JP5669313B2 - Method and apparatus for predicting ground displacement - Google Patents
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Description
本発明は、不安定な斜面地盤において発生する可能性のある地すべり、表層崩壊、がけ崩れなどの土砂災害をもたらすような地盤の変位を予測する地盤変位の予測方法および予測装置の技術分野に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technical field of a ground displacement prediction method and a prediction device for predicting ground displacement that may cause landslides such as landslides, surface layer collapse, and landslides that may occur on unstable slope ground. is there.
一般に、自然災害の一つとして土砂災害があり、このような土砂災害としては、傾斜地に発生する地すべり、表層崩壊、がけ崩れ、土石流などによる災害がある。
そして、このような傾斜地での土砂災害は、斜面地盤が変状したり移動したりする地盤崩壊、つまり地盤変位によって発生する。従って地盤変位の発生を予測することは、土砂災害を未然に防止するためにも重要である。
従来、地盤変位を測定する手法については、例えば、特許文献１に示されるように、地盤変位が発生するとされる任意の場所に測定用の孔を掘り、ここに歪みケーブルを挿入し、地盤変位によって生じる歪み量を計測することで地盤変位の測定をするようにしたものがある。
しかしながら、このものでは高価な測定機器が必要であるうえ、実際に斜面崩壊が発生している最中又は発生した後の地盤変位を測定するものであって、該地盤変位の発生を予測するものではない。
これに対し、特許文献２に示されるように、地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊による地盤変位が発生する惧れのある地区の地下水中に含まれるナトリウムイオンや硫酸イオン等の特定イオンのイオン濃度を定期的に測定し、この測定値が急激に上昇した場合には、これを地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊による地盤変位が発生する前兆であると予測するものがある。
このものは、風化の進行等により土粒子が微細化すると、地盤内の応力に変化が生じてすべり面が発生し、このすべり面が成長することによってさらにすべり面近傍の土粒子が微細化していくという現象を捉え、このように微細化した土粒子表面を通過した地下水は、摺動力を受けていない比較的大きな土粒子表面を通過した地下水に比べてイオン濃度が高くなることに着目したもので、すべり面を通過した水が流入する地下水のイオン濃度を継続的に測定し、イオン濃度が上昇すれば地下水が通過してきた地盤のどこかにすべり面が発生したと観測して、すべり面が発生したことによって地盤変位が起こる可能性が高いと予測するものである。
In general, there is a landslide disaster as one of natural disasters. Examples of such a landslide disaster include disasters caused by landslides, surface collapses, landslides, debris flows, and the like that occur on slopes.
Such a landslide disaster on a sloping ground is caused by ground collapse, that is, ground displacement, in which the slope ground is deformed or moved. Therefore, it is important to predict the occurrence of ground displacement in order to prevent landslide disasters.
Conventionally, with respect to a technique for measuring ground displacement, for example, as disclosed in
However, this requires expensive measuring equipment, and measures the ground displacement during or after the slope failure actually occurs, and predicts the occurrence of the ground displacement. is not.
On the other hand, as shown in
In this case, when the soil particles become finer due to the progress of weathering etc., the stress in the ground changes and a slip surface is generated, and the growth of this slip surface further refines the soil particles near the slip surface. The groundwater that has passed through the surface of the finely divided soil particles has a higher ion concentration than the groundwater that has passed through the surface of relatively large soil particles that are not subjected to sliding force. Then, continually measure the ion concentration of groundwater into which the water that passed through the slip surface flows, and if the ion concentration increases, observe that a slip surface has occurred somewhere in the ground through which the ground water has passed. It is predicted that there is a high possibility of ground displacement due to the occurrence of
特許文献２のものは、地盤変位の観測対象地を流れる地下水のイオン濃度を継続的に測定し、イオン濃度が急激に変化した場合はすべり面が発生したとして地盤変位の予測を行うもので、このようにして災害発生前に地盤変位の原因となるすべり面の発生を観測し、将来の地盤変位を予測しようとする試みはそれ以前にはなかったものであり、すべり面の発生を地下水中のイオンのイオン濃度の測定によって観測するため、ある程度の信頼性をもってすべり面の発生を知ることができ、このすべり面発生の検知に基づいて地盤変位の予測を行うという点で画期的であった。
The thing of
ところがその後、観測を継続したところ、この予測方法においてイオン濃度の急上昇が観測され、すべり面の発生があったことが観測されたからといって、その後に地すべりや表層崩壊等の地盤変位が発生しない場合もあった。つまり、すべり面の発生は地盤変位をもたらす要因の１つではあるが、唯一の地盤変位の発生要因ではないことが判明した。
そこですべり面が発生したとして、すべり面の発生から地盤変位の発生に至るまでのプロセスには他にどのような要因が存在するのか、その要因がすべり面の発生から実際の地盤変位の発生までにどのように関わっているのか、このような要因を突き止め、その要因と地盤変位発生との関わりを解明し、これによってより正確な地盤変位の発生を予測できる手法を見出すことに本発明の解決すべき課題がある。
However, when observation was continued thereafter, a sudden rise in ion concentration was observed in this prediction method, and even if a slip surface was observed, ground displacement such as landslide or surface collapse did not occur after that. There was a case. In other words, it was found that the occurrence of a slip surface is one of the factors that cause ground displacement, but is not the only cause of ground displacement.
Assuming that a slip surface has occurred, what other factors exist in the process from the occurrence of the slip surface to the occurrence of ground displacement, from the occurrence of the slip surface to the actual occurrence of ground displacement? The solution of the present invention is to find out a method capable of predicting the occurrence of more accurate ground displacement by identifying such factors and elucidating the relationship between the factors and the occurrence of ground displacement. There are issues to be addressed.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊による地盤変位が発生するとされる地区の地下水中に存在する特定イオンのイオン濃度を継続的に測定し、該特定イオンのイオン濃度が急激に上昇する変化があった場合、地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊による地盤変位が発生する可能性があると予測する予測方法において、前記イオン濃度の急上昇があった場合に、該急上昇する前に観測された平均のイオン濃度に対する上昇倍率を算出し、該上昇倍率が予め設定される第一設定倍率よりも高い場合には、該イオン濃度の急上昇後の該地区における土壌の乾燥重量に対する該土壌に含有する水分量として算出される含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性が高いと予測し、前記第一設定倍率よりも低い倍率を第二設定倍率とし、イオン濃度の上昇倍率が第一設定倍率と第二設定倍率のあいだである場合には、急上昇後に予め設定される期間内に急上昇後に設定含水率より高い含水率が測定された場合には地盤変位の発生する可能性が高いと予測し、設定降水量よりも高い含水率が観測されない場合には地盤変位の可能性が低いと予測し、第二設定倍率よりも低い場合には、イオン濃度の急上昇後の含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性は低いと予測するようにしたことを特徴とする地盤変位の予測方法である。
請求項２の発明は、地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊による地盤変位が発生するとされる地区の地下水中に存在する特定イオンのイオン濃度を継続的に測定し、
該特定イオンのイオン濃度が急激に上昇する変化があった場合、地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊による地盤変位が発生する可能性があると予測する予測装置において、前記イオン濃度の急上昇があった場合に、該急上昇する前に観測された平均のイオン濃度に対する上昇倍率を算出する上昇倍率算出手段と、該上昇倍率が予め設定される第一設定倍率よりも高い場合には、該イオン濃度の急上昇後の該地区における土壌の乾燥重量に対する該土壌に含有する水分量として算出される含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性が高いと予測する一方、前記第一設定倍率よりも低い倍率を第二設定倍率として登録し、イオン濃度の上昇倍率が第一設定倍率と第二設定倍率のあいだである場合には、急上昇後に予め設定される期間内に急上昇後に設定含水率より高い含水率が観測された場合に地盤変位の発生可能性が高いと予測し、設定降含水率よりも高い含水率が観測されない場合には地盤変位の可能性が低いと予測し、第二設定倍率よりも低い場合には、イオン濃度の急上昇後の含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性は低いと予測するように設定され予測手段とを備えていることを特徴とする地盤変位の予測装置である。
The present invention was created to solve these problems in view of the above circumstances, and the invention of
The invention of
In the prediction device that predicts that there may be ground displacement due to slope failure such as landslide and surface layer collapse when there is a change in which the ion concentration of the specific ion rapidly increases, the ion concentration has increased rapidly In this case, an ascending factor calculating means for calculating an ascending factor with respect to the average ion concentration observed before the rapid rise, and when the ascending factor is higher than a preset first setting factor, while predicted to be likely to occur in irrespective ground displacement of water content is calculated as the amount of water contained in the soil of the dry weight of the soil in該地Ward after surge, than the first set magnification If a low magnification is registered as the second setting magnification, and the ion concentration increase magnification is between the first setting magnification and the second setting magnification, it rapidly increases within a preset period after the rapid increase. If the moisture content higher than the set moisture content is observed later, it is predicted that the possibility of ground displacement is high, and if the moisture content higher than the set moisture content is not observed, it is predicted that the possibility of ground displacement is low. In addition, when the magnification is lower than the second set magnification, it is provided with a predicting means that is set so as to predict that the possibility of occurrence of ground displacement is low regardless of the moisture content after the rapid increase in ion concentration . Is a ground displacement prediction device characterized by the following.
