国立防災科学技術センター研究報告

第19弓・1978乍3月

551，311，235：624，131．37

斜面崩壊の発生過程について（I）
一降雨による表層崩壊実験
森脇寛＊

国立防災科学技術センター

Ol1theAn

Process

ExperimcntofofSlope

FailureSuriicia1Slideby（I）

Artmcia1Rainfa11

By

Himmu

MoriwakiN・〃㎝α1ル∫θαブ・んα舳ψ・α∫α∫妙Pブεw〃・・，J砂伽

Abstract
Heavy

slope

rainfaH

failure

is

is

amain

cause

theslideinofslope

fai1ure．

sur行cia1layer丘Hed

Thewithrepresentative

rain

water

type

lyingofon

animpermeable layer． An experiment of slope fai1ure by arti丘cia1rainfa11was per−formed in order to investigate the process of sur丘cial slide． The experimental

equipment

hadmeter．The

materia1舳edsurfacedisplacement，water

strengthby

The
resultinof7．8meters，awidth

in

was

the

vane

resultsaresummarized

ofloweringtheequipment

content，s1ope

situ

test

ofwereasshearfollows：

compressed

underward

occurredtheshows
was

the

the

constant

yield

when

stressvalue

ofsoiLaGroundinclination，s1ip

Surfacestrength，when

slopefailuresurfaceof4meters，and
sandy

depth

of1

water1evel，surface

and

shear

o㏄urredby

theSlope

wasmeasured．

continuously
soi1，exceeded1．

a1engthwithstressofwater

theofpassive

displacement

groundascentpara11e1sHde
statecontent

soH．

under

thewaterofappeared．

ground

soil

water

includingUnsaturated

constantlevel，andactivestate

in刮tration

which

rainfa1I

intensity

obser▽ed．

まえがき

毎年，梅雨，台風期になると各地で長雨，集中豪雨に起因した斜面崩壊が発生し，道路，家屋等多数破壊し，時には尊い人命まで奪っている．そのため公共機関その他杜会に与える影響は極めて大きく，その機構の解明および防止対策の手法を確立することが重要な課題となってきた．しかし斜面崩壊現象は突発的，非再現的であるため，あらかじめ現場で観測体制を整え，究明することは困難である．従って現状では崩壊（前）後の調査結果に基づいた研究に頼っているが，この方法ではその発生の過程を正確に把握することは非常に難しく，そ＊第3研究部降雨実験室

一51一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

れを補う方法として実験的手法が用いられる．実際に模型斜面に雨水を供給して斜面崩壊を生じさせ，その発生過程について検討することが適切かつ有効な手段と考えられる．ここでは主に花嵩岩地域によく見られ，斜面崩壊の代表的なタイプである表層崩壊（大八木，1976；羽田野，1976，によると難透水層（末風化基岩）上に一定の厚さで堆積している土層が雨水の浸透によって崩壊する）に注目し，模型実験を試みた．なおこの種の研究については田中（1956．1964），小橋（1967），小橋他（1971．1975）などによって崩壊形態の分類，条件，強度変化について実験的に詳しく考察した報告が発表されているが，総合的に斜面崩壊に関与した要因を取り上げて検討した事例は少ない．このため，相似律の問題および埋設センサーの影響を少なくするために実物大の模型実験を行って，崩壊現象を生じさせ，その過程において主たる要因である水分状況，地下水位，強度変化，また形態的にとらえるために地表面の移動量，すべり面の位置，傾斜量について同時にかつ総合的に計測することが必要である．
以下に上記の目的で行った実験結果について二，三の知見が得られたので報告する．

2．

実験概要

2．1実験斜面
実験斜面は国立防災科学技術センター大型降雨実験施設内B実験区画に図1に示すような40。勾配を持つコンクリート張りの斜面を製作し，それに二次元的に取り扱いやすいように側壁として両側に鉄板（三角補強鉄筋付）を斜面に垂直に立てて斜面長778cm，幅400cm，深さ100cmの箱型実験斜面にした．また，底面のコンクリートには粗度をつけるためにセメントをぬりつけ，1〜2cmの凸凹をつけた．地下水流量の測定および斜面末端での排水条

