2004 年 7 月新潟豪雨における斜面崩壊の事例研究
Case study on slope failure caused by heavy rainfall in Niigata area inJuly 2004

1. 豪雨と斜面災害の概要

指導教員

豊田浩史

地盤工学研究室加藤千晴

壊に依存した可能性がある．この条線と斜面（泥岩）の傾きをクリノメータにより計測したところ，

平成 16 年 7 月 13 日の新潟・福島豪雨において，条線が 19〜20o，泥岩が 24〜25o の傾き（走向傾新潟県中越地方を中心に未曾有の集中豪雨が発斜）であった．数ヶ所で測定したが，この露出し生した．これにより堤防決壊や土砂災害が多発し，ている泥岩上では，ほぼ同じ値だったので，平均一般住宅のみならず，河川や道路をはじめとするした値で，斜面と条線方向の関係を描いたものを公共土木施設に甚大な被害をもたらした．この豪図 5 に示す．

雨による一般被害は，死者 15 名（内土砂災害 2名），家屋全壊 22 棟，半壊・一部損壊 238 棟，床上・床下浸水 26,557 棟となっている．新潟県では，大小合わせると 347 件の豪雨による土砂災害が発生した 1)，2)．本研究では，主な崩壊現場の踏査を行い，現場から採取した試料で強度試験を実施した．この調査，試験結果を用いて解析を行うことで，斜面崩壊のメカニズムを解明することを目的とした．

図1

中山の斜面崩壊（北陸地方整備局提供）2. 中山の斜面崩壊調査
出雲崎町中山において，斜面崩壊が発生し，家屋 1 戸が全壊，1 名が死亡した(図 1，図 2)．崩壊
上部の斜面方向と倒壊した家屋の方向は違っており，土砂崩壊がカーブしているのがわかる．図3 に斜面崩壊（斜面上部）の写真を示す．崩壊は，

図 2 中山の斜面崩壊による家屋崩壊

長さ約 60m，幅約 35m，傾き約 20 度，滑落崖（図4）は深いところで約 5m ある．白っぽく見えるのが露出した泥岩層であり，不連続面となっているのがわかる．また，この泥岩層はかなり軟らかく，崩壊の約 1 週間後にはまだぬるぬるしているようなところもあった．そして泥岩には条線が残っており，条線方向が斜面の傾斜方向と一致していないことから，斜面上部の崩壊は斜面下部の崩図3

中山の斜面崩壊(崩壊上部)

Percentage finer by weight

100

Slope failure(Nakayama area)

80

Mudstone
Collapsed deposit

60

Colluvial deposit

40
20

Sand

00.0010.01

図 4 中山の斜面崩壊の様子

0.1

110Grain size (mm)図6

試料の粒径加積曲線

表 1 から崩壊土砂は泥岩層に比べ，小さな塑性指数となっている．図 6 では，泥岩とその直上で採取した未崩壊表層土では，全く粒径が違うことから，透水係数の違いにより，泥岩上部に降雨の条線方向浸透水を蓄えてしまう可能性がある．土塊が重くなることにより上部層の滑動力を増加させ，さら

斜面傾き方に飽和度が上昇することにより，土の強度低下を招く原因となる．また，斜面上部から滞水層が被図5

圧水として働き，間隙水圧の上昇，しいては土の泥岩に残る条線（擦痕跡）有効応力減少による強度低下を引き起こすなど，

3. 試料採取

斜面の安定性を低下させる要因を数多く発生させるので，十分な注意が必要である．

現場から，泥岩層上の未崩壊表層土(Colluvialdeposit)，泥岩層(Mudstone)，泥岩層とほとんど(b) 一次元圧密試験

同じように見える崩壊斜面上に残った塊となっ2.0た崩壊土(Collapsed deposit)を採取し，土質試験

Nakayama mudstone
One-dimensional consolidationを行った．
Void ratio, e

1.8

4. 各試験結果
各試験の結果を以下に示す．

Remolded

1.6Undisturbed

1.4(a) 物理試験
1.2

表1

試料の物理特性

1101001000

Consolidation pressure, p' (kPa)
3Mudstone（泥岩層）
Colluvial deposit（未崩壊表層土）
Colapsed deposit（崩壊土）

ρs（g/cm ）

wL（%）

wP（%）

IP

2.685

98.5

36.4

62.1

2.726
2.663

NP56.5

NP
32.8

NP
23.7

図7

試料の圧密曲線図 7 に不攪乱試料の一次元圧密試験結果，および練返した同試料の試験結果を示してある．不攪
乱試料は約 400kPa で練返し試料の圧密曲線に一致してくる．つまり，先行圧密荷重としては，20m以上の層厚となる（試料採取場所での土被り厚1501m 程度である）．長い年月における地層形成過程で大きな圧力を受けたことも十分あり得るが，そたため，降伏応力が大きくなったとも考えられる（実際，表面には多数のクラックが発生していた）．
(c) リングせん断試験

