化学的手法を用いたすべり面判定事例すべり面判定水素イオン濃度電気伝導度（株）ナイバ愛媛県正会員 ○木村一成正会員水口公徳１．はじめに地すべりのすべり面判定では，孔内傾斜計やパイプ歪計などの観測によって変動箇所を確認する場合が多い。しかし，これらは観測期間中に地すべりが活動しないとすべり面の判定ができないという問題がある。最近，地すべり地において地盤のｐＨ（水素イオン濃度）やＣＤ（電気伝導度）を測定することですべり面を推定する手法が提案されている（水口，2002）。今回，切土のり面に発生した地すべりにおいて，ｐＨおよびＣＤの測定結果からすべり面を推定した事例について紹介する。２．現場概要本事例の現場は，四国中央部の中央構造線の約 200ｍ南側に位置し，周辺の地質は三波川帯の黒色片岩および緑色片岩が基盤岩として分布する。地すべりが発生した現場は，中央構造線破砕帯の露出する切土のり面である。当のり面は道路改築工事に伴って切土された 6 段の切土のり面で，切土後に小すべりが発生したことから，のり面対策工が実施された。この対策工施工中に，台風に伴う降雨で地すべりが発生したため応急対策（押え盛土工）を実施した。この地すべりのすべり面を確認するためにボーリング調査を行ったが，採取されたボーリングコアは全体が破砕されており，コア観察によるすべり面判定が困難であった。また，押え盛土工の施工で地すべりが安定化しており，孔内傾斜計観測からすべり面を検出できる可能性は低かった。そこで，ボーリングコア試料の岩石粉末懸濁液を用いてｐＨおよびＣＤを測定し，深度方向における値の変化によってすべり面を推定した。至松山自：高松動車道三波川帯至：松山現場位置現場位置藤田崇：「地すべりと地質学」(2002)より抜粋図-1 四国の地質概要図図-2 現場位置図３．測定方法〔ｐＨ測定方法〕ｐＨは溶液中の水素イオン濃度を示す指標であり，酸性，アルカリ性の尺度である。ｐＨは次式のように定義される。ｐＨ＝log（1／［Ｈ＋］）＝−log［Ｈ＋］本稿で用いたｐＨは岩石粉末の懸濁液を測定したもので，その試験方法は，地盤工学会基準「土懸濁液のｐＨ試験方法」（JGS 0211-2000）に準じた。ｐＨ試験は蒸留水 100cc に粉末試料約 10ｇを加え，撹拌後 1 時間静置後に測定した。測定に使用した機器は，東亜電波工業製ｐＨMETER HM-20P である。〔ＣＤ測定方法〕ＣＤ（電気伝導度）は，電気の通しやすさの指標である。溶液中ではイオンが電気を運ぶ役割を担うので，イオン濃度が高くなると電気伝導度も大きくなる。すなわち，水溶液中に含まれる電解質に概略濃度が電気伝導度によって求められる理由は，イオン当量（C）と電気伝導度とが正比例の関係にあることによる。この，比例係数は当量伝導度（λ）と呼ばれ，イオンの種類や濃度，溶液の粘度などに影響される。水溶液中に数種類のイオンが存在する場合の電気伝導度χ（μS/cm）は，それぞれのλと C を乗じた値の和（ΣλC）で算出できる。イオンによって当量伝導度が大きく異なるため，イオンの種類とその比率が一定でなければ，電気伝導度から正確な濃度 A case study on discrimination of slip surface by Kazunari Kimura(Naiba Co.,Ltd.) using chemical method Kiminori Minakuchi(Ehime Pref.) を求めることはできない（(社)地盤工学会，2000）。