ト1・・→◎テ〉ションメーター

目

地下水位計

王

すべり面計

5O

4O

一o0

伸縮計

（）は傾斜計…3
へも脇◎。・
へO13〕

〈。．5、

◎◎

12《α・銚o（り（2，♂11・〕（5〕◎・（ス⊥阿（ヅ図1実験斜面概賂図Fig．1

Out1岬eofs1ope

一52一0；

model．

斜面崩壌の発生過程について（I）一森脇

件をコントロールするため，図1に示すように砕石（最大粒径4cm以下）を敷き，その下にU字型排水管を設置し外部に導くようにした．同様に表面流の流量を計測できるようにG．L．と水平にU字型排水管を設置した．底面
中央部沿いに一定問隔で穴をあけ，側面にピエゾメーター方式で取り出し，鉛直に立てた透明バイプ管に導通させてその水位を読めるようにした．

（写真1）

写真1実験斜面（準備中）
Plloto．1 Slope mode1foe preparing

2．2降雨装置
降雨装置は大型降雨実験施設を用いた

72mx44m

本装置の諾元を簡単に述べると，最大散水面積

降雨強度15〜200mm／hour，雨滴粒径o．1〜2．2mmφ，最大散水総量800tである．

2．3供試体製作
実験用供試土として千葉県佐原産山砂を使用した．その物理的性質，初期条件と粒度分布を表1，図2に示す．供試体製作方法は実験斜面内に山砂を運搬し，人力で50cmの高さごとに土羽板で一定回数だけ打ち，均一になるように締め固め，最終的には1mの厚さに仕上がるように成形した．（写真2）2．4

計測項目と方法

崩壊の過程としては，雨水の浸透を受けると土層の含水量は増加する．それに伴ってセン断強度が低下し，土層は安定を失い崩壊に至ると考えられるが，その際の移動形態およびすべり面の形成など把握することも，崩壊機構を解明する上で極めて重要である．本実験において直接測定したものは，（1）土中の含水量変化，（2）地下水位，（3）地表面移動量，（4）すべり面，（5）セン断強度変化，（6）傾斜変化，であ

一一一2mm以下一全試料

0 u

る．

（1）

山1％〕
署Ioo
−0＝

土中の含水量変化」60

含水量の挙動は崩壊機構z2を把握する上で重要な因子←…20…
云のひとつである．そこで含水量変化をとらえるピック
アップは，ナイロンユニッ

ノ

O．Ol

O．1．O

lO・0

graln
図2粒
Fig．2

一53一度

Grainsize

grainSlZe
分SiZelmm〕lmm〕

布

distribution

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

表1供試土の物理的性質，初期条件
Tab1e1

Properties

Classification
Specificofof

soi1andsoil

initialsandy

gravity

cond三tion

soil
2．72

Liquid limit
Plastic limit
Dry density
Void ratio
Initial water content
Coemcient of permeability

19．0＿about 1142
about 0．48
about1O．0％
about 2．32×10−2cm／sec

1，t、、、it。。f、、i，f，1］r50㎜／ho・・（o…300mimt・・）

L1oomm／hour（300−352minutes）

トによる電気抵抗計，中性子水分計，テンションメーターなどあるが，どれも一長一短で完全なものはなく，髪．、一苦しなければならない．ここでは取扱いが容易なテンシ
ヨンメーターを選択した、テンションメーターは農学

写真2

実験斜面（実験前）

ph．t。．2S1．peの分野でよく用いられており，原理は先端に極微細なm．d，1b，f。、、

exPe「iment

穴を持ったポーラスカップを水銀マノメータに接続して土中の吸引圧を測定するもので，本実験の場合この吸引圧と含水量（以下含水比で表示する）との較正曲線をあらかじめ作成し，測定値から含水比に換算した．深さ方向に5cm，50cm，95cmの3点を斜面方向に4カ所，計12個埋設し，実験開始後10分問隔で読み取りを行った．

