講 座Lecture
地すべり解析における有限要素法の利用 第１５回 Finite element method for landslide analysis No.15
５．座談会／地すべり解析におけるFEMの今後の展望
Round-table Talk／The Future View of FEM in Landslide Analysis
楠本岳志／農林水産省中国四国農政局

鵜飼恵三／群馬大学工学部

Takeshi KUSUMOTO／Chugoku-Shikoku Regional Agricultural
Administration Office, Ministry ofAgriculture, Forestry and Fisheries

Keizo UGAI／Faculty of Engineering, Gunma University

吉松弘行／財団法人砂防・地すべり技術センター

倉岡千郎／日本工営株式会社

Hiroyuki YOSHIMATSU／SABO Technical Center

Senro KURAOKA／Nippon Koei Co., Ltd.

浅野志穂／独立行政法人森林総合研究所
Shiho ASANO／Forestry and Forest Products Research Institute
キーワード：有限要素法，地すべり，斜面安定
Key words：finite element method, landslide, slope stability

５．
１ 座談会の趣旨

まいりたく存じます。

本講座を通じて，地すべり現象の解析や対策工の設計

まず，これまでに実におけるFEMの有効性や適用方法などが解説されてき務 にFEMを 適 用 し た

た。今回は，こうした解析技術が一般の実務においてど事例の中で特に印象がのように取り扱われているかの現状を意見交換するとと残っているものがありもに，今後FEMに関連する解析技術がどのように発展ましたら，どのようなを遂げるべきか自由に議論をしていただくことを目的と解析だったのかをご発して，本稿の著者５名による座談会を実施した。なお，

言ください。

個々の発言はあくまで個人的見解を述べたものであり，吉松：三次元の飽和・不発言者の所属組織の方針を代弁したものではないことに飽和浸透流解析などは留意されたい。

実務で最近多く行われ楠本岳志

５．
２ 座談会の会話より（抜粋）るようになったと思います。住民への説明責任を問わ講座委員会の委員長である群馬大学工学部の鵜飼恵三れるケースが増えておりますので，過去に行ってきたが司会進行を務めた。

対策に関して解りやすく評価をしなくてはならないと

鵜飼：本日はお忙しい中お集まりいただき有難うございともに，今後どこに対策工を施工すれば安全率がこのます。地すべり解析，特に実務においてFEMを利用くらい上がるといった検討も重要です。その場合，よする場合のいろいろな問題について自由に討論をしてり具体的な議論ができるようになったという意味で，FEMはとても強力なツールであるという印象を持っています。
楠本：私もFEMのような解析技術を実務に応用していくことに賛成ですが，予測結果に関する評価は今後ますます重要になると思います。ある仮定に基づいてこういう水位変動が予想されたが，別の仮定では違う結果になってしまう可能性があるという認識や長期的に観測を続けながら予測結果をきちんと追跡評価していくことが必要でしょう。
倉岡：仰せのように浸透流解析などにより，地下水排除工の計画と設計の合理化を図ることは重要であり，そのような業務が増す機運にあると思います。また，民座談会風景

８２間企業の人間として様々な解析をやらせていただきま

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吉松弘行

したが，浸透流解析のFEMに 用 い る べ き 定

他に，長大斜面の掘削数を決定することは難時の変位と応力を解析しいことですが，現象することで適切な法面をある仮定に基づいてを設計したり，崩壊し評価する場合にどのよた斜面の崩壊メカニズ

うな均質化がありうる

ム をFEMに よ り 検 討

か を 検 討 す る 時 に，して今後の対策に生か

FEMは と て も 有 効 なす例が挙げられます。

場合があります。

浅野：私も地下水浸透や鵜飼：逆解析という意味

大規模岩盤崩壊の問題

では，浸透流解析の場

浅野志穂などにおいてFEMが用いられる例を目にしますが，合でも，普通は土の浸透特性について過去の観測デー特に気になるのはモデル化する際の解析者の立場です。

タなどに基づいて逆解析的に定数決定を行いますね。

例えば住民の方含めてみんなで理解するために行う災観測結果の逆解析という使い方もFEMの重要な側面

害の再現や将来予測などの解析なのか，設計手法そのだと思います。

ものを合理化しようとする解析なのか，それぞれの解定数決定のほかに，FEMでのモデル化についても析目的に応じてモデル化の主眼が変わるはずですし，十分に検討が必要であるというご意見が先ほどありま

