全地連「技術フォーラム2015」名古屋

堆積環境の違いによる沖積粘性土の地盤工学的特性
中部土質試験協同組合 ○清水 亮太
中部土質試験協同組合

坪田 邦治

元西日本高速道路エンジニアリング関西株式会社

栗原 則夫

名古屋大学大学院

中野 正樹

1. はじめに

非海成粘土は海成粘土に比べて安定した堆積環境が連続

軟弱地盤上の高速道路盛土建設において，旧日本道路公団以来の NEXCO により，設計・施工に関する各種技術が蓄積されている．一方，名古屋大学によって開発され1)しないことが，上越地盤と濃尾地盤のデータのばらつきの差異に表れていると考えられる．
次に，土粒子密度が著しく小さい試料および自然含水た水～土骨格連成有限変形解析コード GEOASIA によ比が非常に大きい試料を除外し，土質性状を典型的な粘り，自然堆積粘土地盤上の盛土の長期沈下に関する検証性土に揃えて比較・分析を再度行った．各地盤の塑性図解析が詳細になされており，これらを融合した新たな観を図-2に示す．図-2を見ると，上越地盤は比較的に塑性測的設計施工法の構築が計画されている．本研究では，指数が高い傾向を示しているものの，それほど大きな差この計画の課題の一つである地盤の「堆積環境の違い」異は認められないことが分かる．得られた塑性指数の傾が地盤入力データに与える影響を調べるために，濃尾地向を踏まえた上で，液性指数の深度分布を図-3に示す．

盤(海成粘土)と上越地盤(高田平野，非海成粘土)に対し，液性指数は，細粒土の自然含水状態における相対的な硬室内試験を通じて地盤工学的特性の比較を試みた．

軟の度合いを示す量であり，次式で表される．

2. 濃尾地盤(海成粘土)と上越地盤(非海成粘土)IL

名古屋港地域の地質断面図2)は，名古屋港～木曽川にwn

wp… 式(1)

Ip至る12km の東西断面であり，ここで対象としたのは，海ここに，wn は自然含水比，wp は塑性限界，Ip は塑性指成粘土の中部泥層(Amc 層)である．検討範囲として，当数である．図-3を見ると，濃尾地盤の液性指数は上越地該地域の沖積層のデータを抽出した．一方，北陸道(大潟盤と比較して大きな値で分布していることが分かる．こ地区～上越 IC)周辺では，No.24-24’の地質断面図が報2003)告されている ．
標準的な高田平野の沖積層は上位の Ac1層(N 値≒0～5)，下位の Ac2層(N 値≒5～15)が汽水層と150

3. 濃尾地盤と上越地盤の物理的特性の比較
各地盤の土粒子密度および自然含水比の深度分布を図-1に示す．全体的に上越地盤はデータのばらつきが大き塑性指数 Ip

なっており，これらを上越地盤の検討対象とした.

100A線: Ip=)
-20
(w L
370.

いが，濃尾地盤と上越地盤 Ac2層は土粒子密度，自然含50水比ともに似た傾向を示していることが分かる．一方，

濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac2

Ac1層は自然含水比が100%を大きく超えるものが部分的に存在し，土粒子密度についても非常に小さな値を示す

B線 : wL = 5000ものが存在することが分かる．これらの傾向から Ac1層50001010102020203030404050

wn = 100 (%)

濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac26060
1.50
2.00
2.50
3.00 100
1011021033
土粒子密度 s (g/cm )自然含水比 wn (%)

図-1 土粒子密度および自然含水比の深度分布

150200

図-2 塑性図
0

平均深度 GL- (m)

平均深度 GL- (m)は部分的に有機物を含有していると推察される．また，

50100
液性限界 wL (%)

30

濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac240

平均値 Amc = 0.831
平均値 Ac1 = 0.616
平均値 Ac2 = 0.483

5060
-0.50

0.00

0.50
1.00
液性指数 IL1.50

図-3 液性指数の深度分布

2.00のことから，濃尾地盤の自然含水状態は液性限界に近い1000値を有しており，上越地盤と比較して鋭敏な土であるとSt=6る選別をした後のデータを用いて，力学的特性の比較を行った．まず，圧縮指数(Cc)と液性限界(wL)の関係図を図-4に示す．圧縮指数と液性限界との関係は，鋭敏比の小さい粘性土に対して式(2)に示す Skempton の式4)が広10
返しく利用されている．