！3（2）地下水位O．03

飽和部分については，2．1実験斜面の項で述べた透明バイプ（3・mφ）に布製メジャーを張りつけ，その水位を10分間で読み取り，底面における地下水位とした．

（3）地表面移動量
地表面に下端から一定間隔でマーカーを埋設し，温度膨張係数の小さい（0〜40。で1〜2×10■6）インバール線で各マーカーから100

斜面上部に固定端として設置してある伸縮計（坂田K．K．製LR−19型）に接続し自記記録させた．
（4）

匝T

すべり面l〇

破壊時に土層の中でどういうすべり面が形成されるのかを兄る

十目的ですべり面計を試作した．ただし，この値をもって地中のヒ⊥5ズミそのものを計測しようとするものではたい．これは厚さ0．3mmの弾性に富むリン青銅板（幅3cm，長さ110cm）に10cm間隔でストレインゲージ（2ゲージ方式，温度補償付）をはりつ

一54一10（Cm）

図3a

すべり面計

Fig．3agauge・

Slipesurface斜面崩壊の発生過程について（I）一森脇

けたもので，動ヒズミ増幅器を通して電磁オシログラフに記録した．このすべり面計は現場の地すべり地などによく使われている

4パイプヒズミ計の原理を応用して試作したもので，一般に大きな地すべり地で使われている計器を小規模な室内実験に用いると供試体に影響を及ぼす（たとえば支持枕の役割を果す）恐れもある↓！

ので，土層になるべく抵抗にならないように薄いリン青銅板を利用し，斜面重直に埋設した．（図3a）（㌃壊㌶㌫ついて燃も重要な因凧土ので8

鴛二㌫箒㌃ニニニぶζ㍍：㌦薫」／（Cm）

験では試料を同一に再現することは難しく，また表層崩壊のような垂直応力の少い条件で行うのは装置σ）性格から見ても困難であ

図3b べ一ン羽根
Fi9・3b Vane・る．このことは小橋（1975）も指摘している通りである．そこで原位置セン断試験で行った方が良いとの考えから，ポータブノレタイプの原位置べ一ン試験器（先端に4枚σ）羽根，直径4cm×長さ8cmを持ったシャフトを回転させることによって円筒型にセン断させ，その最大モーメントからセン断強度を計算するもの）を30分間隔で行った．貫入試験値が相対的な傾向を示すものに対して，べ一ン値は直接強度が計算できる試験法である．このべ一ン強度は次式で与えられる．（図3b）〃m、。
τ＝一一一一一一〃㎜。：トノレクの最大値（kg−cm）
一1（苧・筈）

π：円周率
6

1べ一ン羽根の直径（Cm）

ん：べ一ン羽根の高さ（Cm）

この試験においては，実施する人間の個人差も影響するため，できるだけ同一人が定速度で行うことに留意した．

（6）傾斜変化
地表面移動計No．1とNo．4の位置のすぐ傍に坂田K．K．製FD−1300差動トランス型の傾斜計（No．1）と（No．2）を地表面に埋設し，白記記録した．計測可能範囲は±300分である．

計器埋設位置を図1に示す．

2．5実験方法
2．3で述べた手順に従って製作した供試体に大型降雨実験装置により，降雨強度50mm／hourの降雨強度で連続的に散水した、同時に各計測項目について観測を行った．実験斜面の末端は排水状態にして，地下水の地表面へσ）浸み出しによる洗掘崩壊を生じさせないよう

一55一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

ユ978年3月

写真3a（左），3b（右）実験斜面（崩壊後）
Photo．3a，3b

S1ope

modelafterfailureにした．

3．

実験結果およぴ考察

実験経過概賂：実験開始後約140分頃から地表面の移動が始り，300分頃には移動量が停滞したため，斜面土層は平衡状態になったものと判断して，降雨強度を50mm／hourから100mm／hourに上げて散水した．そσ）結果，地表面の移動量は急速に増加し，実験開始後

