全地連「技術フォーラム 2022」那覇【13】

ため池レベル 1 耐震性能照査業務における簡易的な堤体土の土質定数と安全率の傾向把握
基礎地盤コンサルタンツ(株)1. はじめに〇

福本祐太，久賀真一，戸田陸斗

準の安全率は「土地改良事業設計指針ため池整備」1)に従

近年、多くのため池が老朽化により漏水、侵食等の危い、Fs≧1.2としている。表-2に各ため池の円弧すべり解険箇所が発生し、大雨や地震を契機に決壊するリスクが析結果(下流側 HWL)を示す。A・C・E・F・G・H ため池であり、全国的に防災のための点検や調査が進められていは基準の最小安全率 Fs1.2を上回り、すべり破壊の危険る。本報告は、9箇所の農業用ため池において、所定の耐性がない結果となった。一方、B・E・I ため池では基準の震性能を有しているかを、照査するために必要な土質調最小安全率 Fs1.2を下回り、すべり破壊の危険性がある

査およびレベル1耐震性能照査を実施した事例を基に、各結果となった。

ため池堤体の土質定数とすべり安全率を比較し、傾向の把握を行った。

2. 土質調査および L1耐震性照査結果
本調査では、9箇所の農業用ため池(A～I)を対象に、土質調査(機械ボーリング、現場透水試験、室内土質試験等)を実施し、レベル1地震動に対する安定性の照査を実施している。円弧すべり解析については、上流側と下流側においてそれぞれ、FWL(常時満水位)、HWL(設計洪水位)、水位急降下の3ケース実施している。今回は、下流側のHWL のケースに着目し比較検討を行った。
(1) 各ため池の土質定数
表-1に各ため池における堤体盛土の土質定数を示す。
A・E・F・H ため池の土質は、砂質粘土・砂質シルトであり、B・C・D・G・I ため池では、細粒分を含む砂質土であった。
「土地改良事業設計指針ため池整備」1)による堤体材料としての物性値の目安によると、①ρs≧

図-1 農地管理課長通知での条件に加筆 2)

2.6(g/cm3)(2.6以下であれば有機質を含む可能性がある

表-2 各ため池のすべり安全率(下流側 HWL)ため)、②0.075mm の細粒分を10～15%程度以上保有して-7いる、③透水係数 k≦5.0×10 (m/s)とある。今回の調査
では、土粒子密度と細粒分含有率に関しては、いずれのため池の堤体材料でも、物性値の目安を満たす結果であった。一方、透水係数については A・B・E ため池で物性値の目安に満たない結果であった。

ため池

H26年農地管理課長通知 条件① H26年農地管理課長通知 条件②円弧規制なし (円弧すべりは、堤頂をとおり堤体 (円弧すべりは、、堤体下面より1m、法内で収まるように設定)
尻より1mの範囲内に収まるよう設定)

Aため池
Bため池
Cため池
Dため池
Eため池
Fため池
Gため池
Hため池
Iため池

1.080
0.588
1.256
1.1461.2550.532
1.3371.3510.676

安全率Fs
1.654
0.906
1.714
1.067
1.255
1.208
1.830
1.351
1.061

表-1 各ため池の土質定数
土粒子密度ρs
ため池 Ｎ値
ABCDEFGH
I(g/cm3)
2.705
2.698
2.664
2.687
2.750
2.750
2.701
2.685
2.728

8224
33
727

透水係数
k(m/s)
6.15×10-6
6.87×10-6
2.88×10-7
3.73×10-7
1.78×10-6
1.27×10-7
5.39×10-8
4.87×10-8
3.33×10-7

粘着力c(kN/m2)
0.0
2.7
0.7
2.3
1.0
1.3
1.3
3.4
0.3

：Fs<1.20

内部摩擦角 細粒分含有率φFC(°)(%)
38.051.535.231.831.843.833.348.3
35.192.3
33.6
67.736.239.834.665.035.034.5