100(練非排水せん断強さ cu (kN/m2)

ここでは，前節で述べた土粒子密度および含水比によ44. 濃尾地盤と上越地盤の力学的特性の比較

32
St =16S t= 8
St = 4St= 2
St =1
St =推察される．

強-0.2… 式(3)0.015 ( wL 19 )0(w = wP)

0.2

0.4

図-4に着目すると，濃尾地盤は比較的に良い相関が得られており，高圧縮性を示す試料が多いことが分かる．

いると推定される．

-5を見ると，濃尾地盤は間隙比が大きいにも関わらず，

5. 結論6)0.6

0.8

1(w = wL)

1.2

1.41.6液性指数 IL

図-6 濃尾・上越地盤の三笠の状態図における分布

次に，一軸圧縮強度と間隙比の関係図を図-5に示す．図比較的に大きな一軸圧縮強度を示していることが分か)

Cc

線

1

圧縮指数の関係5)は式(3)に示すものが代表的である．

準

一方，全国の港湾地区の海成粘土に対する液性限界と

濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac2

基… 式(2)0.009 ( wL 10 )さCc

本研究では，「堆積環境の違い」が地盤工学的特性に及る．また，三笠の状態図 を図-6に示す．三笠の状態図

ぼす影響について，濃尾地盤(海成粘土)と上越地盤(非海は，完全練返し状態を最低位と考える構造の評価法であ成粘土)を例にとって比較を行った．
物理的諸量を典型的り，鋭敏比が構造の定量化に用いられる．図-6に着目すな粘性土に絞り，力学的特性を比較した結果，海成粘土ると，濃尾地盤の鋭敏比が比較的に大きな値で分布しては非海成粘土に比べて構造が発達した鋭敏な土が多く存いることが分かる．これらのことから，濃尾地盤は高圧在していることが推定された．既往の研究で得られた相縮性を有する構造の発達した土が比較的に多く存在して関関係を用いて間接的に構造の程度を推定したが，今後は，圧縮特性の実験データを整理することで，両地盤の2.5
決定係数RAmc2 = 0.779)構造の発達の程度を定量化することを計画している．
0.
015(w-1

決定係数RAc12 = 0.57

2.02C

圧縮指数 Cc=決定係数RAc2 = 0.311.5cCc=謝辞L)-10(w L090.0

本論文に使用したデータは，濃尾地盤では地盤工学会
濃尾地盤研究会のデータを適用させて頂きました．
また，上越地盤では，旧日本道路公団の地質調査報告書を適用

1.0

させて頂きました．記して深謝の意を表します．
《引用・参考文献》

0.5

濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac2

0050100
液性限界 wL1501) Asaoka, A. and Noda, T. :All Soils All States All RoundGeo-analysis Integration, International Workshop on
200

Constitutive Modelling

Development ,Implementation,Evaluation, and Application, Hong Kong, pp.11-27, 2007

図-4 液性限界と圧縮指数の関係

2) 牧野内猛ほか：濃尾平野における沖積基底礫層（BG）お3.0

よび熱田層下部海成粘土層の年代，地質学雑誌，第107巻，第4号，pp.283～295，2001.42.5

間隙比 e3) 新潟県地質調査業協会：「新潟県地盤図」および「新潟2.0

県地盤図説明書」，断面図24-24’，2002.114) Skempton，A.W.and Henkel，D.J.Tests on London Clay

1.5

from deep borings at Paddington，Victoria and the South
Bank，Proc.4th ICS MFE，Vol.1，pp.100～106，1957

1.0

濃尾Amc
上越Ac1
上越Ac2

0.5
050

100
150
一軸圧縮強度 qu (kN/m2)

200

図-5 一軸圧縮強度と間隙比の関係

5) 地盤工学会：土質試験の方法と解説-第1回改訂版-,
pp.372-37, 2000
2506) 三笠正人:土質試験法(第二回改訂版)，6 編3章一圧縮試験,土質工学会,pp470-492, 1979