斜面動態モニタリングによる変状盛土の斜面安定性評価― スネーク曲線による危険度評価 ―（株）藤井基礎設計事務所 岩佐直人
シンク・フジイ（株）

小村芳生

１. はじめに
近年異常気象に伴う豪雨による土砂災害が多発しており、リアルタイムに斜面状態を把握し、警戒・避難、補強・補修、抜本的対策への検討に反映することが求められている。これまでのり面天端に亀裂が発生している既設盛土に土壌水分及び変形量を計測するセンサを設置して平成 28 年 7 月から平成 30 年 3 月までモニタリングを行い、斜面変状は、深さ 60cm 付近に存在すると推定される水ミチが原因であること、土壌水分-変形量を把握することで斜面危険度を評価することができた 1)2)。なお水ミチは隣接する斜面に埋設された暗渠の損傷部からの漏水が原因と推定している。奇しくも平成 29 年 7 月下旬にモニタリング範囲のすぐ横で深さ 60cm・幅 6m の崩壊が発生し、その復旧工事も兼ねて 7 月〜10月に、法面排水溝改修工事が行われ新しい暗渠が隣接するのり面に設置されている。崩壊箇所は不安定箇所を除去し植生シート被覆工がなされている。本報告は、改修工事及び崩壊復旧工事後の 2020 年のモニタリング結果より、降雨の地盤浸透性及び対象盛土の安定性について記述する。
２. 概要
写真 2-1 にモニタリング斜面全景を示す。対象斜面
は、松江市北西部に位置する松江工業高等専門学校の西側に構築された高さ 5.8m、平均斜面勾配 36°の盛土のり面であり、過去にのり面の一部で深さ 1m 程度で小規模に崩壊している。モニタリング箇所（枠範囲）は、斜面天端に亀裂が生じている箇所で、桜（胸高径 40cm）がある間の約 20m の範囲である。
図 2-1 に対象斜面の土質区分及び主要センサ位置、表2-1 に地盤性状、図 2-2 に粒度分布を示すが、対象斜面は非常に粘性の高い地盤である。対象斜面には、誘電型土壌水分計（EC- 5:DECAGON 社）を深さ 20cm・60cm・100cmの位置に設置し、のり面のり尻の擁壁上に転倒枡式雨量計（Davis 製 S-RGD-M002:Onset 社）を設置した。さらにひずみゲージ（350Ω,長さ 1mm：共和電業製）を 10，30，50，70cm の位置に貼り付けた棒鋼（径 10mm 板厚 1mmの SUS 鋼管で長さ約 1m：以下「歪み棒」と記す）を、のり面のり肩より 1.5m の箇所に、のり面表面に対し垂直に設置した。また伸縮計を歪み棒位置から南へ約 50cm の位置に設置した、
なお歪み棒データは 10 分間隔、伸縮計、土壌水分計及び降雨量データは１時間間隔で取得し、土壌水分データ以外のデータは Web にて確認ができる。

雨量計

写真 2-1 モニタリング斜面全景

新たに生じたクラック

誘電型土壌水分計
EC-5 位置
0.2m
0.4m
0.4m

①②③④

Nd=0.5
Nd=5-6
Nd=20
Nd>20

歪み棒
伸縮計

３. 計測結果
図 3-1 に R2(2020).1.1〜R3(2021).2.28 の日雨量と斜面変位量（伸縮計の値）の履歴、図 3-2 に R2.9.4〜
図 2-1 土質区分及び主要センサ位置
R2.12.22 の体積含水率と斜面変位量の履歴を示す。なお
土壌水分データは、R1(2019).1.16 4:00〜R2(2020).9.4
13:00 まで電池切れのため計測できていない。また深さ 60cm
表 2-1 地盤性状の土壌水分計は損傷したため記地盤種類
砂混じり粘土載していない。図 3-1 より、土粒子密度 g/cm32.707
R2.4.13 に日雨量 100mm を超え
最大粒径mm9.5る降雨が計測され、さらに平均粒径mm0.0217
7.13 に最大日雨量 94.8mm を観測された連続した降雨があっ液性限界%64.4た。なお対象斜面では斜面変位
塑性限界%30.8が進行しており、この１年間で塑性指数％33.6
累積 65mm 変位量であった。
自然含水比 ％27.1
平均日変位量 0.18mm/日であり、道路土工に記載されている
図 2-2 現地地盤粒径加積曲線
ランク３）では、C ランク（継続②③①