請求項１または２の発明とすることにより、観測対象地区における地盤について、将来地盤変位が生じる可能性があるか否かを高い信頼度で予測することができる。
With the invention of
一般に、地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊は、風化等による地盤の不安定化に起因して発生する。そして、安定した地盤内部の土粒子は図１に示されるように比較的大きな土粒子（土粒子１）であるが、不安定化した地盤内部では土粒子の微視的な変位や破壊が発生しており、土粒子は土粒子１よりも小さい粉状（土粒子２）になっている。このように土粒子が粉状になった箇所は応力が変化するため土塊が移動し易い状態となり、ここにすべり面３が発生する（図２（Ａ）の状態）。このようなすべり面３が発生するとすべり面周辺の土塊の応力に変化が生じるため土塊が安定になろうとして移動し始める（地盤変位）。この移動によってすべり面３は徐々に成長していって地盤４内に広がり（図２（Ｂ）の状態）、成長したすべり面３を滑動面として地盤全体が移動して地すべり崩壊等の土砂災害が発生する（図２（Ｃ）の状態）。
In general, slope failures such as landslides and surface layer failures occur due to instability of the ground due to weathering or the like. The soil particles in the stable ground are relatively large soil particles (soil particles 1) as shown in FIG. 1, but microscopic displacement and destruction of the soil particles occur in the unstable ground. The soil particles are in a powder form (soil particles 2) smaller than the
一方、地盤変位の観測対象となる傾斜地に降る雨水は、地表表面に到達した時点では海塩由来の粒子や空中に浮遊する煤煙由来の粒子等を含有し、例えばナトリウムイオン、カルシウムイオン、塩素イオン、硫酸イオン等の低濃度の含有が認められる。このような地表表面における雨水のイオン濃度をバックグラウンド濃度とする（図３参照）。 On the other hand, the rainwater that falls on the slope where the ground displacement is to be observed, when it reaches the surface of the earth, contains particles derived from sea salt and smoke-derived particles floating in the air, such as sodium ions, calcium ions, and chlorine ions. In addition, a low concentration of sulfate ions and the like is observed. The ion concentration of rainwater on the surface of the ground is used as the background concentration (see FIG. 3).
傾斜地に降った雨水は、地表からやがて地中へと滲み込んでいき、地盤の土粒子の間を通過しながら地下水として集約されていく。
雨水を構成しているのは水であるが、水分子は、一般に強い極性を示すことから、土粒子表面のイオン交換基（例えばシラノール基で、ケイ素原子に結合している水酸基）とのあいだでイオン交換をおこなうことが一般に知られている。このため地盤に浸透していった雨水はイオン交換がなされることによって前記バックグラウンド濃度よりも高いイオン濃度となる。このイオン濃度をベースライン濃度とする。
Rainwater that has fallen on the sloped land will infiltrate from the ground surface into the ground, and is collected as groundwater while passing between the soil particles on the ground.
Rainwater is composed of water, but water molecules generally have a strong polarity, and therefore, between ion-exchange groups on the surface of soil particles (for example, silanol groups and hydroxyl groups bonded to silicon atoms). It is generally known to perform ion exchange in For this reason, the rainwater that has permeated the ground has an ion concentration higher than the background concentration by ion exchange. This ion concentration is taken as the baseline concentration.
ところで、土粒子が微細化した場合は、土粒子表面積が全体として増加するため、それだけ土粒子表面のイオン交換基の数も多くなり、このような状態となった土粒子表面を通過した地下水は、微細化する前の土粒子の間を通過した地下水よりもイオンの量（イオン濃度）が多くなっている。このように微細化した直後の土粒子間を通過したことによって高くなったイオン濃度をピーク濃度とする。
前述のすべり面が発生している周辺では、摩擦や部分的な破壊によって土粒子が微細化した状態となっており、土粒子全体としての有効表面積が大きくなっているため、すべり面発生箇所を通過した地下水はピーク濃度となる。
By the way, when the soil particles are refined, since the surface area of the soil particles increases as a whole, the number of ion exchange groups on the surface of the soil particles increases accordingly, and the groundwater that has passed through the soil particle surface in such a state is The amount of ions (ion concentration) is greater than that of groundwater that has passed between the soil particles before being refined. Thus, the ion concentration which became high by having passed between the soil particles immediately after refinement | miniaturization is made into peak concentration.
In the vicinity where the above-mentioned slip surface is generated, the soil particles are miniaturized due to friction and partial breakage, and the effective surface area of the soil particles as a whole is large. Passed groundwater has a peak concentration.
このように傾斜地に降った雨水は傾斜地の表面から地中の地盤を経て地下水となる過程で地中の土粒子とイオン交換を行うため、観測対象地を通過した地下水のイオン濃度は地盤中の土質力学的な、あるいは化学的な状態を反映しており、前述したように地下水のイオン濃度がベースライン濃度からピーク濃度に上昇している場合は、観測対象地の何れかにすべり面が発生したと推測することが出来る。そして、このイオン濃度のベースライン濃度からピーク濃度への上昇率が高ければ高いほど、発生したすべり面の規模は大きいと推測することが出来る。 In this way, the rainwater that falls on the sloped land undergoes ion exchange with the soil particles in the ground in the process of becoming groundwater from the surface of the sloped ground through the ground in the ground, so the ion concentration of groundwater that has passed through the observation site is If the groundwater ion concentration rises from the baseline concentration to the peak concentration as described above, reflecting the geomechanical or chemical state, a slip surface occurs at any of the observation sites. Can be guessed. It can be estimated that the higher the rate of increase of the ion concentration from the baseline concentration to the peak concentration, the larger the scale of the generated slip surface.
しかしながら、図４で示されるグラフからも明らかなように、すべり面の発生を示すナトリウムイオンやカルシウムイオン等のイオン濃度が急上昇しても、その後２〜３箇月のあいだに地盤変位が発生しない場合があり、イオン濃度の急上昇と地盤変位とのあいだには必ずしも明確な関連性があるとは言えない。つまり、すべり面の発生は地盤変位の一要因ではあるが、実際の地盤変位を引き起こすにはすべり面の発生とは何か別の要因が存在し、この要因が何らかの条件を満たしたときに地盤変位の引き金（トリガー）となると考えるのが妥当である。 However, as is apparent from the graph shown in FIG. 4, even if the ion concentration such as sodium ion or calcium ion indicating the occurrence of the slip surface rises rapidly, the ground displacement does not occur for 2 to 3 months thereafter. Therefore, it cannot be said that there is always a clear relationship between the rapid increase in ion concentration and ground displacement. In other words, although the occurrence of a slip surface is a factor in ground displacement, there is another factor different from the occurrence of a slip surface in order to cause actual ground displacement. It is reasonable to think of it as a trigger for displacement.