lW、・1（9・m2〕

8，6

一012，330

16，22020，510O

PTH95cm．一一一ハ、

8．6−0ざ12．330士

16・2 20￥

20．5

一㌧．、
一1一■一＼，｝、ト■■OEPTH0如E

一■／50cm

100E04030

16，220

20．5

10TH

5㎝r︑．

8，6

12，3P

＼㌧．

＼．ノ

60

120

I80

時

240

問

図4含水比の経時変化
Fig．4

Variationofwation

300

1minute〕of

一56一

watercor■tent．

斜面崩壊の発生過程について（I）一森脇（・剛14〕、1一㈲、／／ノ、、〕（6〕

一125！／／ゲ

川ノ 4、・一、．、一ノ：ノーヨ、、／

1

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、一1・〕

／／／ノ1−1書ω／ノ 一一■ ／／，〃一4・ノ・11。zノψ

（1j一O

■

180

■
一210

2．0

時

270

闇300

330

1mi…。〕

図5地下水位の経時変化
Fig．5

Variationofgroundwater1eveI．

352分に崩壊した．（写真3a，3b）なお本実験においては，地表面の移動が始ってからは，危険を考慮して観測者は実験斜面から離れ，白記記録を除く観測はすべて中止した．以下に測定結果および考察について述べる．また表流水は降雨強度が最終浸透能以下のため発生しなかった．

（1）

土中の含水量変化

図4に示すように表層から深さ5cmの付近では初期含水比が10％であるが，実験開始後20分以降はどの位置の含水量も定常になり，約16％の含水比を保持する、深さ50cmの付近では60〜90分後には定常状態になり，深さ95・m付近では160分前後から変化し始め，同じように定常状態になる．深さ95cm付近の含水比がさらに増加するのは，湿潤面が通過して境界面に達した後に飽和帯層が生じ，それが上昇して埋設したポーラスカップに近づいて来たため，含水比が高くなるものと考えられる．このように一定降雨強度の散水状態では湿潤面通過以降，土層はある容量の保持水を保ち，深さ方向に均一な含水比の状態をつくりだす．また各曲線に凸凹が生じているのはマノメーターに比重13．6の水銀を使用しているため，1mm読み違いによる誤差もかなり大きいが，浸透による土層の乱れによる原因も考えられる．

（2）

地下水位と地表面移動量について

各位置における地下水位の経時変化を図5に示す．地下水の発生は実験開始後約180分から全体的に見られるが，テンションメーターによる含水比の変化（深さ95cm）は160分前後から見られるので時間遅れがあると考えて良いであろう．この原因は地下水位用バイプの直径が3cmと太いことなどが考えられる．図中，（1）は斜面の法肩のすぐ下に位置してい一57一

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1978年3月

lcmj

15

一no．1

一一一no．3
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移Io

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o．6

動〃

量、・・多zL■・。／。・／。・／。〃，4ク○140180240

時固6300間〔mi㎜t・）350

図6 地表面移動量Fig．6

Surafcedisplacement．

るので水位は低く，上昇量もわずかであるが，（2），（3），（4），の順序で水位も高くなり，逆に（5），（6），（7），（9），の順序で水位も低くなっている、（1）を除いて，各々同じような上昇の傾向を示している．全般的に見ると地下水位面は不透水層面を下弦とする上に凸状の円弧形態を示しながら上昇している．このような形態を示すのは斜面末端が排水状態であるための影響で斜面下方の地下水位が低くなっているものと考えられる（図8）．また50mm／hourの降雨強度では実験開始後300分頃から定常状態になり，その後各地下水位が急上昇していlOOO
800
600

400200・一一一111

H12O、

一200
一400 ←一→25｛OO
トーイ26
一800．

、＼、、＼

く＼、、、、、、㌻一＾一・、、＼（〆）

320

千、350 （分）350（劣I■330

弘O 弘0時問

図7すべり面計のヒズミの経時変化
Fig．7

Variationofstra三nby

一58一

s1ip

surfacegauge．

斜面崩壊の発生過程について（I）一森脇工）

7
7／4ノ／！

／1力／1皿）／／／ク／／／
！一／／／
／！
／G．L
Fig．8

〆ノ
■

一一一すべつ面二霊簑鴛クスのベクトル、1

ー一一崩壊直前（340分）の地下水位

図8崩壊後の断面図
SectionofsIope

afterfailure．

るのは降雨強度を50mm／hourから100mm／hourに変えたためである．
移動量の経時変化を図6に示す．最初に斜面最上部N・．！付近の土層が移動を開始しており，その他はほとんど180分前後から移動し始めている．その後の動きについては中央付近より上方の土層の移動量にあまり差はなく，一体となって動くが，それより下方の土塊は圧縮されて移動量は少なくなってきている．地下水が生じれば移動が始り，地下水位が停滞すれば移動量も停滞し，上昇すれば移動量も増加する．地下水と地表面移動量の間には相関がある．また実験開始後325分（この時点を以後遷急点と呼ぶ）あたりから斜面土層全体が一体となって運動し急速に崩壊状態に入り，352分完全に崩壊する．なお崩壊過程が目視出来る様になったのは最終段階であり，移動速度がかなり速いため，伸縮計では読取り不能になった．この間はわずか数秒問ぐらいであった．
（3）