その判断がFEMを上手に利用する上での鍵になるのしたが，これについてはいかがでしょうか。
楠本：地すべり全体の中で集水ボーリング一本をどのよではないかと考えています。
鵜飼：地すべり分野でFEMが用いられる場面は，みなうにモデル化するかということ一つを取っても，厳密さんが仰るように，特に浸透流解析への利用が多いとにモデル化するのか，何らかの均質化を行うのか，モいう印象を持っています。ただ，地盤工学分野を見るデル化についてもわかりやすい指針のようなものが必と，むしろ変形・安定解析にFEMを積極的に利用し要なのではないでしょうか。

ようという向きがあります。なぜ，地すべり分野での浅野：その時も解析の目的に応じて，対策工の個別の挙変形・安定解析にFEMがあまり普及していないので動をどこまで細密に表現するかの判断が変わると思いしょうか。地質学的に古い年代の材料を相手にしなくます。例えば規模の大きい地すべり全体をモデル化してはいけないことや地盤内の不均質性，亀裂などの不てのマクロな挙動を追う目的であるのに，モデル全体連続性のモデル化が問題なのでしょうか。の中で一本の孔による水位変化の数１０cmの違いを議

楠本：地すべりでは，地盤工学一般の問題に比べて，不論するのはスケール的に少し難しいような気がします

均一性や不確定な部分があるため解析に用いる力学定し，むしろそういう場合は，全体の傾向をとらえるた数を決めるのが非常に難しいと思います。これが，地めにある程度等価に均質化したモデル化を使うといっすべり地をFEMでモデル化する上でのひとつの悩みたことなども必要になってくると思います。
鵜飼：対策はローカル，効果はグローバル，このあたりになっていると思います。
吉松：地すべり土塊の厚さは極めて大きいですが，すべり面など大きな応力や変形が生じている箇所は全体のが難しいところですね。これについては，今後も議論がなされるべきだと思います。

うち極めて限定された部分ですね。このような部分に従来設計法の枠組みの中では対策工の効果が必ずし対しても適切な物性値を与えることができるかが特にも合理的に予測結果に反映されなかった実態を考えて難しいでしょう。FEMは数値解析法としてはすでにも，こうした問題に対して積極的な評価を行うことの完成度の高いツールであると思いますが，やはりモデできるFEMが，今後実務で使われる見通しはありま

ル化と物性値の評価が今後の課題だと思います。

すね。ところで，FEMが実務に利用されている現場

鵜飼：数値解析手法に見合ったモデル化と物性値の決めは，こうした事情に配慮する必要がある現場，という方も今後きちんと議論していかなくてはならないといことなのでしょうか。
楠本：国や地方公共団体の財政がたいへん厳しいことをうことでしょうか。
吉松：それの両方の議論がないと，予測した結果の妥当考えますと，解析のコストは小さくないので，地すべ性を誰でも評価できるというふうにはならないでしょりの規模や重要度が大きい場合でないと，FEMを個うね。誰でも比較的簡単に定数を決定できるような仕別の地すべり対策に適用するのは難しいのが現状では組みが必要なのだと思います。

ないかと思います。だからこそ，せっかく解析をした

浅野：別の観点から発言しますが，FEMを用いた逆解のであれば，対策工を設計したから終わり，というの析なども最近はよく行います。電気探査などにおいてではあまりにももったいないと思います。地すべりの土の物性を評価するときにFEMで逆解析し ま す。

管理に継続的にFEMを利用していくことを考えるべ

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講 座きではないかと個人的が，実際の現象はそれだけではなく，動いているものには思います。

を止めるという行為もありますから，変形を情報とし鵜飼：より大きな時間的スケールから考えた数値解析，という視点ですね。

鵜飼恵三て提示してくれるFEMは，実現象を表現できる計算手法だとも言えると思います。
鵜飼：より現実に近い詳細な情報を与えてくれるという

楠本：そうです。同じ防のは，住民にとって有難いことですね。地すべりもひ災でも洪水予測などでとつの自然災害ですが，他の災害において最近さかんは一般的な確率年の議に住民避難の問題が叫ばれていることに関して，やは論が，地すべり対策でり地すべり対策もこのような方向に進んでいくべきでは基準化されていません。
FEMを 使 え ば，この辺の議論を行うことができるようになると思います。
吉松：少し概念的な話になりますが，地すべり対策の安全率１．
２という数値を議論する場合，もともとそれはしょうか。
楠本：大多数の方々は，対策工事をしさえすればもう安全だと考えているように思います。でもそれは間違いで，今後はそのようなソフト対策もあわせて考えて行くべきでしょうね。