3. 土質定数と安全率の傾向
ここでは、各ため池盛土の土質定数と最小安全率を比較し、傾向の把握を行った。今回、円弧の形状について
は農地管理課長通知の条件①に着目した。
(1) 土粒子密度
図-2に土粒子密度と安全率を示す。本調査におけるため池盛土の土粒子密度は、いずれのため池でも2.6(g/cm3)～2.8(g/cm3)の範囲にあり、これは、一般的な(2) 各ため池のすべり安全率
今回、堤体の安定計算は、「土地改良事業設計指針ため
1)

2.273
0.922
2.139
2.766
4.3320.487
1.313
1.3091.387

砂質土または沖積粘土の値3)である。また、値にもそれほ

2)

どの差異が確認できなかったことから、今回の調査結果での条件(①・②)で解析を実施している。また、堤体のから、土粒子密度と安全率の傾向を確認することはでき

安定計算のケースについては下流側 HWL に着目した。基なかった。

池整備」 に従い、図-1に示す H26年農地管理課長通知

全地連「技術フォーラム 2022」那覇(5) 細粒分含有率
図-6に細粒分含有率と安全率を示す。細粒分含有率が50%以上である A・E・F・H ため池では、Fs1.2を上回っている。一方で、細粒分含有率が50%以下である B・D・I ため池では、Fs1.2を下回っている。これより、細粒分含有率が高いと安全側の傾向を示すと示唆される。
また、C・G ため池は、細粒分含有率が50%以下である
図-2 土粒子密度と安全率(2) 透水系数が、Fs1.2を上回っている。C ため池については、表-3に示すように堤体の法勾配が最も緩やかであることに起因

図-3に透水系数と安全率を示す。本調査結果では、いしていると考えられる。また、G ため池は N 値が7と、他ずれのため池も一般的に低い～非常に低い透水係数の範のため池より比較的大きい N 値であることに起因してい4)囲にある 。B・D・I・F・H ため池に着目すると、透水系ると考えられる。これより、細粒分含有率が低くても N数が低くなるにつれ、安全率が高くなる傾向にある。た値が高ければ安全側の傾向を示すことが示唆された。一だし、A ため池のように、透水係数が大きくても安全率

方、I ため池は、法勾配も緩やかであり、N 値も高いにもが高いケースがあるため、この限りではない。

拘らず、Fs1.2を下回っている。また、F・H ため池は法勾配が急であり、N 値が低いにも拘らず、Fs1.2を上回っている。これより、すべり破壊において細粒分含有率の与える影響が大きいことが示唆される。

図-3 透水系数と安全率(3) 粘着力
図-4に粘着力と安全率を示す。本調査結果では、いずれのため池でも、低い粘着力を示す土質(砂質粘土・砂質図-6 細粒分含有率と安全率

シルト・砂質土)であることから、粘着力と安全率の傾向

表-3 法勾配と安全率と土質定数は確認できなかった。
法勾配
最小安全率
細粒分含有率(%)
N値

AB

CD

2.2
1.654
51.581.50.906
31.822.6
1.714
43.8
21.7
1.067
48.34

ため池名E
2.31.255
92.334. まとめ

F
1.7
1.208
67.7
3G
2.2
1.830
39.8
7H
1.21.351
652I
2.0
1.061
34.5
7：Fs<1.20

本論文のまとめを以下に示す。
・細粒分含有率が高いと、すべり結果が安全側の傾向を示すことが示唆される。
・細粒分含有率が低くても N 値が高ければ、安全側の傾図-4 粘着力と安全率向を示すことが示唆される。
・すべり破壊において、細粒分含有率の与える影響は大(4) 内部摩擦角
図-5に内部摩擦角と安全率を示す。本調査結果の中できいことが示唆される。

は、内部摩擦角と最小安全率の傾向にばらつきがみられたため、内部摩擦角と安全率の傾向を把握することはで《引用・参考文献》

きなかった。

1) (社)農業農村工学会；土地改良事業設計指針「ため池整備」,2015年5月
2) 農地管理課長通知 震災対策農業水利施設整備事業（耐震性調査）における留意事項について,2014年10月
3) 地盤材料試験の方法と解説，2020 年 12 月，公益社団法人地盤工学会，p118
4) 地盤材料試験の方法と解説，2020 年 12 月，公益社団法人地盤工学会，p468
図-5 内部摩擦角と安全率