Pa-16
岩盤クリープ斜面を構成する岩石からのイオン溶出特性○森加代子※1・林幸一郎・木下篤彦※2・水野秀明※3
今森直紀※4・田中健貴
小川内良人※1 現 奈良県 ※2 現 国土交通省国土技術政策総合研究所※3 現 九州大学大学院農学研究院 ※4 現 国土交通省関東地方整備局

国立研究開発法人土木研究所
国土交通省近畿地方整備局紀伊山地砂防事務所
国土防災技術株式会社

1.はじめに多くの深層崩壊地では多量の湧水が報告されており，崩壊地は地下水が集中する地質構造であったと推定されている。
この湧水の流入により渓流水の電気伝導度が高くなることに着目し，地下水の集中箇所を渓流水の電気伝導度から見出す深層崩壊発生危険斜面の予測手法が提案されている 1)。しかし，湧水，つまり斜面から流出する地下水の電気伝導度が高くなるメカニズムは十分に明らかになっていない。そこで，
本研究では，岩盤クリープ斜面の地盤深くの岩石を用いた溶出試験により岩石のイオン溶出量の傾向を把握し，地下水の電気伝導度が高くなる原因を明らかにすることを目的とする。
2.試験対象地及び試験の概要
今回の試験では，岩盤クリープ斜面の 2 箇所のボーリング孔のコアを用いた。ボーリング孔位置図を図-1 に示す。試験対象地は，変形地形に基づく危険度 2)は危険度Ⅳを示す斜面で，変形程度を示す歪み率は 4.7％である。また，地質は白亜系四万十帯日高層群美山層に属する堆積岩である。表-1 に溶出試験の内容を，表-2 に用いた試料の詳細を示す。

赤谷

Bor-AK-3（L=90m）

Bor-AK-1（L=80m）

図-1 ボーリング孔位置図
表-1 溶出試験内容
試験項目

溶出試験

分析項目

ナトリウムイオン，カリウムイオン，マグネシ
ウムイオン，カルシウムイオン，塩化物イオン，炭酸水素イオン，硫酸イオン，イオン状シ
リカ，pH試験，電気伝導度試験

溶媒水

pH6.0の純水。
試料と溶媒水の液固比は1：10。

溶出方法

1～5日目は溶媒水を1回/分の頻度で攪拌。
5日目以降は攪拌を行わず，試料を静置。

表-2 試験試料一覧
ボーリング孔 試料No

岩種

採取深度

試料
形状

破砕度

D-1-17

砂岩

17.4～17.7m

破砕

Cr1a

D-1-24砂岩

24.0～24.3m

破砕

Cr1a

D-3-14砂岩

14.0～14.4m

塊

Cr1a

D-3-41頁岩

41.1～41.2m

破砕

Cr2

D-3-76

砂岩

76.1～76.4m

塊-D-3-77頁岩

77.3m～77.6m

塊-D-3-84頁岩

84.1～84.3m

破砕

Cr3

D-3-86頁岩

86.6～86.8m

破砕

Cr1a

AK-1

赤谷西- 418 -28日

28日

※破砕度区分は，脇坂ら 3)に従う。
0.30

3.0

D-1-17
D-1-24EC(D-1-17)
EC(D-1-24)

0.25

0.20

2.5

2.0

0.15

1.50.101.00.05

0.50.000.003.3 採取深度によるイオン溶出量の傾向
採取深度とイオン溶出量の関係を図-4 に示す。各試料のイオ

溶出期間

5101520
溶出期間（日）2530

図-2 溶出期間とイオン溶出量

電気伝導度（mS/m）

3.2 試料形状の違いによるイオン溶出量の傾向
試料形状の違いによるイオン溶出量の関係を図-3 に示す。試料形状の違いによる溶出量に明瞭な違いは見られなかったが，溶出量の違いをコアの特徴で整理すると，各形状で最も溶出量の多い D-1-24，D-3-76 にはコア表面に方解石脈が存在するという特徴が見られた。また，各形状で最も溶出量の少ない D-3-41
では他の試料に比べて風化が進行している，D-3-14 では亀裂の充填物が溶脱しているという特徴が見られた。このことから，岩石の風化程度と方解石などの亀裂の充填物の存在がイオン溶出量に影響を及ぼすことがわかった。

AK-3

イオン溶出量（meq/L）

3.試験結果3.1 溶出期間によるイオン溶出量の傾向
ボーリング孔 AK-1 の試料における溶出期間とイオン溶出量の関係を図-2 に示す。イオン溶出量は Na+，K+，Ca2+，Mg2+，Cl-，HCO3-，SO42-の和である。
（以下，すべてのイオン溶出量はこれらの和を示す。
）イオン溶出量は 4 試料とも 1 日目が最も多く，その後の溶出速度は緩やかとなるが，経過期間に比例してイオン溶出量は増加する。AK-3 の試料も同様の傾向を示し，岩石からのイオン溶出量は水と接する期間に伴い増加することがわかった。