厳密には以上の問題があるが，本検討では，溶解イオンの総量の概略値を知ることを目的として実施した。使用した機器は，ポータブルタイプの HORIBA 製 CONPACT CONDUCTIVITY METER B-173 である。４．測定箇所本現場では，H14-No.1 孔，H13-No.2 孔，H13-No.5 孔の 3 孔のボーリングコア試料から作成した岩石粉末懸濁液を用いてｐＨ，ＣＤの測定を行った。なお，H13-No.2 孔では，地すべり発生時に孔内傾斜計に変位が生じたことから，この変位深度との比較を行った。H14-No.1 孔は押え盛土後に実施したボーリングであり，すべり面の深度は明らかとなっていなかった。また，参考として切土のり面から試料を採取し，切土のり面における平面的なｐＨ，ＣＤの値を測定した。５．測定結果ｐＨ，ＣＤの測定結果を以下に示す。測定の結果，ボーリングコア試料ではｐＨ，ＣＤともに同様の深度で高い値を示す変化点が確認された。また，切土のり面の平面的な変化としては破砕帯との境界付近でｐＨが低く，ＣＤが高いという結果が得られた。 6 7 8 9 10 0 50 100 150 pH ≧8 0 ＳＬ＝１１．０ＳＬ＝１１．０９１２．０９ 6.3 6.0 試料採取位置８ 100 150 ４ 50 ． 0 １１ 9 10 ＝ 8 Ｌ 7 Ｓ 6 0 ＳＬ＝１１．４８ 50 100 150 5 ≦pH ＜8 ＳＬ＝１１．４８ 0 pH ＜5 CD（μＳ）２．５ 9 10 0 H14-No.1 pH CD(μS) ４．５ 8 pH ２．２ 7 ボーリングボーリングNo.14-1 ボーリングＮｏ．５１０．１ 6 ボーリング H13-No.5 CD(μS) pH ９．８ボーリング H13-No.2 ボーリングＮｏ．２ 10 ｍ 0 Ｎ 3.9 ２．２３．９１４．９１４．４５．８６．０ＳＬ＝４．４８ＳＬ＝１１．４８ＳＬ＝１１．４８６．２１１．５ＳＬ＝７．７８．２５ＳＬ＝７．２Ｌ＝１２．７ＳＬ＝１０．８３ＳＬ＝１０．８３８ＳＬ＝１０．８３ 1 30. 11 ＳＬ＝１０．８３Ｌ＝８．０１２．０．０２．２１１．８６．６１１．１３．４６．３９．８１４．２１．０ NO.61 CD 20 NO.62 pH ．５ NO.63 CD ＳＬ＝１１．４８ＳＬ＝１１．４８ＳＬ＝３．７ＳＬ＝１０．８３ＳＬ＝１０．８３ＳＬ＝１０．８３５．６２．２．０６．７１１．２１４．５１３．５深度（ｍ）７．３９．７５．１２．３５２ 10 ｍ 0 Ｎ CD pH 図-3 0 ＜CD ＜200 200 ≦CD ＜500 ボーリングコア試料におけるｐＨ・ＣＤ測定結果 CD ≧500 １０．１ 25 ５．１ 20 20 ２．８ H14-No.1孔４．９ 13.4ｍ１．５深度（ｍ）１４ＳＬ＝１０．８３．３５．６深度（ｍ）ＳＬ＝７．０ＳＬ＝１０．９６１．５．４７．４９．８１５ＳＬ＝１０．９６７．１７．４１３．９ pH ５．３ 6.5 8.5 7.4 3.6 9.2 9.5 7.9 9.4 9.0 3.9 6.9 9.4 9.4 3.0 3.4 １．３６．０５．８８．２４．３ 13.4ｍ 15 16.3ｍ 17.4ｍ４．９ 8.7 H13-No.5孔 13.6ｍ 15 15 16.0ｍ観測によるすべり面範囲 18.5ｍ 4.6 3.0 ２．８ 14.2ｍ９ 8.7 8.5 8.0 ． 