: 62-65

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 巨礫を含む礫質土の改良に適用した複合相対攪拌工法の概要と施工事例2014

    • 著者名/発表者名
      松岡大介、西尾 経、竹田敏彦、石橋豊明、高倉功樹、齋藤邦夫
    • 雑誌名

      第11回地盤改良シンポジウム論文集

      巻: - ページ: 327-330

    • 査読あり
  • [学会発表] 飽和した砂地盤内に構築した二次元模型泥水掘削溝壁の安定性2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤友哉、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      土木学会関東支部第42回技術研究発表会(平塚)
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-05
  • [学会発表] 高架橋より伝播する列車振動に対する遮断壁の効果2015

    • 著者名/発表者名
      杉浦安奈、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      土木学会関東支部第42回技術研究発表会(平塚)
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-05
  • [学会発表] 高架橋の支承構造と列車振動の伝播特性2015

    • 著者名/発表者名
      林 東毅、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      土木学会関東支部第42回技術研究発表会(平塚)
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-05
  • [学会発表] 飽和地盤内における三次元泥水掘削溝壁の安定性2015

    • 著者名/発表者名
      原尾智博、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      土木学会関東支部第42回技術研究発表会(平塚)
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-05
  • [学会発表] 砂地盤に構築した泥水掘削隅角部の安定性に関する数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      安佐伊弘貴、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      土木学会関東支部第42回技術研究発表会(平塚)
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-05
  • [学会発表] 地盤と地下水・風水力の小規模利用の可能性2014

    • 著者名/発表者名
      太田秀樹・飯塚敦
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] 相対密度の異なる砂地盤に構築された泥水掘削溝の変形解析2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤友哉、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] 高架橋を走行する列車における振動の変動幅2014

    • 著者名/発表者名
      杉浦安奈、石井武司、齋藤邦夫、金田 淳、池本宏文、高崎秀明
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] 列車が異なる桁長さを走行する場合の地盤振動特性2014

    • 著者名/発表者名
      林 東毅、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] 施工事例から見た泥水掘削溝の隅角部形状2014

    • 著者名/発表者名
      原尾智博、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] FEM解析による泥水掘削溝壁の安定性2014

    • 著者名/発表者名
      安佐伊弘貴、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] 砂質土の繰返し載荷に伴うひずみ依存性2014

    • 著者名/発表者名
      小野正和、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] 砂地盤に構築された泥水掘削溝壁の安定性に及ぼす相対密度の影響2014

    • 著者名/発表者名
      石川和樹、石井武司、齋藤邦夫
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] CPTによる塑性指数を考慮した液状化判定2014

    • 著者名/発表者名
      北条 豊、齋藤邦夫、深澤健、黛 廣志、西原 聡、大塚 潤、若月洋朗
    • 学会等名
      第11回地盤工学会関東支部発表会(東京)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03
  • [学会発表] 東名牧の原崩壊盛土の原位置強度推定の試み2014

    • 著者名/発表者名
      太田秀樹・齋藤邦夫・横田聖哉・藤岡一頼・阿部文彦・林雄介・木村勝・渡邊真一・石垣勉・飯塚敦
    • 学会等名
      第49回地盤工学研究発表会(北九州〉講演論文集
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-17
  • [学会発表] 真空圧密工法を併用した道路盛土の長期沈下予測~その1:材料パラメータの設定2014

    • 著者名/発表者名
      平田昌史・吉田敬司・澤野幸輝・菊池慎司・加藤真司・太田秀樹
    • 学会等名
      第49回地盤工学研究発表会(北九州〉講演論文集
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-17
  • [学会発表] 真空圧密工法を併用した道路盛土の長期沈下予測~その2:FEM解析結果2014

    • 著者名/発表者名
      吉田敬司・平田昌史・澤野幸輝・菊池慎司・加藤真司・太田秀樹
    • 学会等名
      第49回地盤工学研究発表会(北九州〉講演論文集
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-17

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公開日: 2016-05-27  

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