すべり面についてすべり面の判定に使用したすべり面計の材料がO．3mm厚さの弾性に富む金属薄片なため，微妙な変形には敏感に反応するはずであるが，今回の実験では底面のコンクリートに下端を固定せず，少し浮かした状態で埋設したので，境界面付近ですべる場合か，下端を中心として回転する動きを示す場合は変形すなわちヒズミがあらわれないことも考えられる．しかし，崩壊を生じる際には斜面のいずれかの位置ですべり面計を横切るすべり面が生じるという想定をした．結果を図7に示す．図中の縦軸の正ヒズミは斜面上方への曲がり，負ヒズミは斜面下方への曲がりを示す．明瞭なヒズミ変化は地表面移動量，傾斜量の急激な増加を示す時点すなわち遷急点から始っており，このことからこの時点から明瞭なすべり面を持っセン断破壊を生じたと考えられる．図1に示すすべり面計の1，11が同時に，25，26が少し遅

一59一

第19号

国立防災科学技術センター研究報告

1978年3月

れてヒズミ始めている．これらのヒズミを生じた位置
fと法肩付近の亀裂，斜面裾E部の破壊部を結んだすべり

I20

asl loPgl u r6面を図8に示す．土質力学的な表現を用いると，この傾90

すべり面の形態はいわゆる

斜60

複合すべりで，図8中（I）のブロックは主働状態，（no．1）

亘（II）は平行すべり状態，30（｛、2）（皿）は受働状態と考えられる．各々のすべり面はほぼ

0180

210240270時

直線で近似出来る．

300

330（minut6〕

問

図9傾斜の経時変化（4）傾斜変化

Fig．9V・・i・ti・n・f・1・p・…f・・I

in・in・ti・n。

図9に傾斜量の経時変化を示す．縦軸は傾斜角度（分）を表わし，正方向は斜面上方に向かって傾斜し，負方向は逆傾斜である．傾斜角に変化があらわれるのは散水開始後約180分で，前述の地下水発生，地表面移動開始時期とほぼ一致している．法肩のすぐ下に埋設した傾斜計（No．1）では徐々に斜面上方に傾斜して地表面移動量の遷急点付近から急速になる．

この挙動は地表面移動量のそれと一致しているが，斜面中央付近に埋設した傾斜計（No．2）

ではわずかであるが逆方向に傾斜し，遷急点付近から傾斜計（No．1）と同じ方向に同じような挙動を示している．これは斜面中央付近より上方の土層が安定を失って下方の土層を圧縮することによって，ダイラタンシーを生じ逆の動きを示し，その後はすべり面の形成に伴って土層が一体となった運動様式を呈するものと考えられる．

（5）斜面安定とセン断強度
斜面崩壊は雨水の浸透による土の単位体積重量の増加とセン断強度の低下によってひき起こされると考えられる．今，図10に示すように斜面上にある単位幅を持つ矩形断面の土層を考えると，その過程における安定度は次の（a），（b），（c），で表わされる．ただし土層は深さ方向に均一な間ゲキ比を有し，Coulombの有効応力の概念に従うものとする．また斜面の安定度はすべりを起こそうとする力に対するすべりに抵抗する力の比，すなわち安全率
F，Sで表わす．