10 ５ 10 6.5 2.8 7.8 9.0 8.1 H13-No.2孔 7.7ｍ？ 10 ５．９地すべり移動方向８．２ 5 5 5 5.6 ４．５２．５２．２８４１＝ＳＬ 150 ６．考察２．２１４．９３．９１４．４５．８ＳＬ＝１１．４８ＳＬ＝７．０１２．０ 1 30.1 1 １１．８６．６ＳＬ＝７．７８９．８３．４６．３１４．２１．０箇所に比べ特異な環境を形成していることを示唆している。１１．１ NO.61 NO.63 図-4 NO.62 ２．この結果は，すべり面付近はアルカリ性の環境かつ溶存成分が多いことを示している。これはすべり面が地下水などの流動経路となっており，すべり面以外の．０２．２５ＳＬ＝１１．４８ＳＬ＝１１．４８５Ｄの変化点がすべり面である可能性が高いとしてすべり面を推定した。ＳＬ＝７．２ＳＬ＝３．７ＳＬ＝１０．８３ＳＬ＝１０．８３Ｌ＝８．０６．２１１．５６．７ＳＬ＝１０．８３ 50 Ｌ＝１２．７ＳＬ＝１０．８３ＳＬ＝１０．８３５．６２．０３ＳＬ＝１０．８３７．３４．５１１．２．２ＳＬ＝１０．９６５．６４５．１１５．４１ＳＬ＝１０．８３１３．５２．３７．１７．４７．４ 57 94 640 380 ４．９５．ＳＬ＝１０．９６９．７５．１２．８５．１６．０８ 23 １．５ 71 １．３９．８５．３１２．５．８１３．９４．３ＳＬ＝１０．８３８．２４．９ 59 51 127 66 H14-No.1孔 25 320 116 ２．８ 270 ＳＬ＝１１．４８．９ことから，孔内傾斜計観測結果が明らかでない H14-No.1 孔においてもｐＨ，Ｃ 94 62 210 820 35 46 61 25 27 H13-No.5孔５（H13-No.2）では，ｐＨ，ＣＤの変化深度はすべり面と概ね一致していた。このＳＬ＝４．４８６．０５．９ H13-No.2孔い値を示す深度があり，孔内傾斜計観測結果が確認されていたボーリング孔 19 940 16 地すべり移動方向８．２ボーリングコア試料の測定結果では，各ボーリング孔においてｐＨ，ＣＤが高試料採取位置１．ＳＬ＝１１．４８ 6 ＳＬ＝１１．４８ＳＬ＝１１．０９ＳＬ＝１１．０１２．０９９．８ 12 のり面のｐＨ・ＣＤ測定結果また，切土のり面における測定結果では，破砕帯境界部付近でｐＨが低く（ｐＨ2.8∼3.9），ＣＤは非常に高い値（640∼940μS/cm）を示した。これは強酸性で溶存成分の多い地下水が関与していることを示しており，中央構造線付近の貫入岩や熱水変質などの影響が出ている可能性が考えられる。７．まとめすべり面付近では他の深度に比べｐＨおよびＣＤが高い値を示すことを利用して，岩石粉末懸濁液のｐＨおよびＣＤを測定し，この結果から活動休止中の地すべりのすべり面判定を行った。この結果，本現場では孔内傾斜計観測によるすべり面と同様の深度でｐＨ，ＣＤの変化が認められた。水口（2002）によると，本方法の適用範囲は「結晶片岩，御荷鉾帯，中古生層砂岩及び頁岩が分布する地域，いわゆる破砕帯地すべりの地域」となっている。今回実施した方法は，試料調整および測定が容易で迅速に結果が得られるという長所を有しており，上記の地域においては粘土鉱物のＸ線分析と同様に休止中のすべり面判定における一指標として活用できるものと期待される。参考文献水口公徳：地すべり粘土の生成とすべり面位置の推定に関する研究，2002.12. (社)地盤工学会：土質試験の方法と解説−第一回改訂版−，2000.3.