120

Shear stress, τ (kPa)の他の理由として，崩壊後，乾燥収縮履歴を受け

Nakayama clay
Ring shear test
Constant pressure90

φd=36.0o

Nakayama clay
Nakayama clay
Clay-Sand

Fully softened strength

60

Residual strength
φd=14.2o30

Nakayama Ring Shear test

0160

050

100

150200

Vertical stress, σv (kPa)140

Sheare Stress ,τ(kPa)120

図9nakayama clay

100

試料の破壊線

clay-sand80

この摩擦試験における残留強度も泥岩の残留60

強度とほぼ同じでかなり小さくなっており，変形40が進行すると著しい強度低下を生じることがわ

20

かる．

00510152025

Shear displacement(mm)

試験後に，粘土と砂をはがしてみると，粘土には条線の入ったすべり面が形成されていた．砂の方であるが，砂の底面（すべり面）には非常に薄

図8

せん断変位とせん断応力

図 8 に，練返した泥岩（粘土）の上載圧 200kPaでの初期せん断の結果を示す．練返した泥岩は，く粘土が張り付いていた．つまり変形が進むにしたがって，砂に粘土が張り付き，粘土と粘土の摩擦にほぼ等しくなったと考えられる．

せん断応力約 140kPa でピークをむかえ,徐々に強度が落ちていているのがわかる．それに対し，

5. 斜面の安定解析練返した泥岩（粘土）と泥岩上で採取した表層土（砂）との摩擦試験では，せん断応力は練返し泥図 10 に二次元解析を行った中山の斜面の断面岩より少し小さい 120kPa ほどであり，その後急図を示す．崩壊前の地表面は，国土地理院発行の激に強度が落ちてきているのがわかる．

2 万 5 千分の 1 地形図の等高線より読みとった．

図 9 に練返した泥岩のリングせん断試験より求赤線は崩壊後に測定されたレーザープロファイめた破壊線を示す．ここには，正規圧密練返し泥ラ(図 11)より得られた値である．青線は泥岩層を岩のピークと残留強度，また，練返し泥岩（粘土）表しているが，この傾きは，崩壊斜面上部に露出と表層土（砂）の摩擦試験における残留強度も示していた泥岩層の傾きを測定したものである．こしてある．粘土と砂の摩擦試験では，まず，粘土の傾きが斜面下部まで続いていると仮定した．

を上載圧 400kPa で圧密して（原位置の密度に相解析では，すべり線を表層土と泥岩の接触面に当），リングせん断によりすべり面を形成した．

設定した非円弧のスライス法（スペンサー法）ですべり面上側の試料を取り除いた後，上拘束リン安定解析を行う． 強度定数としては，上載圧

グ 内 に 砂 を水 中 堆 積 法で 堆 積 さ せた ． 上 載 圧

200kPa の摩擦試験結果のピーク値をとおる破壊200kPa で初期せん断から残留状態までせん断し線を仮定する．地下水位も雨の影響を考えて，表た．その後，除荷して，100kPa，50kPa それぞ層土内に高めに設定した．

れの状態で残留強度（摩擦）を測定した．

図 12 に c=0kPa，φ=30o と仮定した解析結果を示

Slope failure of
Nakayama area

Map of GSI(Original topograhy)

す．図には最低の安全率を出したすべり形状のみ示してある．安全率は 1 を下回っており，崩壊す

Laser profiler(After failure)

72mることになる．崩壊箇所は斜面中程となっている．
つまり，解析からは斜面中程で崩壊し，斜面上部

Slope of mudstone(Measured)

19oの方に崩壊が進行していったことが考えられる．
果を示す．この場合には，崩壊箇所は斜面上部の160m

図 10

図 13 に c=10kPa，φ=27.7o と仮定した解析結

37m

Slope of mudstone(Assumption)

滑落崖と一致した場所から大きくすべっている

中山の斜面の断面図のがわかる．ただし安全率は 1 を上回っており，崩壊する可能性は小さい．
これまでの豪雨などにより，変形が進行してピーク強度が落ちてきていたことも考えられる．今後は，強度定数をピークから残留強度の範囲で変化させて解析を行ってみる必要がある．

6. 結論
本研究で得られた知見を以下に要約する．

図 11 中山の斜面崩壊の等高線（朝日航洋（株）提供）
τSpencer method of slices

1） 擦痕跡より，泥岩層と表層土の境界ですべりが発生したと考えられる．

Experimental data

φ=30ο
c=0 kPa

2） 表層土は，砂とシルト質土の互層構造であσv

Minimum Fs

0.891

る．
3） 泥岩層は，上載圧約 400kPa の応力履歴を持っている．
4） 砂と粘土の層間強度は，粘土の強度より少し小さいくなっており，変形が進行すると著しい強度低下を生じる．
3） 砂と粘土の層間残留強度は，粘土とほぼ同

図 12じであるが，粘土よりひずみ軟化がはやい．

中山の斜面の断面図

4） 中山粘土とカオリンベントナイト混合試（c=0kPa，φ=30o）τSpencer method of slices

φ=27.7ο

料の残留状態時のせん断抵抗角は，ほぼExperimental data

c=10 kPa一致する．
σv

Minimum Fs

5） 斜面安定解析は土質強度定数の設定により大きく依存されるため，さらに詳細な検討1.376を必要とする．

7. 参考文献

図 13

中山の斜面の断面図（c=10kPa，φ=27.7o）

1)

新潟県の HP（http://www.pref.niigata.jp/）

2)

国交省北陸地方整備局の HP（http://www.hrr.mlit.go.jp/）