既往最大降雨のもとで１．
２を確保しておけば，１００年確

吉松：財政的な限界もありますし，住民の警戒避難を考

率豪雨の時にでも安全率１．
０５程度は確保できる，といえていくことはとても現実的と思います。FEMを利うくらいの感覚があったものと思います。しかし，そ用することで，地すべりを文字通りすべりと言う運動ういう確率的思考を明確に直接設計に取り入れる可能量から管理していくということになりますね。FEM性が開けたという意味において，FEMの存在意義はで得た結果の信頼性についても，徐々に説明責任を問きわめて大きいですね。

われることになるでしょう。そうした場合には，先ほ

鵜飼：予算縮減により，あるいは地すべりの重要度に応ど議論のありました地盤の不均質さや物性値の問題もじてこのあたりの確率年を調整することもできる。非ありますが，その他に，確率降雨として想定する降雨常に判りやすい設計が可能となりますね。

パターンをどのように決めたらよいか，また，解析領

吉松：今後は何か事業を考える場合に，FEMの解析で域をどの程度の広さに設定したらよいかなど，技術的設計を行い，毎年施工しながら観測して対策工の評価な検討事項がいろいろとあると思います。このようなを繰り返す，すなわち管理施工のような要領で防災事学会の研究委員会で，技術者が互いの経験を共有し，業をやっていくことだって考えられるでしょう。モニ

FEMによる地すべり解析について，より実践的な技ターする解析対象の選定項目も重要と思います。

術を共同で確立していくべきだと思います。

鵜飼：モニターするのは，水位，変位など，従来と同じような内容でいいのでしょうか。

鵜飼：FEMによる地すべり解析を考える上でのポイントとして，物性値の決め方，モデル化のあり方，それ吉松：そうですね。本当は力や応力を知りたいところでらを含めたガイドライン的なものの整備など，解析をすが，一般には測定が困難でしょう。だからこそ，変実施するサイドからのいろいろなアイデアが議論され形と力とをうまく結びつけられるFEMはとても有用ていますが，解析を発注する側からのご感想のようなであると思います。

ものは特にありますでしょうか。

倉岡：抑止工の設計においてもFEMは極めて有効です。

楠本：現実問題として，現場を相手にする場合，まず調地すべり抑止杭の設計にFEMを利用することを検討査してみないと分からないので，何もわからない状態していますが，杭の変形，ひずみなどを計測すれば，で調査が開始される。しかし，あとで「この現場はFEMそこに作用する分担力などを推定することができます。

で解析しながら対策工を検討したい」というふうに気アンカー工なども同様でしょう。このように，構造物付いたとしても，すでに調査は発注され，かなり業務が介在する場合には力や変形を計測することもできまが進んでしまっているんですね。つまり，最初からす。したがって，実際に計測された力とFEMで求めFEMで解析を行うことを前提に調査がなされない場られた力とを比較することで，物性値を修正するなど合が多いのではないかと思います。

してFEMモデルを更新すると同時に設計の妥当性を確認することもできます。
浅野：吉松さんが仰ったように，変形に着目して実際の鵜飼：調査の前に，ここは「FEMで解析すべき」というふうに判断できたらいい，という意味ですね。しかし，現実にはかなり難しいでしょうね。

現象を評価できるのは，素晴らしいことだと思います。

楠本：そうかも知れません。ただ，事業の着手当初から従来の極限平衡法ではなかなか変形の議論ができませ

一貫してFEM解析を必要に応じて実施する可能性をんでした。力のバランス以外に確認する条件がありま視野に入れながら，地すべり地全体の特性を効率的にせんから，どうしても「滑った」「滑らない」という議把握するにはどうしたらよいか，バランス感覚のある論になります。それはもちろん非常に大切なことです

調査が望まれるのだと思います。良い調査を行わない

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４

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と，FEMの「良さ」を十分に引き出せなくなってし

楠本：いずれにせよ，一まいます。一部の方がFEMは高くつくという印象を

般 の 方 はFEMの 厳 密

お持ちの背景には，費用対効果を踏まえた印象があるな数学的定式化を理解のだと思います。中途半端な調査に基づくFEM解析しようとはしていない結果からFEMそのものの性能を評価されたのでは，わけです。ですから，少しFEM解析がかわいそうかなあと思いますね（笑）
。

