（一社）建設コンサルタンツ協会 近畿支部 第48回（平成27年度）研究発表会 論集 学生発表アブストラクト №311 変状が生じたある既設道路盛土における原位置・室内試験結果について 神戸大学 原 崇彰 １．はじめに 近年，全国各地で盛土内部に存在する地下水の影響 が原因とされる盛土の被害が頻発している．兵庫県で は，朝来市山東町柴地区内の国道 483 号道路盛土に建 設当初から法面における小規模な表層崩壊が繰り返し 発生している．当該盛土に関しては，事前調査として 電気探査を実施しており（図-1 参照），盛土表層から 深度 2.5～5m 付近に局所的に飽和度の高い箇所が確認 されており，これらが宙水である可能性が示唆されて いる．盛土内部の排水機能や地盤の締固めが不十分で あると，地下水位の上昇や降雨時の雨水の浸入によっ て表層のサクションが低下し，盛土材の強度低下や盛 土自体の水浸沈下を引き起こす可能性があることが報 告されている 1） 2）．したがって，当該盛土においても 同様な原因で地盤強度が低下し，表層崩壊につながっ ている可能性が考えられる．このような背景のもと， 本研究では，当該盛土における変状が発生した領域を 対象に，現場密度試験および表面波探査等の原位置試 験を行って現状を把握した．さらに，当該盛土の地盤 強度を詳細に検討するために当該箇所から撹乱試料を 採取し，各種室内物理・力学試験を実施した． 湿潤部の上面線 電気探査実施時の孔内水位 地盤内を伝播するせん断弾性波（S 波）速度の 2 次元 分布を測定することができる 3）．図-3 に示すように地 表面から深度 10ｍ付近において Vs＜140m/s となる緩い 地盤の分布が確認された．一方，のり面表層部におい て原位置の締固め度 Dc= 87.5%が得られた．道路盛土の 品質管理基準値 4）によると，Dc≧90%であるが，測定 地点では Dc の基準が満たされていない． 図-3 表面波探査の結果 ３．室内試験 図-2 内に示す測線②と測線③の交点で採取した試料 を用いて，締固め度に対する盛土の透水性や強度への 影響を確認するために，透水試験，一面せん断試験， サクション測定および水浸沈下試験を実施した．なお， 各試験を実施した Dc は表-1 に示す通りである．使用し た土試料の土粒子密度 s=2.676g/cm3，最大乾燥密度 dmax=1.811g/cm3，最適含水比 wopt=14.5%，細粒分含有 率 Fc=23.2%である． 表-1 締固め度に対する各試験項目 締固め度（%） 80 透水試験 図-1 電気探査の結果 一面せん断試験 ２．原位置試験 測線② 測線④ 測線⑤ 測線① 水浸沈下試験 90 ○ ○ ○ サクション測定 斜面崩壊が起きた場所とその周辺を対象とし，図-2 に示した箇所で表面波探査およびその測線上で砂置換 法による現場密度試験を実施した． 表面波探査とは地盤の物理探査手法の一つであり， 85 ○ 95 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ３．１透水試験 本盛土材の締固め度ごとの透水性を評価するために， Dc=85%と 90%において定水位透水試験を実施した(表2 参照）．試験結果から，Dc=85%では透水係数 k=1.35×10-3cm/s であるが， Dc=90%では k=1.99×105 cm/s となっており，Dc の増加に伴い透水係数が２オー ダー程度減少していることが伺える．当該盛土の表層 部が Dc= 87.5%であることを考慮すると，盛土自体をよ く締固めることで，盛土内部への水の浸透の抑制につ ながることがわかる． 表-2 透水試験の結果 測線③ 図-2 表面波探査の測線（赤線）と 現場密度試験位置（青丸） － 261 － 項目 Dc=85% Dc=90% 透水係数 k (cm/s) 1.35×10-3 1.99×10-5 （一社）建設コンサルタンツ協会 近畿支部 第48回（平成27年度）研究発表会 論集 学生発表アブストラクト №311 本盛土材料の不飽和および飽和状態における強度特 性を把握することを目的として，Dc=80%と 90%の試料 を用いた定圧一面せん断試験を実施した．供試体寸法 は直径 60mm，高さ 40mm であり，試験装置の関係上， 2mm ふるいを通過した試料を使用した．