堆積環境の違いが沖積粘性土の地盤工学的特性に及ぼす影響
中部土質試験協同組合○清水亮太

中部土質試験協同組合

坪田邦治

元西日本高速道路エンジニアリング関西株式会社

栗原則夫

名古屋大学大学院

中野正樹

1. はじめにされる。また，非海成粘土は海成粘土に比べて安定した

軟弱地盤上の高速道路盛土建設において，旧日本道路堆積環境が連続しないことが，上越地盤と濃尾地盤のデ公団以来の NEXCO により，設計・施工に関する各種技術ータのばらつきの差異に表れていると考えられる。そこが蓄積されている。一方，名古屋大学によって開発されで，土粒子密度が著しく小さい試料および自然含水比がた水～土骨格連成有限変形解析コード GEOASIA によ

非常に大きい試料を除外し，土質性状を典型的な粘性土り，自然堆積粘土地盤上の盛土の長期沈下に関する検証に揃えて比較・分析を再度行った。各地盤の自然含水比解析が詳細になされており，これらを融合した新たな観と湿潤密度の関係を図-2に示す。図-2を見ると，上越地測的設計施工法の構築が計画されている。本研究では，盤に飽和度のばらつきが見られるものの両地盤ともに概

この計画の課題の一つである地盤の「堆積環境の違い」ね飽和状態であると考えられる。

1)

が地盤入力データに与える影響を調べるために，濃尾地

2.0

盤(海成粘土)と上越地盤(高田平野，非海成粘土)に対し，名古屋港地域の地質断面図 2)は，名古屋港～木曽川に至る12km の東西断面であり，本研究では，海成粘土として中部泥層(Amc 層) の沖積層データを対象とした。一方，北陸道(大潟地区～上越 IC)周辺では，No.24-24’の
3)地質断面図が報告されている 。標準的な高田平野の沖積層は上位の Ac1層(N 値≒0～5)，下位の Ac2層(N 値≒5

湿潤密度 ρt (g/cm3)

2. 濃尾地盤(海成粘土)と上越地盤(非海成粘土)

ρt =1.8

室内試験を通じて地盤工学的特性の比較を試みた。

(w  100 (S r + w ρ s )ρ s S r 1 +

ρ w = 1.00 (g/cm3 ) を仮定 )

1.6
ρs =

1.4

1.2

1.002.65

ρs =濃尾Amc
上越Ac1上越Ac250

ρs =(g/c2.65m 3),(g/c2.65(Sr =m 3),100(Sr =g/cm 3), S

r =8100%)

90 (%)

0 (%)

150

20

自然含水比 wn (%)

図-2 自然含水比と湿潤密度の関係～15)が汽水層となっており，これらを上越地盤の検討対象とした。

4. 濃尾地盤と上越地盤の力学的特性の比較
前節で述べた土粒子密度および含水比による選別をし3. 濃尾地盤と上越地盤の物理的特性の比較た後のデータを用いて，力学的特性の比較を行った。ま

各地盤の土粒子密度および自然含水比の深度分布を図ず，圧縮指数と液性限界の関係を図-3に示す。圧縮指数-1に示す。濃尾地盤と上越地盤 Ac2層は土粒子密度，自と液性限界との関係は，鋭敏比の小さい粘性土に対して然含水比ともに似た傾向を示していることが見て取れ式(2)に示す Skempton の式4)が広く利用されている。

る。一方，Ac1の浅層には自然含水比が100%を大きく超えるものが部分的に存在し，土粒子密度についても非常に小さな値を示すものが存在することが分かる。これらの傾向から Ac1層は部分的に有機物を含有していると推察
001010202030304040

Cc = 0.009 ( wL − 10)

…

式(2)

一方，全国の港湾地区の海成粘土に対する液性限界と圧縮指数の関係5)は式(3)に示すものが代表的である。
Cc = 0.015 ( wL − 19)

…

式(3)

図-3に着目すると，濃尾地盤は比較的に式(3)と良い相

50601.50く，式(2)との明瞭な相関が得られなかった。
このことは，非海成粘土の圧縮指数は，地盤材料試験で確認することが重要であることを示唆していると考えられる。

50濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac22.00かる。一方，上越地盤はデータのばらつきの影響が大き2.50

土粒子密度 ρs (g/cm3)

603.00100

次に，液性指数と一軸圧縮強度の深度分布を図-4に示

wn = 100 (%)

平均深度 GL- (m)関が得られており，高圧縮性を示す試料が多いことが分

101102す。濃尾地盤の液性指数は上越地盤と比較して大きな値で分布しており，浅層においてその特徴が顕著に見られ103

自然含水比 wn (%)

る。また，一軸圧縮強度に着目すると，濃尾地盤の浅層部分は比較的に大きな値を有することが分かる。

2.5)

2式
(3決定係数RAmc = 0.77 (式(3)との相関)

・・2)・

決定係数RAc1 = 0.52 (式(2)との相関)
2192.00.
01c =1.5(w09C

圧縮指数 Cc5(w

L-決定係数RAc2 = 0.31 (式(2)との相関))-10・・・(2)式L.01.0Cc=00.5

濃尾Amc
上越Ac1上越Ac2005010015020

液性限界 wL

図-3 液性限界と圧縮指数の関係
001010202030304040

平均深度 GL- (m)

図-6 濃尾・上越地盤の三笠の状態図における分布5. 結論
本研究では，堆積環境の違いが地盤工学的特性に及ぼ

600.00IL = 1.0

50501.00

602.00 0

す影響について，
濃尾地盤(海成粘土)と上越地盤(非海成粘土)を例にとって比較を行った。その結果，海成粘土は濃尾Amc
上越Ac1上越Ac2

非海成粘土に比べて高圧縮性を有し，構造が発達した鋭敏な土が多く存在していることが推定された。今後は，

50 100 150 200 25

圧縮特性の実験データを整理することで，両地盤の構造

2

液性指数 IL

一軸圧縮強度 q (kN/m )このことから，濃尾地盤の自然含水状態は液性限界にの発達の程度を定量化することを計画している。

近く，浅層部分に鋭敏な土が多く存在すると推察される。
次に，図-5に示す一軸圧縮強度と間隙比の関係を見る

謝辞と，濃尾地盤は間隙比が大きいにも関わらず，比較的大本論文に使用したデータは，濃尾地盤では地盤工学会

きな一軸圧縮強度を示していることが分かる。このこと

濃尾地盤研究会のデータを適用させて頂きました。
また，から，濃尾地盤の土は嵩張った状態，いわゆる構造が発上越地盤では，旧日本道路公団の地質調査報告書を適用達した状態にあると考えられる。また，三笠の状態図6)させて頂きました。記して深謝の意を表します。

を図-6に示す。三笠の状態図は，完全練返し状態を最低位と考える構造の評価法であり，鋭敏比が構造の定量化《引用・参考文献》に用いられる。図-6に着目すると，濃尾地盤の鋭敏比が1) Asaoka, A. and Noda T. :All Soils All States All Round

比較的に大きな値で分布していることが分かる。以上のGeo-analysis Integration, International Workshop on

ことから，濃尾地盤は高圧縮性を有し，構造の発達したConstitutive Modelling – Development , Implementation,鋭敏な土が比較的に多く存在していると推定される。

Evaluation, and Application, Hong Kong, pp.11-27, 20072) 牧野内猛ほか：濃尾平野における沖積基底礫層（BG）お3.0

よび熱田層下部海成粘土層の年代，地質学雑誌，第2.5

107巻，第4号，pp.283～295，2001

間隙比 e3) 新潟県地質調査業協会：「新潟県地盤図」および「新潟2.0県地盤図説明書」，断面図24-24’，2002.114) Skempton，A.W. and Henkel，D.J. Tests on London Clay

1.5

from deep borings at Paddington，Victoria and the SouthBank，Proc. 4th ICS MFE，Vol.1， pp.100～106，1957

1.00.50濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac2
50100

150200

一軸圧縮強度 qu (kN/m 2)

図-5 一軸圧縮強度と間隙比の関係

5) 地盤工学会：土質試験の方法と解説-第1回改訂版-,
25pp.372-37, 2000
6) 三笠正人:土質試験法(第二回改訂版)，6 編3章一圧縮試験,土質工学会,pp470-492, 1979