川島健介

滑動履歴による地すべり斜面の強度特性と骨格変形係数の逆算による破壊予測

大塚悟


降雨や融雪に起因する再滑動型地すべりは、間隙水圧の上昇に伴うせん断強さの低下により発生する。すべり線の粘土はせん断履歴と地下水位の変動履歴を受けて特異なせん断強度を示す。本研究は初生すべりと再滑動型地すべりにおける間隙水圧変化を模擬したリングせん断試験を用いて滑動履歴がせん断強度特性に及ぼす影響について検討した。以下に試験によって得られた知見を箇条書きにする。
�@試料は沖見地すべり地の採取土と工業製品であるカオリン粘土を用いた。荷重履歴を事前に与えない初期せん断試験では降伏点が限界状態線（せん断抵抗角）上に得られた。破壊点は過圧密比に応じて変化して過圧密比が大きいほど水圧載荷（垂直応力の減少）に耐えられる。
�A試料に履歴を与えて残留状態にある試料の垂直応力減少試験を行うと，初期せん断試験に対して変形の発生しない結果が得られた。降伏点まで変形が発生せずに，そのまま脆性的に破壊する。破壊点は降伏点にほぼ等しい結果が得られた。
�B粘性土のせん断抵抗角はせん断履歴によって著しく低下する。残留状態に到達した試料の再滑動に対する抵抗力は残留状態のせん断抵抗角によって発揮される。しかし，降伏点ならびに破壊点は限界状態線に平行な直線となり，粘着成分が現れた。初期せん断試験とは傾向の異なることから詳細な検討試験が課題に残された。

本研究ではすべり線上の粘土の力学試験の他に，地すべり破壊予測手法の開発を目的に三軸試験による間隙水圧載荷試験の供試体挙動の逆解析を実施した。間隙水圧載荷試験は地すべり斜面の模型試験としての性質を有しており，クリープと同様の時間依存性挙動を示す。この挙動から供試体の有効応力に関する全体剛性（骨格変形係数）を逆算する手法を開発し，破壊予測への適用性を検討した。以下に結論を箇条書きにする。
�@逆算される骨格変形係数は供試体の構造剛性の低下を合理的に表現する。変形挙動から骨格変形係数をリアルタイムにて算出することにより，破壊予測を行うことが可能である。
�A実験結果は測定誤差などの影響を受けるために変位が小さいレベルでは逆算精度が低いが，降伏点を超えて塑性変形が卓越すると精度良く予測可能なことが示された。