図-4 より，ど ちらの Dc 試料とも，試料が飽和化することにより粘着 力 cd が低下しているが，内部摩擦角d はほぼ同じであ ることがわかる．これより，地盤が飽和化することに よりサクションが消失し，cd の低下につながることが 示唆される 5）． せん断応力, τ (kPa) 250 20 最適含水比 wopt 不飽和, φ=39.0°, c=18.3kPa 200 飽和, φ=37.8°, c=15.6kPa 50kPa 100kPa 15 200kPa 400kPa 10 5 0 75 150 80 85 90 締固め度, Dc (%) 95 100 図-6 水浸沈下試験の結果 100 ４．まとめと今後の展望 50 0 0 50 100 鉛直応力,v 150 (kPa) 200 （a）Dc=80% 250 せん断応力, τ (kPa) ては水浸沈下が生じなかった．これから当該盛土の採 取試料の現場密度および自然含水比を考慮すると，降 雨や地下水の浸透による大きな水浸沈下は生じにくい と考えられる． 水浸による圧縮ひずみ, (%) ３．２定圧一面せん断試験 不飽和, φ=37.1°, c=34.3kPa 200 飽和, φ=37.5°, c=15.8kPa 150 100 50 0 0 50 100 鉛直応力,v 150 (kPa) 200 （b）Dc=90% 図-4 一面せん断試験結果 ３．３サクション測定 ３．２において飽和化による強度低下の要因の 1 つ に飽和化によるサクションの低下を挙げた．ここで， 密度の違いによるサクションの影響を検討することを 目的として，Dc=80%と 90%の試料においてサクション 測定を実施した．なお，供試体寸法は直径 50mm，高 さ 100mm である．図-5 に結果を示すが，Dc が大きく なるとサクションも増大しているため，密度の変化が サクションにも影響を与えることがわかる 6）． 当該盛土の表層崩壊要因を探るために，原位置・室 内試験を実施した．以下に，得られた知見を示す． 1) 表面波探査より，本盛土は深度 10m 付近 において緩い層が確認された．また，現場密度 試験と採取試料の締固め試験より，当該盛土の Dc は 87.5%となった． 2) 室内試験結果より，本盛土に使用された 盛土材はよく締固めることで，盛土内部への水 の浸透の抑制につながると考えられる．また地 下水によって地盤の飽和化を招き，見かけの粘 着力が減少したことによってのり面部の表層崩 壊が生じたと考えられる． 3) 今後の方針として，対象盛土の水分特性 曲線より得られた不飽和浸透特性パラメータを 用いて不飽和地盤における降雨および地山湧水 の浸透特性を把握することを目的として，浸透 流解析を実施することで，より詳細な変状発生 のメカニズムの解明および適切な対策を検討す る． 謝辞：本研究は、近畿地方整備局、新都市社会技術融 合創造研究会の研究の一貫として実施したものである． サクション，S(kPa) 0 Dc=80% : S=17.8kPa Dc=90% : S=33.2kPa 20 40 0 50 100 経過時間，t(min) 図-5 サクション測定の結果 ３．４室内水浸沈下試験 対象盛土の飽和化に伴う変形特性を把握すること を目的とし，水浸沈下試験を実施した．図-6 に示すよ うに Dc が低くなる，もしくは上載圧が大きくなれば， 水浸によるひずみは大きくなっている．Dc=90%におい 参考文献 1）由井大二朗・近畿地方整備局：第二阪和国道の盛土 工に関する指針について，2） 岡本健太・山本拓：多 様な盛土材料の水浸沈下特性と締固め度の関係，3） 鈴木晴彦・林宏一・信岡大：表面波を用いた地震探査2 次元探査への応用-，物理探査学会第 103 回学術講演 会講演論文集，4） 河川土工マニュアル-第 3 章河川土 工の設計，pp.76，2009．5）社団法人地盤工学会関西支 部：平成 21 年台風 9 号による地盤災害調査報告書， pp2-80，2009，6）河井克之・金銀羅：応用力学論文集土木学会, 1998-2009Vol.5，pp785-792 － 262 －
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