（a）含水比状態が均一で地下水を生じていない場合（図10，a）

FS一・サ旦・g・22t孕・九ブ11SinθCOSθ

＝．r∫．

タ11S1nθCOSθ

十皇ψ、tanθ

一60一（1）（1）1斜面崩壊の発生過程について（I）一森脇

φ＞θならばF．S＞1で常に安定であるが，φ＜θならばF．S≦1．0の時，不安定になる．
また（1）

式の右辺の第一項は土層厚さが大きい程，不安定になり，不透水層との境界面がすべり面になり易いことを示している．

（b）雨水の浸透によって湿潤面がある高さにある場合
但し，湿潤面より上の土層の含水比は一定とする．（図10，b）

不透水層面上の安全率

FS一・十1ψ十世二旦）｝…㍉θt・・吏｛ブol1o＋r（1＝1（。）一Ho）｝sinθcOs9

湿潤面上の安全率

FS一・・十泓…2θt・・φ・
roHoSinθCOSθ

（3）（3）式一（2）式＞Oならば不透水層面上がすべり面となり，逆にならば湿潤面上がすべり面となりやすい．（3）式は（1）式と同じで，湿潤面が下方に移動する程，不安定に近づく．

（c）地下水面がある高さにある場合（図10，c）

FS一α十1ブo（H■H吐r二ω）｝・・s2θt・n色（。）｛ro（H−1壬）十η1壬｝sinθcosθで表わされるが，今（3）式を昆で微分すると肌S一■α（忙dゴMg・・2θt・吐＜。
6Hε｛ザo（H−H）十ηH（。）1｝2sinθcosθ

ただし（ブ・一・）＞Oとなり，Hが高くなる程，安全率は低下することを示しており，不透水層上がすべり面となる．

（b）

（a）

（C）

図10 モデル土層の断面図
Fig．10Outlineof

mode1soi1．

H：土層厚さγω：水の単位体積重量

θ：斜面の傾斜狗

凪：雨水の浸透による湿潤面

一61一

国立防災科学技術センター研究報告

ブ：初期の土の単位体積重量第19号

1978年3月

肋：不透水層面から地下水面までの高さr。：湿潤土の単位体積重量・，・。，α：初期，湿潤，飽和時の粘着カ

ブポ飽和土の単位体積重量φ，φ。，φポ初期，湿潤，飽和時の内部摩擦角

セン断強度

図11に示すように測定値にはかなりのバラッキが見られたが土層の乱れに原因すると考えられる．最終測定は実験開始後120分である．図中，点線と実線は各々，実験前と120分の時の測定値の平均値を示している．前述のテンションメーターの結果から深さ方向に含水比がほぼ一定になったと考えられる実験開始後120分のセン断強度を計算すると実験開始後120分
見掛けの粘着力6≒569／cm2

内部摩擦角

φ≒37。

含水比＝16％（飽和度＝46％）

同様に実験前のセン断強度を逆算すると

実験前

見掛けの粘着力6≒1289／・m2

内部摩擦角

含水比＝10％（飽和度＝21％）￠≒37。

但し，内部摩擦角は含水量の影響を受けないと仮定した．

この結果によると・含水比がわずか10％から16％に増加するだけで見掛けの粘着力は半分以下に低下する傾向が見られた。今，この実測値により，前述の（a），（b），（c）の方法により・計算した安全率を図12に示す（図中○印は相対水位と安全率の関係を示している）．

・

セン断強度

・1．…β1…1。。・。。。。。、。。。。。．I5①。

・・・ω。。・饒・。
／川榔・○45舳

伽・＼実験荊o 30 分
o 60分■ 90分・！
深（9・・m2）

x120分。

◎≒肩壊後

1：。。＼㌃。。。∴
90◎

脳・8い■・…

（Cm）

図11原位置べ一ン試験によるセン断強度
Fig．11

Shearstrengthbyin

一62一situ

vanetest．

。

斜面崩壊の発生過程について（I）一森脇

実験前（飽和度21％）はF．S＝2．02，地下水が生じる直前（飽和度46％）はF

S＝1．42で安定であるが，地下水が生じた直後（飽和度100％）になると砂質土の場合は見掛けの粘着力は0になると考えてよいから，F．S：0．89と低下し不安定になる．また，地下水面が土層厚さの半分まで上昇した場合（相対水位H／H＝o．5）はF．S＝o．64となる．地下水面が地表面まで到達した場合（相対水位H／H＝1．o）はF．S＝o．42となる．これらのことから，斜面をこの単位幅の矩形の土層の集合体と考えるとセン断強度の平均値のとり方の問題などあるが，地下水面が生じてから，斜面は安定を失い，斜面下方への応力は増加し，斜面土層は圧縮され，土層の移動が始り，地下水面の上昇が移動量を増加することに説明が出来る．