尚、ピーク濃度が測定されなかったにも拘らず斜面崩壊等の現象が発生した場合は、測定している地下水が斜面崩壊をもたらしたすべり面を通過していないと考えることが出来る。仮にある地区で斜面崩壊が発生したとして、該地区の地下水が必ずしも崩壊斜面を引き起こしたであろうすべり面を通過した地下水であるとは限らない。従って、より正確に地盤変位を予測するためには、観察対象となる斜面を通過する地下水の経路を把握する必要がある。 If a phenomenon such as slope failure occurs even though the peak concentration was not measured, it can be considered that the groundwater being measured does not pass through the slip surface that caused the slope failure. If a slope failure occurs in a certain area, the groundwater in the area is not necessarily groundwater that has passed through the slip surface that would have caused the slope. Therefore, in order to predict the ground displacement more accurately, it is necessary to grasp the route of groundwater that passes through the slope to be observed.
では、すべり面が発生した後に該すべり面を滑動面として地盤変位を引き起こさせる要因は何か。地盤変位をもたらす主な要因としてまず挙げられるのは地震であり、次に考えられるのが主に降水である。そして多雨気候の日本においては降水は地震よりも頻繁に見られる自然現象であり、降水の度に地中を地下水が流れて地盤に影響を与え続ける。特に梅雨前線の停滞や台風等による降水量の増加が土砂流出等の引き金となっていることは一般によく知られるところである。
ところで、仮にある一定の降水が観測されたとしても、冬季の太平洋側地域のように晴天続きで何日も降水がなく地盤内が非常に乾燥した状況での降水と、梅雨や台風シーズンのように既にかなりの降水が観測されて地盤内に大量の水分が含有されている状況での降水とでは、地盤変位の発生可能性は大きく異なる。
つまり、地盤が乾燥している場合には多少の雨が降っても直ぐに土砂崩れ等が発生する可能性は少ないが、既に大量の雨が降った後では、その後のほんの僅かな降水でもそれが引き金となって土砂災害がもたらされる可能性が高まることは良く知られるところである。従って、観測対象地の地盤内にどれだけの水分が含有されているかが地盤変位の発生に関与するものと考えられる。
そこで本発明の発明者は、すべり面が発生した後の観測対象地区における地盤の含水率とその後の地盤変位の発生の因果関係について検討した。
Then, what is the factor that causes the ground displacement after the slip surface is generated using the slip surface as a sliding surface? Earthquakes are the first major cause of ground displacement, and precipitation is the second most likely cause. And in Japan with a heavy rain, precipitation is a natural phenomenon that is seen more frequently than earthquakes, and groundwater flows through the ground every time it rains, affecting the ground. It is generally well known that the increase in precipitation due to the stagnation of the rainy season front and typhoons, etc., triggers sediment runoff.
By the way, even if a certain amount of precipitation is observed, it is like the rainy season and the typhoon season in the winter when the ground is very sunny and there is no precipitation for days, and the ground is very dry. The possibility of ground displacement is greatly different from that in the case where a considerable amount of water has already been observed and the ground contains a large amount of water.
In other words, if the ground is dry, it is unlikely that landslides will occur immediately even if it rains a little, but after a lot of rain already, it will be triggered by a small amount of rainfall after that. It is well known that there is an increased possibility of landslide disasters. Therefore, it can be considered that how much moisture is contained in the ground of the observation site is involved in the occurrence of ground displacement.
Therefore, the inventors of the present invention examined the causal relationship between the moisture content of the ground in the observation target area after the occurrence of the slip surface and the subsequent occurrence of ground displacement.
そして本発明の発明者は、長期間に亘り、観測対象地区におけるイオン濃度の変化と地盤の含水率と地盤変位との関係について観測したところ、以下のような特徴的な現象が発生していることを発見し、本発明を完成した。
（１）イオン濃度の上昇率がかなり高い場合
この場合は、イオン濃度の上昇率が高いことから地盤に発生したすべり面の規模がかなり大きいと推察されるものであって、上昇率の変化があった後、２〜３箇月までのあいだに地盤変位が発生する可能性が高いことが確認され、このような場合には、地盤の含水率の上昇という要因がなくとも単独で地盤変位を引き起こす程にすべり面の規模が大きいものであったと推察される。
（２）イオン濃度の上昇率が（１）の場合ほど高くはないが、上昇以前のイオン濃度と比較すると高い上昇率でイオン濃度が上昇している場合
この場合は、イオン濃度の上昇率が（１）ほどではないがそれなりの上昇をしていることから中規模のすべり面が発生していると推察され、この場合はこのイオン濃度の上昇後に地盤の含水率のある程度の上昇が観測された場合には、２〜３箇月までのあいだに地盤変位が発生する可能性が高いことが確認され、このような場合には、すべり面の発生と地盤の含水率の上昇とが直接の要因となって地盤変位が引き起こされるものと推察される。
（３）イオン濃度の上昇率が（２）よりも低い場合
この場合は、イオン濃度の上昇率が低いが故に、すべり面の発生が小さいものと推察され、その後、当該地盤の含水率の上昇があっても地盤変位が発生する可能性が低いことが確認された。
The inventors of the present invention observed the relationship between the change in the ion concentration, the moisture content of the ground, and the ground displacement over a long period of time, and the following characteristic phenomenon occurred. The present invention was completed.
(1) When the rate of increase in ion concentration is very high In this case, the rate of increase in ion concentration is high, so it is assumed that the scale of the slip surface generated on the ground is quite large. After that, it is confirmed that there is a high possibility that ground displacement will occur for 2 to 3 months. In such a case, even if there is no cause of an increase in the moisture content of the ground, it causes ground displacement alone. It is inferred that the scale of the slip surface was large.
(2) The rate of increase in ion concentration is not as high as in (1), but the ion concentration is rising at a higher rate compared to the ion concentration before the increase. In this case, the rate of increase in ion concentration is Although it is not as high as (1), it is presumed that a moderate-scale slip surface has occurred. In this case, a certain increase in the moisture content of the ground was observed after this ion concentration increase. In such a case, it is confirmed that there is a high possibility that ground displacement will occur during a period of 2 to 3 months. In such a case, the occurrence of a slip surface and an increase in the moisture content of the ground are the direct factors. It is assumed that the ground displacement is caused.
(3) When the rate of increase in ion concentration is lower than (2) In this case, it is assumed that the occurrence of a slip surface is small because the rate of increase in ion concentration is low, and then the water content of the ground increases. It was confirmed that the possibility of ground displacement is low even if there is
このように地盤変位の発生を、イオン濃度の測定、地盤の含水率の測定をすることで高い可能性で予測することができるが、地盤変位の発生予測をする場合のイオン濃度の上昇率や地盤の含水率は測定場所によって異なっていて一定ではなく、このため前記（１）〜（３）に区分けるための具体的数値は、測定場所において予め観測したデータによって決定されることはいうまでもない。 In this way, the occurrence of ground displacement can be predicted with high possibility by measuring the ion concentration and the moisture content of the ground, but the rate of increase in ion concentration when predicting the occurrence of ground displacement The moisture content of the ground varies depending on the measurement location and is not constant. For this reason, it goes without saying that the specific numerical values for dividing into the above (1) to (3) are determined by data observed in advance at the measurement location. Nor.