図 3-2 体積含水率と斜面変位量の履歴(2020.9.4-12.22）

図 3-1 日雨量と斜面変位量の履歴（2020.1.1-2021.2.28）

図 3-3 体積含水率と時間雨量の履歴(2020.9.4-9.26）

図 3-4 体積含水率と時間雨量の履歴(2020.10.22-10.23）②①③

図 3-5 時間雨量と土壌雨量指数の履歴(2020.1.1-2021.2.28）
観測が必要）に相当する。
一方 R2.9.3- 9.23 にかけて斜面変位量が急激に増加し、その後は微増である。図 3-2 より、いずれの深さの体積含水率は、降雨履歴に反応した挙動を示しており、特にのり面表面に近い深さ 20cm 位置は降雨に敏感に反応している。
R2.9.3- 9.23 は他の降雨時と比較して体積含水率が急激に上昇しており、それに伴って斜面変位量が増加している。
図 3-3 に、9.4〜9.26 の体積含水率と時間雨量の履歴を示す。9.4〜9.26 間の降雨には、いずれの深さの体積含水率が上昇しており、9.5 の時間雨量 20mm/h での上昇が顕著であった。また 9.24 降雨では深さ 100cm の体積含水率は深さ20cm の値より遅れて反応している。ちなみに 9.17-9.18 は降雨が観測されていないにも関わらず体積含水率が増加している。これは観測地に近い松江及び鹿島地点のアメダ
スデータでは同期間に降雨が記録されていることか①
ら、設置した雨量計に何らかのトラブルが発生し、その後回復したと推定する。したがって、斜面変位量が③急激に増加した R2.9.3-9.23 は、4 回の降雨挙動によって地盤内の土壌水分が高まったのが原因と考える。図②3-4 は、10.22〜10.23 の体積含水率と時間雨量の履歴を示している。深さ 20cm 位置の体積含水率は、10.224:00-12:00 の降雨に反応して徐々に増加し 10.23 2:00より減少に転じているに対し、深さ 100cm 位置では、20 時間後の 10.22 22:00 から反応して増加し、10.232:00 以降は一定となっている。9.24 及び 10.22-23 の
図 3-6 スネーク曲線（(2020.1.1-2021.2.28）
深さ方向の降雨遅れ挙動は降雨強度及び降雨の地盤浸透性が影響していると考える。
図 3-5 は、R2.1.1〜R3.2.28 における時間雨量と土壌雨量指数の履歴を示している。また図 3-6 は同期間におけるスネーク曲線（土壌雨量指数と時間雨量関係）を示す。いずれも図中番号は、図 3-3 の番号の日時を示す。R2.1.1〜
R3.2.28 の期間で、最大時間雨量となった①の段階、最大土壌雨量指数が得られる②の段階では、斜面変位が大きく生じている。時間雨量が高い③の段階では斜面変位が生じているものの①・②と比較すると小さい。③の段階では事前降雨量が少なかったことによるものと考える。
以上より対象のり面の地盤条件では、時間雨量が大きい場合、降雨が比較的深い箇所まで浸透して、斜面変形に大きな影響をあたえる。一方時間雨量が小さい場合は、のり面表層部への浸透が早いものの、深い箇所への浸透時間は遅く斜面変形への影響は小さいと考える。
また時間雨量と土壌雨量指数に基づくスネーク曲線より、対象斜面は時間雨量が大きい（今回の観測期間では20mm/h）降雨条件が予想される場合、土壌雨量指数が 100mm となる降雨条件が予想される場合は、斜面崩壊への警戒を強化する必要がある。
４. まとめ不安定化している既設盛土のり面のモニタリングを実施した結果、以下のことが明らかになった。
（１） 土壌水分-変形量を把握することで、のり面の安定性評価を行うことができる。
（２） R2(2020)年の平均変形速度は 0.18mm/日であり、継続観測必要とする C ランク相当と評価される。
（３） 深さ方向の土壌水分量は、降雨条件（今回の観測では「時間雨量」）に応じて異なる。
（４） 対象斜面の危険度は、スネーク曲線を用いることによる評価が可能であり、時間雨量 20mm/h または土壌雨量指数 100mm となる降雨条件が予想される場合は斜面崩壊の警戒が必要である。
<参考文献>
1) 岩佐直人、河原荘一郎、表真也：ネイリングセンサを用いた斜面動態モニタリングによる既設盛土安定性の検討，第 52 回地盤工学研究発表会,20172) 岩佐直人、河原荘一郎、表真也：斜面動態モニタリングによる既設盛土安定性評価，第 53 回地盤工学研究発表会,2018
3) 道路土工

切土・斜面安定工指針（2009 年度版）：日本道路協会、pp384