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令和４年度砂防学会研究発表会概要集

地質情報に基づく地震時斜面崩壊面積率推定式の検討
エイト日本技術開発 ○種平一成，後根裕樹
国土交通省国土技術政策総合研究所 坂井佑介，山越隆雄，山田友1. はじめに
本検討は，崩壊発生形態に応じた地震時斜面崩壊の危険度評価手法の精度向上を目的とする。本稿では，従来の地質図のみを用いた概査的な手法に留まらず，地質情報から蓋然性の高い崩壊発生形態を推定し，その崩壊発生形態毎に地震時の斜面崩壊面積率推定式の検討を行った。
2. 検討条件(1) 対象とする事例
対象とする事例は，2004 年新潟県中越地震で発生した斜面崩壊（狭義の地すべりと崩壊の区別なし）とし，検討範囲を
図-1 に示す。
(2) 検討に用いた地形情報及び崩壊ポリゴン
地質情報は，地震前の 10mDEM から算出した斜面勾配，平均曲率，斜面方位を用いた。また，空中写真より判読した崩壊地をポリゴン化し（以下，崩壊ポリゴンと呼ぶ），崩壊ポリゴンに重心が重なる 10m メッシュを崩壊メッシュとして設定した。
(3) 検討に用いた地質情報とデ-タ諸元
地質は，20 万分の 1 シームレス地質図 V2 のシェープファ
イル（産業技術総合研究所地質調査総合センター）を用いた。
また，5 万分の 1 地質図に示される走向傾斜から地層の走向を取得し，斜面の傾斜方向と交差する角度α（以下，斜交角αと呼ぶ）を求め，α＜60°を流れ盤，60°≦α＜120°を水平盤，α≧120°を受け盤とした（図-2）。
3. 地形・地質情報を用いた崩壊発生形態の推定(1) 崩壊発生形態の設定
崩壊発生形態は，地形条件・地盤条件及び地震による力学的影響を考慮し，表-1 のように設定した。
1) 流れ盤地すべり及び岩盤すべり
新第三紀や第四紀の堆積岩が流れ盤構造を示す箇所では，層理面に沿う移動土塊の滑動力が増加すること，旧地すべり地形のすべり面付近の間隙水圧が上昇することで，地震時斜面崩壊が発生する形態が想定される。このうち，前者の影
響がより大きく，岩盤を移動層とするもの（初生的なすべり）を「岩盤すべり」，後者の影響が強く，旧地すべりが再滑動するものを「流れ盤地すべり」とした。
2) 亀裂質地山崩壊
新潟県中越地震では，新第三紀の堆積岩が受け盤構造を示す箇所でも多くの崩壊が発生している。これらの崩壊は，層理沿いや層理に直交する亀裂が発達した地山において，遷急線が明瞭な縦断的凸状部（ケスタ地形の急傾斜側等）が，地震時慣性力の増幅（滑動力増加）により崩壊する形態が想定され，これを「亀裂質地山崩壊」とした。また，新潟県中越地震ではわずかしか生じていないものの，火山岩等の亀裂が発達した硬質な地山においても，同様の形態が想定される。
3) 強風化地山崩壊
風化した地山が，縦断的凸状斜面での滑動力の増加，地震時の強振動によるせん断破壊（物性値低下）により崩壊が発生する形態を想定し，「強風化地山崩壊」とした。このような崩壊

検討範囲
崩壊地崩壊発生形態
流れ盤地すべり
岩盤すべり
亀裂質地山崩壊
強風化地山崩壊
未固結堆積物崩壊

図-1 検討範囲と崩壊発生形態の分類及び崩壊地
表-1 崩壊発生形態の一覧
主な地形条件・地盤条件
旧地すべり地形
末端侵食斜面
流れ盤地すべり
層状軟質地山◎
流れ盤構造
縦断的凸状斜面
末端侵食斜面
岩盤すべり
層状軟質地山◎流れ盤構造
硬軟境界・弱層
縦断的凸状斜面
亀裂質地山崩壊 亀裂質硬質地山◎
ケスタ地形の急傾斜側
縦断的凸状斜面
亀裂質硬質地山
強風化地山崩壊 風化残留岩塊
強風化土砂地山◎
ケスタ地形の急傾斜側
未固結堆積物
未固結堆積物崩壊 縦断的凸状斜面
崩壊発生形態①②③④⑤