崩壊跡地
岩盤クリープAK-30.4
0.3
0.2
0.10.0

AK-1
AK-30.50.300.25

カルシウムイオン
炭酸水素イオン

0.30.20.10.0

y = 0.0915x - 0.0109
R² = 0.9426

0.15y = 0.0811x - 0.023
R² = 0.9207

0.05
0.00
0.0

1.0

2.020

4060
深度（m）

80100

図-4 採取深度とイオン溶出量の関係

0.200.1000.40

図-3 試料形状による比較
イオン濃度（meq/L）

0.6

3.0

電気伝導度（mS/m）

図-6 イオン濃度と電気伝導度の関係

0.30
0.25

y = 1.0744x + 0.0169
R² = 0.9294

0.20
0.15
0.10

0.05
0.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
カルシウムイオン濃度（meq/L）

図-7Ca2+と HCO3-の関係

深度（m）

0.5

塊状

イオン溶出量（meq/L）

破砕状

AK-1

炭酸水素イオン濃度（meq/L）

イオン溶出量（meq/L）

0.6

9～1112～1415～1718～2021～2324～26
27～2930～32
33～3536～38
39～41
42～4445～47
48～50
51～5354～56
57～5960～62
63～65
66～68
69～71
72～74
75～77
78～8081～83
84～8687～89

開口量（mm）
50100150

y = 2.1767x + 43.652
R² = 0.3196

図-5 開口量と深度の関係

ン溶出量は地盤深部のほうが，多くなる傾向を示した。また，例として AK-3 のボーリング深度における開口量を図-5 に示す。開口量は地盤浅部と比較して，深部が大きい傾向にある。これは，浅部では岩石が水や酸素等と接する機会が多いため風化が進行し，風化した開口部が角礫状となり開口量が減少したと考えられる。一方で，深部は浅部に比較して風化の進行が遅いため，開口した状態が保たれていたと考えられる。また，岩盤の風化は地下水位の変動などによる乾湿の繰り返しによって促進される。したがって，開口の発達により，地下水位や地下水位の変動域が深部に達し，未風化の岩盤の溶脱が進行している状態にある場合には，イオン溶出量が多くなることがわかった。
4.電気伝導度とイオン溶出の関係
溶出試験結果より，カルシウムイオン及び炭酸水素イオンと電気伝導度の関係を図-6 に示す。これらのイオンは電気伝導度との相関性が高く，図-7 に示すとおりカルシウムイオンと炭酸水素イオンの溶出量の関係も相関性が高い。これは，コアに含まれる方解石が溶脱しているためである。方解石といった炭酸塩鉱物は脈状に挟まれている場合が多く，溶出すると脈状部が開口した亀裂となり，岩盤の風化や破砕が促進されることが想定される。また，3 で示したイオン溶出量の傾向からも，①水と接する期間が長い，②方解石が存在する，③地下水位や地下水位の変動域が深部に到達する場合に，イオン溶出量が多くなることがわかっている。したがって、電気伝導度が高くなる原因は岩石中の炭酸塩鉱物が地下水に溶出するためである。地下
水が岩盤の開口によって深部に達し岩盤に長時間接すると、電気伝導度はさらに高くなる。その際には，地下水による化学的風化によって岩盤の風化や破砕が進行する可能性が高いことがわかった。
5.おわりに
本研究では，岩盤クリープ斜面のボーリングコアを用いた溶出試験により岩石からのイオン溶出量の傾向と電気伝導度が高くなる原因を明らかにした。また，電気伝導度が高くなる場合には，岩盤の風化や破砕が進行している可能性が高いことがわかった。今後は，岩盤の風化や破砕程度によるイオン溶出量の傾向を把握するとともに，他の地域や地質での検証事例を増やし，電気伝導度による危険度評価を検討したい。
参考文献
1) 地頭薗隆，下川悦郎，寺本行芳：深層崩壊発生場予測法の提案－鹿児島県出水市矢筈岳山体を例にして－，砂防学会
誌，Vol.59，No.2，p5-12，2006
2) 千木良雅弘，坂島俊彦，渋谷研一：深層崩壊発生危険斜面の地質・地形的抽出法について，平成 26 年度砂防学会研究発表会概要集 A，p16-173) 脇坂安彦，上妻睦男，綿谷博之，豊口佳之：地すべり移動体を特徴づける破砕岩－四万十帯の地すべりを例として－，
応用地質，第 52 巻，第 6 号，p231-247，2012- 419 -