ところで、地盤の含水率を知る方法としては、観測対象地盤の土壌の一部を試料体として採取し、該採取直後の試料体の重量を計測し、その後の乾燥した状態の該試料体の重量と比較することによって試料体の含水率を算出して、観測対象地盤の含水率を計測するという方法がある。
例えば、ある日（Ｘｎ）に観測対象地盤における複数の計測地点で地下５ｍ（メートル）の地点から直径５０ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱の大きさで土壌を採取して試料体とする。まず、採取直後に試料体の重量Ｇを計測する。次に該試料体を、本発明の発明者が発明した乾燥処理装置（ＷＯ２００８／１０８０７９号公報記載の乾燥処理装置を使用）にかけて乾燥させる。この乾燥処理装置は含水率（乾燥した土壌の重量に対する該土壌に含有する水分量の割合）２０％までの乾燥を現地ですばやくできるものであり、この含水率２０％になった状態で再び試料体の重量Ｈを計測する。
このとき、採取直後の試料体の重量Ｇは、完全に乾燥した状態の土壌重量Ｉとそこに含有する水分量Ｊとの合計（Ｇ＝Ｉ＋Ｊ）であり、前記乾燥処理装置にかけて水分量２０％まで乾燥した後の試料体の重量Ｈは、完全に乾燥した土壌重量Ｉと土壌重量の２０％に相当する水分量との合計（Ｈ＝Ｉ＋０．２Ｉ＝１．２Ｉ）として算出される。
従って、水分量２０％まで乾燥した試料体の重量Ｈを計測することによって、完全に乾燥した状態の土壌重量Ｉ（Ｉ＝Ｈ／１．２）が算出され、さらに該算出された完全に乾燥した状態の土壌重量Ｉと採取直後の試料体の重量Ｇから、採取直後の試料体に含有する水分量Ｊ（Ｊ＝Ｇ−Ｉ）も算出することができる。
例えば、採取直後の試料体の重量Ｇが４００ｇ（グラム）、乾燥処理装置にかけて水分量２０％まで乾燥した試料体の重量Ｈが３６０ｇであったとすると、完全に乾燥した状態の土壌重量Ｉは、前記式から、
Ｉ＝Ｈ／１．２
＝３６０／１．２
＝３００
となり、３００ｇとして算出される。
また、採取直後の試料体に含まれる水分量Ｊは、前記式から、
Ｊ＝Ｇ−Ｉ
＝４００−３００
＝１００
となり、１００ｇとして算出される。
このようにして求められた完全に乾燥した状態の土壌重量Ｉと採取直後の試料体に含有する水分量Ｊとの比Ｋ（Ｋ＝Ｊ／Ｉ）を求めて百倍することで試料体の含水率Ｌ（Ｌ＝１００×Ｋ：単位 ％（パーセント））が求められる。上記例であれば、含水率Ｌは３３．３％（Ｌ＝１００×Ｊ／Ｉ＝１００×１００／３００）となる。このような含水率Ｌを観測対象地盤において複数の計測地点で採取した試料体についてそれぞれ求め、求められた含水率Ｌの平均を求めることによってある日（Ｘｎ）の観測対象地盤における平均含水率Ｐを算出する。このような平均含水率Ｐの算出を、例えば４日毎に行って、平均含水率Ｐの変化を観測する。
尚、本発明の実施の形態では、計測地点を複数としたが、一箇所であっても良い。また、試料体を採取する地盤の深度を５ｍとしたが、これに限定されるものではなく地下水が浸透する範囲内であれば採取深度は任意に設定し得る。また、一つの計測地点の異なる深度から複数の試料体を採取しても良いし、計測地点に応じて試料体を採取する深度を変えても良い。このように採取場所や採取深度は、観測対象地盤の地形や地質など観測対象地区の種々の特質に照らし合わせて地盤の水分含有状況が最も良く反映されるように設定されるものである。
By the way, as a method of knowing the moisture content of the ground, a part of soil of the ground to be observed is collected as a sample body, the weight of the sample body immediately after the collection is measured, and the weight of the sample body in the dry state after that is measured. There is a method of measuring the moisture content of the observation target ground by calculating the moisture content of the sample body by comparing with.
For example, on a certain day (Xn), soil is sampled at a plurality of measurement points on the observation target ground from a point of 5 m (meters) underground with a cylinder having a diameter of 50 mm and a length of 100 mm to obtain a sample body. First, the weight G of the sample body is measured immediately after collection. Next, the sample body is dried by using a drying apparatus invented by the inventor of the present invention (using a drying apparatus described in WO2008 / 108079). This drying apparatus can quickly dry up to 20% moisture content (ratio of the amount of water contained in the soil relative to the weight of the dried soil) at the site. Measure body weight H.
At this time, the weight G of the sample body immediately after collection is the total (G = I + J) of the soil weight I in a completely dry state and the moisture content J contained therein, and the moisture content is 20% over the drying treatment apparatus. The weight H of the sample body after being dried to the maximum is calculated as the sum of the completely dry soil weight I and the moisture amount corresponding to 20% of the soil weight (H = I + 0.2I = 1.2I).
Therefore, by measuring the weight H of the sample dried to a moisture content of 20%, the soil weight I (I = H / 1.2) in a completely dried state is calculated, and the calculated completely dried The amount of water J (J = GI) contained in the sample body immediately after collection can also be calculated from the soil weight I in the collected state and the weight G of the sample body immediately after collection.
For example, if the weight G of the sample body immediately after collection is 400 g (grams) and the weight H of the sample body dried to 20% in the drying apparatus is 360 g, the soil weight I in a completely dry state is From the above formula:
I = H / 1.2
= 360 / 1.2
= 300
And is calculated as 300 g.
In addition, the amount of water J contained in the sample body immediately after collection is calculated from the above formula.
J = GI
= 400-300
= 100
And is calculated as 100 g.
The water content of the sample body is obtained by determining the ratio K (K = J / I) between the soil weight I in the completely dry state thus obtained and the water content J contained in the sample body immediately after collection and multiplying it by a factor of 100. The rate L (L = 100 × K: unit% (percent)) is obtained. In the above example, the moisture content L is 33.3% (L = 100 × J / I = 100 × 100/300). Such a moisture content L is obtained for each sample body collected at a plurality of measurement points in the observation target ground, and an average of the obtained moisture content L is obtained to obtain an average moisture content P in the observation target ground on a certain day (Xn). Is calculated. Such calculation of the average moisture content P is performed, for example, every four days, and changes in the average moisture content P are observed.
In the embodiment of the present invention, a plurality of measurement points are used, but one measurement point may be used. Moreover, although the depth of the ground which sample | collects a sample body was 5 m, it is not limited to this, The collection depth can be arbitrarily set if it is in the range which groundwater penetrate | infiltrates. Further, a plurality of sample bodies may be collected from different depths at one measurement point, or the depth at which the sample bodies are collected may be changed according to the measurement point. Thus, the sampling location and sampling depth are set so that the moisture content of the ground is best reflected in light of various characteristics of the observation target area such as the topography and geology of the observation target ground.
以下にある一つの場所での観測事例について説明するが、実際の観測事例は複数あり、何れの場合も略同様の現象が観測されている。
図５は、実際に地すべりが観測されたある地区のある観測開始年月から４年間の観測対象地盤を通過する地下水を継続的に測定して得られた特定イオン（ナトリウムイオン、カルシウムイオン）のイオン濃度値（ｍｇ／Ｌ）、観測対象地盤における平均含水率（％）、特定観測地点における地盤の変位量（ｍｍ）を示したグラフ図である。
この地区の表層地盤は風化を強く受けた泥岩であって、過去に地すべりが繰り返し発生している。
観測対象地区の地すべり発生地に近接した２箇所に傾斜計孔を掘削し、該傾斜計孔の最奥部に設置した各傾斜計ａ、ｂによって地盤変位の変位量を計測している。傾斜計ａは深さ７ｍの位置に設置されており、傾斜計ｂは深さ３ｍの位置に設置されている。
また、２つの傾斜計孔のうち、山裾側の傾斜計孔内に貯留されている地下水を分析用試料として採取している。採取量は地下水１００ｍＬ（ミリリットル）であり、２週間毎に採取してポリエチレンびんに入れ、分析を行った。分析は、イオンクロマトグラフィー／電気伝導率検出法を用い、前記採取した地下水中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）およびカルシウムイオン（Ｃａ２＋）の濃度を定量した。図５には、これら定量したイオン濃度値と、前記傾斜計ａ、ｂに表れた地盤変位との関係が示されている。
An example of observation at one location is described below, but there are a plurality of actual observation cases, and almost the same phenomenon is observed in any case.
Figure 5 shows specific ions (sodium ion, calcium ion) obtained by continuously measuring groundwater that passes through the observation ground for four years from the start of observation in a certain area where landslides were actually observed. It is a graph which showed ion concentration value (mg / L), the average moisture content (%) in the observation object ground, and the displacement (mm) of the ground in a specific observation point.
The surface ground of this area is mudstone that has been heavily weathered, and landslides have occurred repeatedly in the past.
Inclinometer holes are excavated at two locations near the landslide occurrence site in the observation target area, and the displacement amount of the ground displacement is measured by the inclinometers a and b installed at the innermost part of the inclinometer hole. The inclinometer a is installed at a position with a depth of 7 m, and the inclinometer b is installed at a position with a depth of 3 m.
