（様式３）新潟大学災害・復興科学研究所
共同研究報告書

テフラ土層の粘性土における地震地すべり発生メカニズムの解明
研究代表者 後藤 聡 1)
研究分担者 渡部 直喜 2)、石丸 聡 3)、小安 浩理 3)1）山梨大学大学院 2）新潟大学災害・復興科学研究所 3）北海道立総合研究機構
研究要旨2018 年 9 月 6 日の北海道胆振東部地震によって，北海道勇払郡厚真町を中心にテフラ層すべりが多数発生した．この地域では，約 9 千年前に飛来した樽前 d 降下火砕堆積物（以下，Ta-d1））や約 2 万年前に飛来した恵庭 a 降下火砕堆積物（以下，En-a2））などの様々な降下火砕堆積物が広く分布している．
すべり面は，Ta-d や En-a と報告されている 3)4)中，これら Ta-d や En-a の物理的性質を把握することは重要であるが，土粒子内空隙を有するなどの要因により，JIS 法による物理的性質の把握には課題があると考えられる．さらに，厚真町東和地区東和川北支流における Ta-d 層および En-a ローム層を対象として定体積繰返し一面せん断試験を実施している 5)6)．本研究では，厚真町で発生したテフラ層すべりにおける異なる地点の地震時挙動を把握するため，複数地点における Ta-d 層の物理特性および定体積繰返し一面せん断特性について考察した．
Ａ．研究目的

本研究では，厚真町で発生したテフラ層すべり

2018 年 9 月 6 日の北海道胆振東部地震によっにおける異なる地点の地震時挙動を把握するたて，北海道勇払郡厚真町を中心にテフラ層すべりめ，複数地点における Ta-d 層の定体積繰返し一が多数発生した．この地域では，約 9 千年前に飛面せん断特性について考察した．

1）

来した樽前 d 降下火砕堆積物（以下，Ta-d ）や約2 万年前に飛来した恵庭 a 降下火砕堆積物（以下，2）

Ｂ．研究方法

En-a ）などの様々な降下火砕堆積物が広く分布

本研究では厚真町で発生したテフラ層すべりしている．すべり面は，Ta-d や En-a と報告されを対象として，2021 年 10 月に東和地区東和川北ている

3)4)

中，これら Ta-d や En-a の物理的性質

支流，11 月に厚真町東和地区東和川南支流及び幌を把握することは重要であるが，土粒子内空隙を内地区シュルク沢中流において現地調査を実施有するなどの要因により，JIS 法による物理的性した．図-1 に調査した地点の層序・層厚を示す．

質の把握には課題があると考えられる．

東和川北支流の層序は上位から，表土，Ta-c，Ta-

そこで本研究では北海道厚真町東和地区北支d ローム，褐色風化 Ta-d，クリーム状風化 Ta-d，流(以下，東和地区)で 2021 年 10 月及び 11 月にTa-d 粗粒，Ta-d 細粒，En-a ロームが堆積する．

現地調査を行い，その際に採取した試料の粒度試

東和川南支流では上位から，表土，Ta-b，Ta-c，

7)

験を，荒牧ら によって提案された土粒子内空隙

Ta-d ローム，褐色風化 Ta-d，Ta-d 粗粒，Ta-d 細を考慮した改良法で行った．粒度特性を報告する

粒，En-a ロームが堆積する．シュルク沢中流ではと共に，JIS 法と改良法の比較をし，試験結果を上位から，表土，Ta-b，クロボク，Ta-c，Ta-d ロ考察することとした．

ーム，褐色風化 Ta-d，クリーム状風化 Ta-d，Ta-

著者らは厚真町東和地区東和川北支流におけd 粗粒，Ta-d 細粒，En-a ロームが堆積する．未風る Ta-d 層を対象として定体積繰返し一面せん断化の Ta-d 層は粒径に大きな違いがみられたため，試験を実施している

5)6)

．

Ta-d 粗粒と Ta-d 細粒に区別した．東和川北支流

の褐色風化 Ta-d，クリーム状風化 Ta-d 及び未風改良法にて，試験を実施した．改良法は土粒子内化の Ta-d は調査した崩壊斜面において層が大き空隙の存在により土粒子の密度が大きく異なる