主な力学的影響

中越地域の対象地質

間隙水圧上昇◎滑動力増加○
堆積岩類
滑動力増加◎
間隙水圧上昇○滑動力増加◎
滑動力増加◎
物性値低下○

堆積岩類
火山岩類
低固結度の堆積岩類（魚沼層）

沖積層
崖錐堆積物
段丘堆積物
◎：影響大、〇：影響あり

物性値低下〇
滑動力増加○

は，深層風化が生じやすい深成岩類において多く見られる（1995 年兵庫県南部地震で多発した強風化花崗岩の表層崩壊等）。また，第四紀の堆積岩等，元来固結度が低い地山においても，受け盤構造を示す箇所では類似した崩壊が想定され，これも当崩壊発生形態に含めた。
4) 未固結堆積物崩壊
第四紀の堆積物（崖錐堆積物，段丘堆積物，沖積層等）について，縦断的凸状斜面での滑動力の増加，地震時の強振動によるせん断破壊（物性値低下）により発生する崩壊を想定し，「未固結堆積物崩壊」とした。
(2) 崩壊発生形態の推定方法
はじめに，個別の崩壊事例を扱った既往文献を収集・整理し，崩壊発生形態が明瞭な崩壊地を抽出した。つぎに，抽出した崩壊地と崩壊ポリゴンを照合し，崩壊ポリゴンに属する崩壊メッシュを対象として，崩壊発生形態別にヒストグラムによる階級分析を行い，崩壊発生形態との関連性が高い地形条件・地質情報・崩壊諸元を抽出した。さらに，選定した項目の組み合－ 497 －流れ盤

0°≦α＜30°やや流れ盤

30°≦α＜60°

水平盤

60°≦α＜120°

やや受け盤120°≦α＜150°

受け盤150°≦α＜180°

地層の走向α 地層の傾斜

地表面の傾斜方向

図-3 崩壊発生形態毎の斜交角の分布

図-2 斜交角αの区分

図-4 崩壊発生形態の分類フロー
流れ盤地すべり

強⾵化地⼭崩壊

流れ盤地すべり

強⾵化地⼭崩壊0y = 0.0333x ‐ 2.3898
R² = 0.9663

y = 0.005x ‐ 3.2166
R² = 0.8428‐0.5‐1切⽚

崩壊⾯積率logP

0.5
0
‐0.5
‐1‐1.5‐2‐2.5‐3‐3.5‐4‐4.5y = 0.0323x ‐ 2.7294
R² = 0.9782

y = 0.0048 x ‐ 3.0407
R² = 0.3151‐1.5‐2‐2.5‐3‐3.50 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 8020斜⾯勾配（°）