Of the two inclinometer holes, the groundwater stored in the inclinometer hole on the mountain foot side is collected as an analysis sample. The amount collected was 100 mL (milliliter) of ground water, and was collected every two weeks and placed in a polyethylene bottle for analysis. In the analysis, ion chromatography / electric conductivity detection method was used, and the concentrations of sodium ions (Na + ) and calcium ions (Ca 2+ ) in the collected ground water were quantified. FIG. 5 shows the relationship between these quantified ion concentration values and the ground displacements appearing on the inclinometers a and b.
図５からイオン濃度の変化を見ていくと、まず、地下水中のナトリウムイオン又はカルシウムイオンのイオン濃度が１００ｍｇ／Ｌ未満である場合をベースライン濃度とし、１００ｍｇ／Ｌ以上である場合をピーク濃度とした場合、イオン濃度がピーク濃度を示したのは（Ａ）観測初年度の３月から４月、（Ｂ）観測初年度の８月、（Ｃ）観測開始１年後の５月から７月、（Ｄ）観測開始２年度の６月から８月、（Ｅ）観測開始２年後の９月から１１月、（Ｆ）観測開始３年後の７月である。 Looking at the change in ion concentration from FIG. 5, first, when the ion concentration of sodium ion or calcium ion in groundwater is less than 100 mg / L, the baseline concentration is used, and when it is 100 mg / L or more, the peak concentration is obtained. In this case, the ion concentration showed the peak concentration in (A) March to April in the first year of observation, (B) August in the first year of observation, (C) May to 7 one year after the start of observation. Moon, (D) June to August of the second year of observation, (E) September to November two years after the start of observation, and (F) July three years after the start of observation.
次に、地盤の変位量を見ていくと、傾斜計ａ（深さ７ｍ）または傾斜計ｂ（深さ３ｍ）によって測定された地盤の変位量が２ｍｍ以上である場合は、観測初年度の９月に約３ｍｍ、観測開始１年後の７月に約５ｍｍ、９月に約２ｍｍ、観測開始２年後の８月に約２ｍｍ、９月に約４ｍｍ、観測開始３年後の８月に約１２ｍｍである。 Next, looking at the displacement of the ground, if the displacement of the ground measured by the inclinometer a (depth 7 m) or the inclinometer b (depth 3 m) is 2 mm or more, the first year of observation About 3 mm in September, about 5 mm in July one year after the start of observation, about 2 mm in September, about 2 mm in August two years after the start of observation, about 4 mm in September, August three years after the start of observation About 12 mm.
さらに、４日毎に測定した地盤の平均含水率を見ていくと、３０％以上である場合は、観測初年度の９月、観測開始１年後の７月、観測開始２年後の８月、１１月である。 Furthermore, looking at the average moisture content of the ground measured every 4 days, if it is 30% or more, September in the first year of observation, July in 1 year after the start of observation, and August in 2 years after the start of observation November.
ここで、イオン濃度が急上昇した（Ａ）〜（Ｆ）の各時期について、それぞれのイオン濃度急上昇後の地盤の平均含水率と地盤の変位を分析する。
（Ａ）観測初年度の３月から４月にイオン濃度が１００ｍｇ／Ｌを超える急上昇をしてピーク濃度を示し、３月２５日にはピーク濃度の最高値が観測された。このピーク濃度の最高値を観測した３月２５日から３箇月間に亘って当該地盤の平均含水率を観測したところ、３０％を超す平均含水率は観測されなかった。そして、該イオン濃度の急上昇から次にイオン濃度が急上昇するまでのあいだに大きな地盤の変位は発生しなかった。
（Ｂ）観測初年度の７月から８月にかけてイオン濃度は１００ｍｇ／Ｌを超える急上昇をしてピーク濃度を示し、８月１０日にはピーク濃度の最高値が観測された。このピーク濃度の最高値を観測した８月１０日から３箇月間に亘って当該地盤の平均含水率を観測したところ、９月３日と７日には３０％を超す平均含水率が観測された。そして９月７日に約３ｍｍの地盤の変位を観測した。
（Ｃ）観測開始１年後の５月から７月にかけてイオン濃度が２００ｍｇ／Ｌを超える急上昇をしてピーク濃度を示し、６月３日にはピーク濃度の最高値が観測された。このピーク濃度の最高値を観測した６月３日から３箇月間に亘って当該地盤の平均含水率を観測したところ、７月３日と７日には３０％を超える平均含水率が観測された。そして７月１５日に約５ｍｍ、さらに９月１９日に約２ｍｍの地盤の変位を観測した。
（Ｄ）観測開始２年後の６月から７月にかけてイオン濃度が２００ｍｇ／Ｌを超える急上昇をしてピーク濃度を示し、７月２９日にはピーク濃度の最高値が観測された。このピーク濃度の最高値を観測した７月２９日から３箇月間に亘って当該地盤の平均含水率を観測したところ、７月３０日と８月３日には３０％を超える平均含水率が観測された。そして、８月３０日に約２ｍｍの地盤の変位を観測し、さらに９月１５日に約４ｍｍの地盤の変位を観測した。
（Ｅ）観測開始２年後の９月と１１月の２回にわたってイオン濃度が２００ｍｇ／Ｌを超える急上昇をしてピーク濃度を示し、９月２３日にはピーク濃度の最高値が観測された。このピーク濃度の最高値を観測した９月２３日から３箇月間に亘って当該地盤の平均含水率を観測したところ、１１月１３日に３０％を超す平均含水率が観測された。しかしながら該イオン濃度の急上昇から次にイオン濃度が急上昇するまでのあいだに大きな地盤の変位は発生しなかった。
（Ｆ）観測開始３年後の６月から７月にかけてイオン濃度が４００ｍｇ／Ｌを超える急上昇をしてピーク濃度を示し、７月４日にはピーク濃度の最高値が観測された。このピーク濃度の最高値を観測した７月４日から３箇月間に亘って当該地盤の平均含水率を観測したところ、３箇月後の１０月４日までに３０％を超す平均含水率は観測されなかった。しかしながら８月２５日には約１２ｍｍの大きな地盤変位を観測した。
Here, the average moisture content of the ground and the displacement of the ground after each rapid increase in the ion concentration are analyzed for each period of (A) to (F) when the ion concentration rapidly increased.
(A) From March to April in the first year of observation, the ion concentration rapidly increased to exceed 100 mg / L to show the peak concentration. On March 25, the maximum peak concentration was observed. When the average moisture content of the ground was observed over 3 months from March 25 when the highest peak concentration was observed, no average moisture content exceeding 30% was observed. No significant ground displacement occurred during the period from when the ion concentration suddenly increased until the next ion concentration rapidly increased.
(B) From July to August in the first year of observation, the ion concentration rapidly increased to exceed 100 mg / L and showed a peak concentration. On August 10, the maximum peak concentration was observed. When the average moisture content of the ground was observed for three months from August 10 when the highest peak concentration was observed, an average moisture content exceeding 30% was observed on September 3 and 7. It was. On September 7th, the ground displacement of about 3 mm was observed.
(C) From May to July one year after the start of observation, the ion concentration rapidly increased to exceed 200 mg / L to show the peak concentration. On June 3, the maximum peak concentration was observed. When the average moisture content of the ground was observed for 3 months from June 3 when the highest peak concentration was observed, an average moisture content exceeding 30% was observed on July 3 and 7. It was. The ground displacement of about 5 mm was observed on July 15 and about 2 mm on September 19.
(D) From June to July two years after the start of the observation, the ion concentration rapidly increased to exceed 200 mg / L to show the peak concentration. On July 29, the maximum peak concentration was observed. When the average moisture content of the ground was observed over 3 months from July 29 when the highest peak concentration was observed, the average moisture content exceeding 30% was observed on July 30 and August 3. Observed. Then, a ground displacement of about 2 mm was observed on August 30, and a ground displacement of about 4 mm was observed on September 15.
(E) Two years after the start of observation, the ion concentration rapidly increased over 200 mg / L over two times in September and November, and the peak concentration was observed. On September 23, the maximum peak concentration was observed. . When the average moisture content of the ground was observed over 3 months from September 23 when the highest peak concentration was observed, an average moisture content exceeding 30% was observed on November 13. However, a large ground displacement did not occur during the period from the sudden increase in ion concentration to the next rapid increase in ion concentration.