く湾曲し，層厚が変化していることが確認できた．

可能性があることを考慮して提案されたものでシュルク沢中流ではクリーム状風化 Ta-d が不規ある．

則に存在し，En-a ロームが厚く堆積していること

b. 粒度試験結果が分かる．

図-3 に改良法で実施した粒度試験結果を示す．
最も細粒分(粒径 0.075mm 以下)が多かったのは，Ｃ．研究結果およびＤ．考察

クリーム状風化 Ta-d で，細粒分含有率が 80％以(1) 物理特性上と非常に細粒分を多く含む試料であった．次い

Ta-c，Ta-d 起源ローム，褐色風化 Ta-d，クリーで，細粒分が多かったのが En-a 起源ロームで，細ム状風化 Ta-d，Ta-d 粗粒，Ta-d 細粒，En-a 起源

粒分含有率が 50％以上であった．一方で，褐色風3ロームにおいて内体積 100cm の採土円筒で採取化 Ta-d，Ta-d 粗粒では，細粒分含有率が 0％と細した乱れの少ない試料を用いて各種物理試験を粒分を全く含まなかった．さらに，褐色風化 Ta-d実施した．表-1 に採取した試料の物理特性を示す．と Ta-d 粗粒では，ほぼ同じような粒度特性を示

3

全体的に乾燥密度が 1.0g/cm 以下と小さく，間隙すことが確認された．

比が 1.0 以上であり，緩い状態で存在していたことがわかった．
(2) 粒度特性a. 試験方法(JIS 法と改良法)
本研究以前にも現地調査を実施し試料を採取したが，その試料の粒度試験では，乾燥試料を用いて JIS 法(JIS A 1204)にて表-1 採取した試料の物理特性実施した．試料の炉乾燥後，団粒化しているものは解きほぐしを行い，そうでないものは解きほぐさない状態で試験を実施した．一方，今回の現地調査で採取した試料は，炉乾燥させず湿潤状態で図-2 に示す荒牧ら 4)によって提案された（a）東和川北支流（b）東和川南支流
図-1 試料採取した地点の層所・層厚（c）シュルク沢中流

図-3 改良法による粒径加積曲線

図-2 改良法のフロー図 4)

c. JIS 法と改良法の比較
対象の試料は，クリーム状風化 Ta-d， Ta-d 細(a)クリーム状風化 Ta-d(b)Ta-d 細粒(c)En-a 起源ローム

図-4 採取した試料の様子

粒，En-a 起源ロームである．試料の様子を図-4 に示す．図-5 から図-7 はそれぞれの試料の粒径加積曲線である．クリーム状風化 Ta-d は，概ね似たような粒度分布を示し，JIS 法(解きほぐし)で見られた不連続な粒度分布が改良法においても見られた．Ta-d 細粒は，JIS 法で見られた不連続な粒度分布が改良法では見られなかった．En-a 起源
ロームでは，JIS 法(解きほぐし)と似たような粒度分布となったが，不連続な粒度分布は改良法では見られなかった．全体的に解きほぐしを行った

図-5 クリーム状風化 Ta-d の粒径加積曲線

試料の粒度分布には，不連続な曲線が見られた．
また，クリーム状風化 Ta-d や En-a 起源ロームなどの細粒分を多く含む試料では，JIS 法と改良法では似たような粒度分布を示し，大きな相違が見られなかった．粗粒分を多く含む試料に関しては，改良法と解きほぐしを行わない JIS 法で似たような粒度分布となったが，解きほぐしを行った JIS法では大きく粒度分布が異なった．
図-6 Ta-d 細粒の粒径加積曲線(3) 採取した試料の定体積繰返し一面せん断特性
a. 定体積繰返し一面せん断試験
本研究に用いた Ta-d 細粒の乱れの少ない試料は，東和地区の東和川北支流及び東和川南支流，幌内地区のシュルク沢中流の計 3 地点において採取した．
地震時の繰返しせん断における地盤状態は定圧及び定体積条件下でせん断されていることは図-7 En-a 起源ロームの粒径加積曲線