しかし，これらは単位幅の土層についての考え方であり，崩壊を考える場合，斜面全体の安全率を考慮に入れる必要がある．次に図8で示されているすべり面上の土層についての限界
平衡状態を考え，このすべり面上に沿ってすべりを起こそうとする力に対するすべりに抵抗する力の比，つまり安全率を前述のセン断強度より計算すると，実験前ではR

S＝2．95，実験開始後180分（地下水発生）ではF．S＝1．49，実験開始後300分ではF．S＝1．36となり，安全率はかなり低下するが，実験開始後300分の時点では安全側にあり，崩壊に至っていないと考えられる．

実験開始後300分以降では降雨強度を変化させたこととセン断強度を測定していないため，正確な計算は出来ないが実験開始後300分の時の含水比状態で図8の（n）のブロック部分の平均地下水位が50cmであったと仮定するとFS＝1．03となって限界状態に近づき，地下水位がさらに上昇するとこのすべり面上の土層は崩壊すると考えられる．
4．

まと相対水位（O印）

めO
今回の実験から次のような結論を引き

O．4

2．0

1．O、、出すことができる．

、、、、、（1）一定降雨強度の散水を連続的に行、、うと，最終的には土層は一定の含水比状態を保持する．

（2）地表面の移動は地下水が生じた時、、、

安、、「、■、

全1．0㌧、一、一 、率

一、、、

より開始する．その移動量は地下水位の、一一 一一一〇一㌧、、上昇量と比例関係にある．また斜面下方、、一、、の土層ほど移動量は少い．この初期の段階では斜面は一体となってすべりを起こ040しているのではなく圧縮過程である．さ飽和度（％）

らにこの過程が進み，下方の土層の受働破壊限界を越えた時点から土層は一体と100

図12飽和度，相対水位と安全率
Fig．12

一63一

Safetyfactorbetweendegreeofsaturation．

国立防災科学技術センター研究報告第19号

ユ978年3月

なって急速に移動し，崩壊に至る．この現象は含水比の増加および地下水位の上昇による土層のすべりに抵抗する力の低下のためで原位置べ一ン試験結果および地表面移動が急速になった時点より明瞭なすべり面を生じていることから説明出来る．

（3）すべり面の形態は，斜面上部は主働，中央部付近は平行すべり，下方では受働状態を示す複合すべり面である．

今回の報告では一実験例についての考察に終ったが，斜面崩壊現象に対するひとつの見識を得たと思われる．今後は応力一圧縮ヒズミの関係，降伏値などを正確に把握し，詳しい解析を行いたい．

謝辞

この実験に当り，貴重な含水量のデータを御教示され，数々の御助カを賜った降雨実験室の寺島治男室長および終始御助力御助言を賜った同実験室の福圃輝旗氏には特に感謝致します．また計測に当り佐藤照子氏を初め各研究員氏に御助力いただき感謝します．
参1︶
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3）

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7）

考文

献

羽田野誠一（1976）：豪雨に起因する表層崩壌危険度調査の一手法．第13回白然災害科学総合シンポジューム，3−4、小橋澄治（1967）1表層崩壊の実験（I）．新砂防，62．
小橋澄治他（1971）：表層崩壊の実験（u，皿I）．新砂防，79，6−12．
小橋澄治他（1975）：表層崩壊の実験（1V）．新砂防，96，6−10．

森脇 寛・大八木規夫・寺島治男（1977）：1976年台風第17号による兵庫県一宮町福知抜山地すべり，およぴ香川県小豆島の災害調査報告．国立防災科学技術センター主要災害調査，13．
大八木規夫（1676）：花嵩岩地帯における戦後の顕著な崩災地域の分布．第13回白然災害科学総合8︶9︶

シンポジューム，231〜232．
田中 茂（1656）：豪雨による砂質斜面の崩壊機構について．新砂防，22．
田中 茂（1964）：雨水の浸透に基づく斜面崩壊の実験的研究．建設工学研究所報告．
谷口敏雄他（1972）：地すべり調査と解析．理工図書．

（1977年12月26目原稿受理）

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