(F) From June to July three years after the start of observation, the ion concentration rapidly increased to exceed 400 mg / L to show the peak concentration. On July 4, the maximum peak concentration was observed. When the average moisture content of the ground was observed for three months from July 4 when the highest peak concentration was observed, the average moisture content exceeding 30% was observed by October 4 after three months. Was not. However, on August 25, a large ground displacement of about 12 mm was observed.
これら（Ａ）〜（Ｆ）の現象を分析した結果、以下のことが言える。
（ｉ） （Ｆ）の現象では、急上昇したイオン濃度の値は、該イオン濃度が急上昇する前の２箇月間のイオン濃度の平均値の４倍以上に上昇している。この場合、ピーク濃度の最高値が観測された後、３箇月の間３０％を超す当該地盤の平均含水率が観測されなかったにも拘らず８月には１２ｍｍを超える大きな地盤変位量が観測されていることから、イオン濃度が急上昇した場合には、その後の地盤の平均含水率の如何に拘らず地盤変位が発生する可能性が高いといえる。
（ｉｉ） （Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の現象では、イオン濃度の上昇倍率が、該上昇する前の２ヶ月間に観測されたイオン濃度の平均値の約２倍から４倍程度となっている。そして、ピーク濃度の最高値が観測された日から３箇月までの間に３０％を超す平均含水率が観測された（例えば（Ｂ）の場合はピーク濃度の最高値が観測されてから約２５日後に３０％を超す平均含水率が観測されている。）後に地盤変位が発生している。このことから急上昇が観測されたイオン濃度値が、イオン濃度の急上昇が観測される前の２箇月間のイオン濃度の平均値の２倍〜４倍程度であった場合は、その後の３箇月以内に地盤の平均含水率が３０％に達したら地盤変位が発生する可能性が高いといえる。
（ｉｉｉ） （Ａ）の現象では、急上昇したイオン濃度の上昇倍率が、該上昇する前の２箇月間に観測されたイオン濃度の平均値の約２倍〜４倍程度となっている。しかしながらピーク濃度の最高値が観測された日から３箇月までのあいだに３０％を超す地盤の平均含水率は観測されず、その後にイオン濃度の急上昇が確認されるまで地盤の変位は観測されなかった。このことから急上昇が観測されたイオン濃度値が、イオン濃度の急上昇が観測される前の２箇月間のイオン濃度の平均値の２倍〜４倍程度であった場合でも、その後の３箇月以内に地盤の平均含水率が３０％に達しない場合は、地盤変位が発生する可能性が低いといえる。
（ｉｖ） （Ｅ）の現象では、急上昇したイオン濃度の上昇倍率が、該上昇する前の２箇月間に観測されたイオン濃度の平均値の２倍以下となっている。この場合、ピーク濃度の最高値が観測された日から３箇月までのあいだに３０％を超す平均含水率が観測されたにも拘らず、その後イオン濃度の急上昇が観測されるまで地盤の変位は観測されなかった。このことから急上昇したイオン濃度の値が、該急上昇する前の２箇月間に観測されたイオン濃度の平均値の２倍よりも低い場合には、その後の地盤の平均含水率の如何に拘らず地盤変位の発生の可能性は低いといえる。
As a result of analyzing these phenomena (A) to (F), the following can be said.
(I) In the phenomenon of (F), the value of the rapidly increasing ion concentration increases to four times or more of the average value of the ion concentration for two months before the ion concentration rapidly increases. In this case, after the maximum peak concentration was observed, a large ground displacement exceeding 12 mm was observed in August, although the average moisture content of the ground exceeding 30% was not observed for 3 months. Therefore, it can be said that when the ion concentration rapidly increases, the ground displacement is likely to occur regardless of the average moisture content of the ground thereafter.
(Ii) In the phenomenon of (B), (C), (D), the increase rate of the ion concentration is about 2 to 4 times the average value of the ion concentration observed during the two months before the increase. It has become. An average moisture content exceeding 30% was observed between the day when the highest peak concentration was observed and 3 months (for example, in the case of (B), about 25 after the highest peak concentration was observed). An average water content of over 30% has been observed after a day.) Later, ground displacement has occurred. Therefore, if the ion concentration value at which a rapid increase is observed is about 2 to 4 times the average value of the ion concentration during the two months before the rapid increase in ion concentration is observed, within the subsequent three months If the average moisture content of the ground reaches 30%, it can be said that there is a high possibility that ground displacement will occur.
(Iii) In the phenomenon (A), the increase rate of the rapidly increasing ion concentration is about 2 to 4 times the average value of the ion concentration observed during the two months before the increase. However, the average moisture content of the ground exceeding 30% was not observed from the day when the highest peak concentration was observed to 3 months, and no displacement of the ground was observed until the rapid increase in ion concentration was confirmed. It was. Therefore, even if the ion concentration value at which the rapid increase is observed is about 2 to 4 times the average value of the ion concentration during the two months before the rapid increase in the ion concentration is observed, within the following three months If the average moisture content of the ground does not reach 30%, it can be said that the possibility of ground displacement is low.
(Iv) In the phenomenon (E), the rate of increase of the rapidly increasing ion concentration is not more than twice the average value of the ion concentration observed during the two months before the increase. In this case, although the average moisture content exceeding 30% was observed during the period from the day when the highest peak concentration was observed to 3 months, the displacement of the ground until the rapid increase in ion concentration was observed thereafter. Not observed. Therefore, if the value of the rapidly increasing ion concentration is lower than twice the average value of the ion concentration observed during the two months before the rapid increase, regardless of the subsequent average moisture content of the ground It can be said that the possibility of ground displacement is low.
このような分析に基づいて、イオン濃度および平均含水率の各測定値から地盤変位の発生を予測する地盤変位の予測方法を見出した。
（ｉ）イオン濃度が急上昇した場合、急上昇する前の２箇月間に観測されたイオン濃度の平均値に対する上昇倍率を算出し、該上昇倍率が４倍以上の場合は、イオン濃度の急上昇後の地盤の含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性が高い。ここで上昇倍率４倍を基準倍率として設定したが、これを第一設定倍率とする。
（ｉｉ）イオン濃度が急上昇した場合、急上昇する前の２箇月間に観測されたイオン濃度の平均値に対する上昇倍率を算出し、該上昇倍率が２倍以上４倍未満の場合は、イオン濃度の最高値が観測された日から３箇月の間に地盤の平均含水率が３０％を超えたら地盤変位の発生する可能性が高い。ここで上昇倍率２倍を基準倍率として設定したが、これを第二設定倍率とする。
（ｉｉｉ）イオン濃度が急上昇した場合、急上昇する前の２箇月間に観測されたイオン濃度の平均値に対する上昇倍率を算出し、該上昇倍率が２倍以上４倍未満の場合は、イオン濃度の最高値が観測された日から３箇月の間に地盤の平均含水率が３０％を超えなかったら地盤変位の発生する可能性は低い。
（ｉｖ）イオン濃度が急上昇した場合、上昇する前の２箇月間に観測されたイオン濃度の平均値に対する上昇倍率を算出し、該上昇倍率が２倍未満の場合は、イオン濃度の最高値が観測された日から３箇月間の地盤の平均含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性は低い。
Based on such analysis, the present inventors have found a ground displacement prediction method for predicting the occurrence of ground displacement from each measured value of ion concentration and average moisture content.
(I) When the ion concentration rapidly increases, the increase rate with respect to the average value of the ion concentration observed during the two months before the rapid increase is calculated, and when the increase rate is 4 times or more, Regardless of the moisture content of the ground, there is a high possibility that ground displacement will occur. Here, the ascending magnification of 4 is set as the reference magnification, and this is set as the first setting magnification.
(Ii) When the ion concentration rapidly increases, the increase rate with respect to the average value of the ion concentration observed during the two months before the rapid increase is calculated, and when the increase rate is 2 times or more and less than 4 times, If the average moisture content of the ground exceeds 30% during the three months from the day when the highest value was observed, there is a high possibility of ground displacement. Here, the ascending magnification of 2 is set as the reference magnification, and this is set as the second setting magnification.