鵜飼先生が仰るように，

鵜飼：現場では，そのような調査がなされているのですか。

FEMに よ り 実 際 に う

楠本：はい。大規模な地すべりの管理においては，やはまく行った事例をもっりFEMによる浸透流解析が有効だと思います。そのと公開していただきたための調査を行いました。できれば三次元の安定解析いですね。そういう積にもこれらを生かしていけたらと思っています。とにみ重ねが普及につながかく発注者も，FEMによる設計がどのようなものなのか，解析に関する知識をある程度もつべきなのだと倉岡千郎るのだと思います。
鵜飼：そうですね。「地すべり解析におけるFEMの利用に関する研究委員会」の報告書では，事例を多く取り思います。
吉松：規模が大きい地すべりでは管理が重要になるという話が先にもありましたが，調査と解析，評価，再解入れて，皆様に役立てていただける情報をご提供する予定です。

析といった具合に，長期的にFEMによる地すべり管

楠本：また，先ほど出ました費用対効果ということに関理が行えるのが理想だと思います。しかし，FEM解析しましては，例えば，スケールメリットを意識したに必要なコストをなるべく抑えるために，有限要素メッFEMの利用法なども考えられそうですね。１つの地シュの切り直し作業をできるだけ減らすような工夫をすべり地ブロックではなく広域を空中探査したり，デするなど，いくつか検討すべき点もあると思います。

ジタル地形図を作って，最低限の地上での調査結果を倉岡：実際の現場では，やはり早くかつ安く解析を実施ふまえて一度に広域をモデル化する。その結果として，してほしいという声が多く聞かれます。厳密にモデル

FEMで広域エリアの危険度判定ができるのではない化して細密な有限要素メッシュに基づいて解析するこでしょうか。とも必要ですが，様々な現場に対応するためにより簡

鵜飼：ハザードマップを作成するような要領ですね。

素なモデル化技術を開発する必要があると思います。

吉 松 ： FEMによるデータ解析の論理構造はGISのそれと非不均質な系を効率的に近似して解くことができれば，常に似通った点があります。これは大いに利用すべきです。

「FEMは時間と費用がかかる」といった難しいイメー

GISとFEMとは容易に連携ができると考えています。

ジを払拭することができるでしょう。

浅野：調査技術も進化しています。多くの地盤のデータ

浅野：そうしたことと同時に，FEMはどうも難しそうが集められるようになり三次元的なモデルを構築するだという意識を払拭するには，解析実務における様々ための環境は整いつつあります。ハザードマップをはな高い壁を取り除くことが必要だと思います。極端なじめ，広域防災のニーズは今後も高まって行くでしょ

言い方をしますと，数字を入れれば比較的容易に答えう。そこへFEMのような定量的に説明ができる手法が出るような枠組みがしっかりできれば，FEMはもっが入ってくれば，効果的だと思います。と普及すると思います。例えば極限平衡法による安定

倉岡：説明責任の点からも，対策のわかりやすさは大事

計算が広く普及したのは，基準化しているとかイメーです。そのためにも，もっとFEMに関する理解を産ジを掴みやすいとかと同時に計算担当者が変わっても学官で一緒に深めていけたらいいですね。例えば鵜飼さほど結果が変わらない扱いやすさもあるからではな

先生が以前に企画されたFEMに関する技術者講習会いでしょうか。のようなものを，どんどん実施していったら良いので

吉松：FEMソフトの中身が完全にブラックボックス化はないかと思います。

するのもどうかと思いますが，計算に用いられている

鵜飼：FEM解析が具体的にどのような手法で，どのよ仮定や全体の流れはある程度つかんでおいて頂いた上うな点に留意しなくてはいけないのか，また，解析をで，できるだけ解析者が使いやすいインターフェイスより効果的に行うにはどのような環境が整えばよいのを備えたソフトウェアが登場するといいと思います。

か，いろいろなご提言がなされたと思います。

鵜飼：使いやすさの点ではまだまだソフトウェアに課せられた課題はありそうですね。いずれにせよ，多くの本日は活発なご討論を有難うございました。
５．
３ 座談会の概要と編集について

解析手法の中で，FEMでないと解析できないような

この座談会は平成１
７年２月４日，一時間半をかけて都問題というのは結構あるわけで，そういうものをもっ内にて開催された。本稿はその会話の一部を講座委員であと前面に出していけば，FEMの有効性をさらに理解る群馬大学工学部の若井明彦が編集，抜粋したものである。

して頂けるのではないかと思います。

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187 (2005)（原稿受付２００５年２月５日，原稿受理２００５年２月２８日）

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