定かではないため両者のせん断特性を把握する
繰返し一面せん断試験を実施した．なお，せん断速度は，1.55mm/min，初期垂直応力は，100kPa，せん断応力振幅を±60kPa とした．
b. 試験結果および考察
図-8 に定体積繰返し一面せん断試験結果を示

せん断応力 （kPa）

必要がある．本論文では，定体積条件と仮定し，す．図-8(a)に示したストレスパスより，三つのストレスパスが重なるような結果を示した．つ垂直応力 （kPa）

まりせん断抵抗角𝜙及び粘着力ｃが同じような値を示すことになる．図-8(b)のせん断変位とせ（a） ストレスパス

ん断応力の関係より，東和川南支流及びシュル
せん断応力 （kPa）

ク沢中流では，せん断応力が回復する現象がみられた．東和川北支流は，せん断初期にはせん断応力が急増するが，せん断応力振幅である60kPa に到達せず減少し，最終的にはせん断応力が小さい値でせん断が繰返すという低い強度を示した．東和川北支流の試験後供試体のせん断面を図-9(a)に示す．せん断面に粘性土のようなものが見られ，En-a 起源ロームが混在していた．図-9(b)に東和川南支流の試験後供試体のせ

せん断変位 （mm）

ん断面を示す．Ta-d 細粒層でせん断していることが確認できた．東和川北支流のせん断応力が（ｂ） せん断変位とせん断応力の関係低下した原因として強度が弱い En-a 起源ロー

図-8 定体積繰返し一面せん断試験結果

ム 5)が混在していたからだと推測される．
表-2 に試験に用いた試料の物理的性質を示す．乾燥密度は東和川北支流，東和川南支流及びシ ュ ル ク 沢 中 流 で 0.566g/cm3 ， 0.490g/cm3 ，0.519g/cm3 と非常に小さい値を示し，間隙比は3.624，4.337，4.042 と非常に大きい値を示した．
含水比はすべて 80%以上で不飽和状態でありながら高含水比であった．

（a） 東和川北支流

Ｅ．結論（b） 東和川南支流

図-9 せん断面の様子

2021 年 10 月に現地調査を実施し，その際に採取した試料の粒度試験を改良法にて行

表-2 試験に用いた試料の物理的性質

い JIS 法との比較を行った．細粒分を多く含土粒子の密度(g/cm3)

湿潤密度(g/cm3)

乾燥密度(g/cm3)

含水比(%)

間隙比飽和度(%)

東和川北支流

2.615

1.033

0.566

82.74

3.624

59.70

東和川南支流

2.675

0.936

0.490

91.01

4.459

54.60

シュルク沢

2.725

0.964

0.519

85.95

4.254

55.06

むものは解きほぐしを行った JIS 法と改良法での大きな相異は見られず類似した粒径加積曲線となった．粗粒分を多く含む試料に関しては解きほぐしを行わない JIS 法と改良法

本研究では，テフラ層すべりが発生した異なるで粒径加積曲線が類似していたが，解きほぐしを地点において Ta-d 細粒の定体積繰返し一面せん

行うと粒径が変化し大きく異なる粒度分布を示

断試験を実施した．現地調査の露頭観察では，Ta-す結果が得られた．

d 層の層序・層厚が地点によって異なることが確認できた．採取した試料の定体積繰返し一面せん
断試験を実施し，東和川南支流及びシュルク沢中流では，同様な繰返しせん断特性を示し，東和川北支流では強度が低下する現象がみられた．

Ｆ．研究発表1.論文発表大川原優希, 後藤聡, 小幡隼士, 陳柯宇, 石丸聡, 小安浩理, 渡部直喜(2022)：第 11 回土砂災謝辞

害に関するシンポジウム,pp.49-52.
2.学会発表

現地調査及び室内実験については山梨大学地盤工学研究室の学生より協力を得た．学生諸君に1.

大川原優希, 後藤聡, 岡田健杜, 日吉優米,小安浩理, 石丸聡, 渡部直喜(2021): 北海道

感謝します．

胆振東部地震において安平町で発生したテ
参考文献

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小幡隼士, 後藤 聡, 日吉優米, 大川原優希,石原奨真, 石丸 聡, 小安浩理, 渡部直喜
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