(Iii) When the ion concentration rapidly rises, calculate the increase rate relative to the average value of the ion concentration observed during the two months before the rapid increase, and when the increase rate is 2 times or more and less than 4 times, If the average moisture content of the ground does not exceed 30% within 3 months from the day when the highest value was observed, the possibility of ground displacement is low.
(Iv) When the ion concentration rises rapidly, the increase rate with respect to the average value of the ion concentration observed during the two months before the increase is calculated, and when the increase rate is less than 2 times, the maximum value of the ion concentration is Regardless of the average moisture content of the ground for 3 months from the observed date, the possibility of ground displacement is low.
そしてこれらの事実から次の推定がなされる。
（ｉ）の場合は、イオン濃度の急上昇の上昇倍率が第一設定倍率である４倍よりも高い場合であり、それだけ大規模なすべり面が発生したことを示すものであって、イオン濃度急上昇後の地盤の平均含水率の如何に拘らず地盤変位が発生する可能性が高いと推定される。
（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の場合は、イオン濃度の急上昇の上昇倍率が第一設定倍率である４倍よりも低く第二設定倍率である２倍よりも高い場合であり、イオン濃度急上昇後の地盤の平均含水率如何によって地盤変位の発生可能性が異なると推定される。
（ｉｖ）の場合は、イオン濃度の急上昇の上昇倍率が第二設定倍率である２倍よりも低い場合であり、この程度のイオン濃度の上昇では地盤の変位を発生させるほどのすべり面が発生していないと推測され、イオン濃度の上昇後の地盤の平均含水率如何に拘らず地盤変位の発生可能性は低いと推定される。
From these facts, the following estimation is made.
In the case of (i), the increase rate of the rapid increase of the ion concentration is higher than the first set magnification of 4 times, which indicates that a large slip surface has occurred, It is estimated that the ground displacement is likely to occur regardless of the average water content of the ground later.
In the case of (ii) and (iii), the increase rate of the rapid increase of the ion concentration is lower than 4 times that is the first setting magnification and higher than 2 times that is the second setting magnification. It is estimated that the possibility of ground displacement varies depending on the average moisture content of the ground.
In the case of (iv), the increase rate of the rapid increase of the ion concentration is lower than the second setting magnification of 2 times, and at this level of increase of the ion concentration, a slip surface is generated that causes the displacement of the ground. Therefore, it is estimated that the possibility of ground displacement is low regardless of the average moisture content of the ground after the increase in ion concentration.
尚、本発明の実施の形態では１箇所のみの観測対象地盤についての観測結果に基づいて記載しているが、実際には複数の観測対象地盤での観測を試みている。そして、これらの観測対象地盤においても前記推定が凡そあてはまることが確認されている。
そして、第一、第二設定倍率を設定するにあたり、イオン濃度が急上昇する前２箇月間のイオン濃度の平均値を基準にして算出したが、これに限定されるものではなく、例えば、イオン濃度が急上昇する前１箇月間のイオン濃度の平均値や、前回のイオン濃度の急上昇が収まってから今回のイオン濃度の急上昇が始まる前までのイオン濃度の平均値等、観測地域の実情に応じて適宜設定できるものである。
さらに前記実施の形態では、第一設定倍率を４倍、第二設定倍率を２倍に設定し、第一設定倍率未満第二設定倍率以上のイオン濃度の場合の地盤変位発生予測基準を地盤の平均含水率３０％としたが、これらの数値に限定されるものではないことは勿論であって、これらの数値は、観測地域の環境等によって大きく左右されるものであり、このためこれら数値については当該観測地域において実際に観測をして求める必要がある。
また第一設定倍率は、第二設定倍率よりも高いものであれば他の倍率を選択して実施してもよい。また地盤変位の発生予測基準となる地盤の平均含水率は毎日の測定に基づいて算出してもよいし、本発明の実施の形態とは異なる日毎の測定に基づいて算出してもよいのであって、これらは地盤変位を予測する地区の自然環境等に応じて適宜適切な数値に設定し得るものである。
また、設定倍率は第一設定倍率だけでもよく、その場合は、第一設定倍率以上であれば地盤の平均含水率を考慮することなく地盤変位発生の可能性を予測し、第一設定倍率未満（以下）であればイオン濃度上昇後のピーク濃度の最高値から所定期間の地盤の平均含水率を観測してこの観測結果を基に地盤変位発生の可能性を予測するよう構成してもよい。
In the embodiment of the present invention, the description is based on the observation result of only one observation target ground, but actually, the observation on a plurality of observation target grounds is attempted. And it has been confirmed that the above estimation also applies to these observation target grounds.
In setting the first and second setting magnifications, the calculation was performed based on the average value of the ion concentration during the two months before the ion concentration rapidly increased. However, the present invention is not limited to this. Depending on the actual conditions of the observation area, such as the average value of the ion concentration during the month before the sudden rise of the ion concentration, the average value of the ion concentration from when the previous rapid increase in ion concentration until the current rapid increase in ion concentration began It can be set appropriately.
Furthermore, in the above-described embodiment, the first set magnification is set to 4 times, the second set magnification is set to 2 times, and the ground displacement occurrence prediction reference in the case of an ion concentration less than the first set magnification and greater than or equal to the second set magnification is used. Although the average moisture content is 30%, it is of course not limited to these values, and these values are greatly affected by the environment of the observation area. Must be obtained by actual observation in the observation area.
The first setting magnification may be selected and implemented as long as it is higher than the second setting magnification. In addition, the average moisture content of the ground serving as a basis for predicting the occurrence of ground displacement may be calculated based on daily measurements, or may be calculated based on daily measurements different from the embodiment of the present invention. These can be set to appropriate numerical values according to the natural environment of the district where the ground displacement is predicted.
In addition, if the set magnification is only the first set magnification, if it is equal to or greater than the first set magnification, the possibility of occurrence of ground displacement is predicted without considering the average moisture content of the ground, and less than the first set magnification. If it is (below), the average moisture content of the ground for a predetermined period may be observed from the maximum peak concentration after increasing the ion concentration, and the possibility of occurrence of ground displacement may be predicted based on this observation result. .
以上の地盤変位の予測方法によって地盤変位を予測する地盤変位の予測装置５は、図６に示すマイクロコンピュータを用いた予測装置によって自動的に行うことができる。予測装置には、記憶手段、演算手段および判断手段等のマイクロコンピュータを構成するに必要な各種必要手段を備えた制御部を有する本体６と、表示部（ディスプレー）７、入力部（キーボード）８とを備えて構成される汎用のものでよい。本体６への必要情報の入力は入力部８から人為的に行っても良いが、各測定器からインターネット回線や空中回線等の情報伝達回線を介して自動的に入力するようにしても良い。
そして次に、予測手順について、図７に示す制御フローに基づいて説明する。まずステップ１（Ｓ１）で、既に求められているイオン濃度の上昇倍率である第一、第二設定倍率Ｎ１、Ｎ２、急上昇したイオン濃度の最高値が観測された日からカウントする所定期間Ｔ、この所定期間Ｔのあいだの地盤の平均含水率として設定される設定平均含水率Ｍが初期設定として入力される。次に、ステップ２（Ｓ２）で、前記入力した地下水のイオン濃度の本日（ｎ日）の測定値Ｘｎから６０日前までのイオン濃度の平均値Ｘａを算出し、ステップ３（Ｓ３）で、該平均値Ｘａに対する本日の測定値Ｘｎの上昇倍率Ｕを算出する。次にステップ４（Ｓ４）で、ステップ３で算出された上昇倍率Ｕが第二設定倍率（本発明の実施の形態では２倍）Ｎ２を超えた（Ｎ２＜Ｕ）かを判別し、超えたと判別された場合、ステップ５（Ｓ５）において、ステップ３で登録された上昇倍率Ｕが第一設定倍率（本発明の実施の形態では４倍）Ｎ１以上（Ｕ≧Ｎ１）か否かを判別し、以上であると判別された場合には、近々、地盤変位が発生する可能性が大きいと予測し、これを報知する。
これに対し、上昇倍率Ｕが第一設定倍率Ｎ１を超えていない（Ｕ＜Ｎ１）と判断された場合には、ステップ６（Ｓ６）において、イオン濃度の最高値を観測した日から所定期間Ｔ（本発明の実施の形態では３箇月）における地盤の平均含水率が、設定平均含水率Ｍ（本発明の実施の形態では３０％）に達したか否かを判断し、達したと判断された場合には、近々、地盤変位が発生する可能性が大きいと予測し、これを報知する。
一方、所定期間Ｔにおいて設定平均含水率Ｍに達していない場合にはリターンする。
The ground
Next, the prediction procedure will be described based on the control flow shown in FIG. First, in step 1 (S1), first and second set magnifications N1 and N2 that are already determined ion concentration increase rates, a predetermined period T that is counted from the day when the highest value of the rapidly increased ion concentration is observed, A set average moisture content M set as an average moisture content of the ground during the predetermined period T is input as an initial setting. Next, in step 2 (S2), an average value Xa of ion concentrations from the measured value Xn of the input groundwater ion concentration today (n days) to 60 days ago is calculated, and in step 3 (S3), The increase rate U of today's measured value Xn with respect to the average value Xa is calculated. Next, in step 4 (S4), it is determined whether or not the increase magnification U calculated in
On the other hand, if it is determined that the increase rate U does not exceed the first set rate N1 (U <N1), in step 6 (S6), a predetermined period T from the date when the maximum value of the ion concentration is observed. It is determined whether or not the average moisture content of the ground in (in the embodiment of the present invention) has reached a set average moisture content M (30% in the embodiment of the present invention). If this happens, it is predicted that there is a high possibility that ground displacement will occur soon, and this is notified.