406080100 120 140 160 180 200 220

最⼤速度（cm/s）

図-6 斜面勾配の影響を除いた最大速度と logP の関係

8070605040302010080706050403020100

理論上の範囲

実績値

式‐1で得られるlogPの階級(a)流れ盤地すべりの場合

崩壊⾯積率（％）

図-5 斜面勾配と logP の関係

崩壊⾯積率（％）

わせを検討し，分類フローを設定した。
1) 崩壊発生形態の推定に有効な項目
崩壊発生形態間で分離性が高い項目として「地質」，「流れ盤・受け盤」，「地すべり地形」が抽出された。「地質」は，岩種はもとより，地質時代や凡例を参考に堆積岩の固結度を概略的に分類することができる。また，「流れ盤・受け盤」は，斜交角αによって定量的に表すことができ（図-2），図-3 のように流れ盤に起因する崩壊（①，②）と受け盤に起因する崩壊（③，④）のαの分布は大きく異なっており，斜交角αにより，①，②と③，④を分離できる。そして，「地すべり地形」は，地すべりの発達により明瞭化することから，初生的な岩盤すべりと，すでに地すべりが発達したものを分離することができた。既往文献で収集した個別の崩壊事例では，流れ盤地すべりの 73%が地すべり地形に該当するものの，岩盤すべりでは 26%と該当の割合は大幅に小さく，「地すべり地形」は両者の分類に有効と考えられる。
2) 分類フローの設定
蓋然性の高い崩壊発生形態の推定に有効な項目「地質」，「流れ盤・受け盤」，「地すべり地形」を組み合わせ，図-4 のようにフローを設定した。これにより，全メッシュの崩壊発生形態を一義的に推定することができる。崩壊発生形態の推定結果
は，図-1 に着色で示す。
4. 崩壊面積率推定式の作成
地震による崩壊面積率（P）は斜面勾配（I）と地震動特性の独立した 2 変数によって，logP=kI+b の式形で表現できる可能性が示されており（内田ら，2017），本検討では，この式形を崩壊発生形態によって区別することとした。以下，崩壊発生形態のうち，流れ盤地すべりと強風化地山崩壊の例を示す。
(1) 斜面勾配の係数 k の設定
斜面勾配と logP には，図-5 のように明瞭な直線関係が認められ，近似式の傾きより係数 k を設定した。
(2) 地震動特性の導入
地震動特性は，最大加速度と最大速度について崩壊面積率との関係を比較した結果，より関係性が明瞭な最大速度を採用した。内田ら（2017）では，b は係数であるとされているが，b は地震動特性によって変化することから，本検討では最大速度の関数 f(V)とした。f(V)の設定手順は以下の通りである。①
最大加速度の階級毎に斜面勾配と崩壊面積率を片対数グラフに表示する。②最小二乗法により直線近似し，傾きを係数 kに設定して切片(斜面勾配＝0 の崩壊面積率)を求める。③最大速度の各階級の中央値と切片を片対数グラフに表示する（図-6）。④最小二乗法により直線近似式を求め，これを関数f(V)とする。⑤これを合成して地震事例毎に崩壊面積率推定式を求めた。流れ盤地すべりの推定式を式-1，強風化地山崩
壊の推定式を式-2 に示す。
logP＝0.0333・I+0.0048・V-3.0407 ・・・式-1
logP＝0.0323・I+0.0050・V-3.2166 ・・・式-2
P：崩壊面積率，I：斜面勾配(°)，k：係数，V：最大速度(cm/s)
5. 崩壊面積率推定式の検証
推定式の作成に使用していない領域（全域の約 20%）について，式-1 及び式-2 を適用し，検証を行った。図-7 は，式1，式-2 によって得られる logP を 0.5 間隔で階級区分し，その階級が示す崩壊面積率の範囲（理論上の範囲）を青い棒で示し，実績値（logP の階級に属する崩壊メッシュ数／階級に属する全メッシュ数）を橙の折れ線で示している。当図より，（a）流れ理論上の範囲

実績値

式‐2で得られるlogPの階級(b)強風化地山崩壊の場合

図-7 推定式で得られる理論上の logP と実績値の比較

盤地すべりの場合と（b）強風化地山崩壊の場合のいずれについても実績値と理論上の範囲に大きなずれは無く（a では最大+1.5%の誤差，b では最大-0.01%の誤差），適合性のある結果が得られた。今後は，地質条件が異なる別の地震事例を用い，崩壊発生形態毎に設定した崩壊面積率推定式の有効性を検証する予定である。
参考文献
内田ら(2017)：地震による斜面崩壊危険度評価手法について，防災科
学技術研究所研究資料 第 411 号 pp.119-122－ 498 －