On the other hand, if the set average moisture content M has not been reached in the predetermined period T, the process returns.
このように、第一、第二設定倍率、設定平均含水率を入力し、実際の測定値からイオン濃度平均値に対する上昇倍率を算出して第一、第二設定倍率と比較し、該比較に基づいてさらに算出された地盤の平均含水率と設定平均含水率とを比較して地盤変位の予測をし、該予測に基づいて例えば警報を発する等の報知を行うになっており、このように構成される装置を用いることによって、観測対象地における地盤変位の予測を精度良く行うことが出来る。
尚、ここで入力される第一、第二設定倍率Ｎ１、Ｎ２や設定平均含水率Ｍ或いは所定期間Ｔの数値は前述したように本発明の実施の形態に限定されるものではなく、観測対象地の状況に応じて適宜変更し得るものである。
In this way, the first and second set magnifications and the set average moisture content are input, the increase rate with respect to the ion concentration average value is calculated from the actual measurement values, and compared with the first and second set magnifications. The ground average water content calculated based on the ground and the set average water content are compared to predict the ground displacement, and for example, a warning is issued based on the prediction. By using the configured device, it is possible to accurately predict the ground displacement at the observation target site.
Note that the numerical values of the first and second set magnifications N1 and N2, the set average moisture content M, or the predetermined period T input here are not limited to the embodiment of the present invention as described above, and are to be observed. It can be changed appropriately according to the situation of the ground.
本発明は、不安定な斜面地盤において発生する可能性のある地すべり、表層崩壊、がけ崩れなどの土砂災害をもたらすような地盤の変位を予測する地盤変位の予測方法および予測装置の技術分野に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in the technical field of a ground displacement prediction method and a prediction device for predicting ground displacement that may cause landslides such as landslides, surface layer collapse, and landslides that may occur on unstable slope ground. be able to.
３ すべり面
４ 地盤
3 Sliding
Claims (2)
前記イオン濃度の急上昇があった場合に、該急上昇する前に観測された平均のイオン濃度に対する上昇倍率を算出し、該上昇倍率が予め設定される第一設定倍率よりも高い場合には、該イオン濃度の急上昇後の該地区における土壌の乾燥重量に対する該土壌に含有する水分量として算出される含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性が高いと予測し、
前記第一設定倍率よりも低い倍率を第二設定倍率とし、イオン濃度の上昇倍率が第一設定倍率と第二設定倍率のあいだである場合には、急上昇後に予め設定される期間内に急上昇後に設定含水率より高い含水率が測定された場合には地盤変位の発生する可能性が高いと予測し、設定降水量よりも高い含水率が観測されない場合には地盤変位の可能性が低いと予測し、
第二設定倍率よりも低い場合には、イオン濃度の急上昇後の含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性は低いと予測するようにしたことを特徴とする地盤変位の予測方法。 The ion concentration of specific ions present in the groundwater in the area where the ground displacement due to slope failure such as landslide and surface layer collapse is continuously measured, and the ion concentration of the specific ions changed rapidly In the prediction method that predicts that there is a possibility of ground displacement due to slope failure such as landslide and surface failure,
When there is a sudden rise in the ion concentration, the multiplication factor for the average ion concentration observed before the sudden rise is calculated, and when the multiplication factor is higher than a preset first multiplication factor, Predicting that there is a high possibility of occurrence of ground displacement regardless of the moisture content calculated as the amount of water contained in the soil relative to the dry weight of the soil in the area after the rapid increase in ion concentration,
When the magnification lower than the first set magnification is set as the second set magnification, and the increase rate of the ion concentration is between the first set magnification and the second set magnification, after the rapid increase within a preset period after the rapid increase If a moisture content higher than the set moisture content is measured, it is predicted that the possibility of ground displacement is high, and if a moisture content higher than the set precipitation is not observed, the probability of ground displacement is predicted to be low. And
A method for predicting ground displacement, characterized in that, when the magnification is lower than the second set magnification, it is predicted that the possibility of occurrence of ground displacement is low regardless of the water content after the rapid increase in ion concentration .
該特定イオンのイオン濃度が急激に上昇する変化があった場合、地すべりや表層崩壊等の斜面崩壊による地盤変位が発生する可能性があると予測する予測装置において、
前記イオン濃度の急上昇があった場合に、該急上昇する前に観測された平均のイオン濃度に対する上昇倍率を算出する上昇倍率算出手段と、
該上昇倍率が予め設定される第一設定倍率よりも高い場合には、該イオン濃度の急上昇後の該地区における土壌の乾燥重量に対する該土壌に含有する水分量として算出される含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性が高いと予測する一方、
前記第一設定倍率よりも低い倍率を第二設定倍率として登録し、イオン濃度の上昇倍率が第一設定倍率と第二設定倍率のあいだである場合には、急上昇後に予め設定される期間内に急上昇後に設定含水率より高い含水率が観測された場合に地盤変位の発生可能性が高いと予測し、設定降含水率よりも高い含水率が観測されない場合には地盤変位の可能性が低いと予測し、
第二設定倍率よりも低い場合には、イオン濃度の急上昇後の含水率の如何に拘らず地盤変位の発生する可能性は低いと予測するように設定され予測手段とを備えていることを特徴とする地盤変位の予測装置。
Continuously measure the ion concentration of specific ions present in the groundwater of the area where the ground displacement due to slope failure such as landslide and surface layer failure,
In the prediction device that predicts that there may be a ground displacement due to slope failure such as landslide or surface failure, when there is a change in which the ion concentration of the specific ion suddenly increases,
An increase factor calculating means for calculating an increase rate relative to the average ion concentration observed before the rapid increase in the case of a sudden increase in the ion concentration;
If the increase rate is higher than the preset first set rate, how is the moisture content calculated as the amount of water contained in the soil relative to the dry weight of the soil in the area after the rapid increase in the ion concentration? Nevertheless, while predicting that there is a high possibility of ground displacement,
When a magnification lower than the first set magnification is registered as the second set magnification, and the increase rate of the ion concentration is between the first set magnification and the second set magnification, within a preset period after the rapid increase If a moisture content higher than the set moisture content is observed after a sudden rise, it is predicted that the possibility of ground displacement is high, and if no moisture content higher than the set moisture content is observed, the possibility of ground displacement is low. Predict,
And a predicting means set so as to predict that the possibility of occurrence of ground displacement is low regardless of the water content after the rapid increase in the ion concentration when it is lower than the second set magnification. A ground displacement prediction device.
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