がけ崩れによる土砂到達範囲のDEMシミュレーションと簡易予測法の提案
DEM simulation for attainment distance of soil during cliff collapsesand
proposal of a simple prediction method
若井明彦a）＊・鵜飼恵三a）・清水義彦a）・長田健吾b）
Akihiko WAKAI, Keizo UGAI, Yoshihiko SHIMIZU and Kengo OSADA |
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Abstract
Analytical methods based on the solid mechanics theorem such as the Finite Element Method（FEM）and the Limit Equilibrium Method（LEM）are not able to consider the attainment distance of soil during cliff collapse, even if it is able to estimate the location and the quantity of collapsed soil in the slope.
In this study, a series of numerical simulation for the damage cases in Kiryu‐city（２００２）are performed based on the Distinct Element Method（DEM）. On the basis of the comparisons between the calculated and observed deformation, a simple prediction method for the attainment distance of soil during cliff collapse, which is the method that obtained a hint from the method proposed by Kaibori（１９８６）, is proposed. This is such a significant method that avoids the difficulty over the actual calculation cost associated with DEM.
Key words：cliff collapse, slope, collapse, attainment distance, distinct
element method
和文要旨
有限要素法（FEM）や極限平衡法（LEM）といった固体力学に基づく解析手法では，がけの崩壊位置や崩壊土量を推定することはできても，崩壊した後の土砂の到達距離に関する予測は不可能である。本研究においては，群馬県桐生市におけるがけ崩れ被害事例（２００２年）に基づいて，個別要素法（DEM）によるがけ崩れシミュレーションを行うとともに，海堀（１９８６）が提案した質点滑降時のエネルギー損失に直目した簡易予測手法などを参照しながら，がけの崩壊位置や規模が予め推定されている場合に被害範囲を定量的に予測するための簡易計算法を提案した。あらゆる現場をDEMに基づき解析するのは現時点の計算環境では困難であるため，簡易かつ合理的な土砂到達距離予測法を提案したことは工学的に極めて有効である。
キーワード：がけ崩れ，斜面，崩壊，到達距離，個別要素法 |
粒子破砕を考慮した地すべりの流動化メカニズムと運動範囲予測
Sliding mechanism and motion prediction of flowslides in crushable soils
汪 発武a）＊・佐々恭二b）・松本樹典a）・奥野岳志a）
Fawu WANG, Kyoji SASSA, Tatsunori MATSUMOTO and Takeshi OKUNO |
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Abstract
The statistical relationship between landslide volume and apparent friction coefficient shows that grain‐crushing phenomenon takes an important role in causing landslide fluidization. This aspect is verified through a series of undrained triaxial tests on soils with different grain crushing susceptibility in this paper. Then, based on experimental results of ring‐shear tests, a model for change in the apparent friction coefficient during landslide motion is proposed. The model has been introduced to Sassa's“landslide motion model”for landslide motion prediction. Case studies conducted on the Sumikawa landslide and the Hiegaeshi landslide show that the improved“landslide motion model”could be an effective tool for landslide disaster prevention especially in the crushable soils.
Key words：flowslides, grain crushing, undrained shearing, apparent friction coefficient, motion prediction
和文要旨
地すべりの体積と見かけの摩擦係数との統計関係より，粒子破砕現象の流動性地すべりに与える影響が重要であることが示唆されている。本論文では，異なる粒子破砕性試料に対して，三軸非排水せん断試験を実施し，粒子破砕性と見かけの摩擦係数との関係を検証した。実験結果によって“すべり面見かけの摩擦係数変化モデル”を提案し，“地すべり運動モデル”に導入することによって，地すべり運動範囲予測法の改良を行った。破砕性斜面で発生した澄川地すべり及び稗返地すべりに対する運動シミュレーションの事例研究より，改良した“地すべり運動モデル”の有効性が証明された。
キーワード：流動性地すべり，粒子破砕，非排水せん断，見かけの摩擦係数，運動範囲予測 |
地震時における大規模宅地盛土斜面の不安定化予測
Earthquake risk assessments of large residential fill‐slope in urban areas
釜井俊孝a）＊，守隨治雄b），笠原亮一c），小林慶之d）
Toshitaka KAMAI, Haruo SHUZUI, Ryouichi KASAHARA and Yoshiyuki KOBAYASHI |
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Abstract
Recent destructive earthquakes in urban regions, such as the１９７８Miyagiken‐oki earthquake, the１９９３Kushiro‐oki earthquake and the１９９５Hyougoken‐nanbu earthquake, have triggered landslides in many gentle slopes of residential areas around Sendai, Kushiro, Nishinomiya and Kobe. The earthquake‐induced slope instability that has occurred is closely related to these artificial landforms, especially valley fills（embankments）. More than ６０％ of the unstable slopes in the Kobe‐Nishinomiya urban region are in artificial valley fills. This instability was caused by strong ground movements during the１９９５Hyougoken‐nanbu earthquake.
Investigation of past artificial landform changes and multi‐variate analysis of case studies of past earthquake disasters show that differences in the shape of fills, such as depth, width, inclination angle of the base, and cross‐sectional form, may be the key discriminating factors of slope instability. Triggering mechanisms（e.g. earthquakes）need to be considered in the analysis for accurate estimation, however, it is difficult to include earthquake parameters in such linear multi‐variate analysis（quantification theory II）．Neural network analysis is applied to assess large fill slope instability in urban residential areas. The developed neural network model including both causative factors（shape of fills, groundwater condition, age of construction）and the triggering factors（distance from the fault, moment magnitude, direction to fault）was independently checked against another data set and sensitivity analysis was conducted. The neural network model appears to have advantages over the multi‐variate analysis. It should be possible to conduct landslide hazard mapping in urban residential areas by using the newly proposed neural network model.
Key words：valley fills, landslide, urban region, neural network, hazard map
和文要旨
高度経済成長期おいて，政策的に誘導された大都市への人口集中は，郊外に向かう宅地開発圧力となり，新たな斜面災害のリスクを増大させた。１９７８年宮城県沖地震，１９９３年釧路沖地震，１９９５年兵庫県南部地震等，都市に被害を与えた地震では，都市域に形成されていた多数の大規模な宅地盛土（多くは谷埋め盛土）が変動（地すべり）した。これらの災害事例に関しては，盛土の形状（厚さ，幅，底面の傾斜及びそれらの比）と地下水の状況が素因として重要であることが判明しているが，誘因である地震の特性を考慮した予測モデルについての検討は不十分であった。そこで，上記の３地震における事例３１４例について，素因（盛土の厚さ，幅，厚さ／幅比，底面の傾斜，地下水の量，造成年代）と誘因（震源断層からの距離と方向，モーメントマグニチュード）を入力とし，変動の有無を出力とするニューラルネットワークモデル（Back propagation法）を作成した。さらに，このモデルを用いた不安定化予測を試みた結果，学習群（阪神，仙台，釧路：２１４例）で約９５％，予測（認識）群（阪神，仙台：１００例）で約９２％の正解率を有する良好な判別モデルを構築することができた。このモデルを東京－横浜地域の３６０例に適用した結果は，釜井ほか（２００２）の多変量解析（数量化Ⅱ類）とほぼ同様の傾向を示した。現実にはあらゆる斜面について詳細な調査と解析を行うことは困難であるため，今回提案した簡易かつ合理的な不安定化予測手法は，ハザードマップの作成や対策の実施において有用である。
キーワード：谷埋め盛土，地すべり，都市域，ニューラルネットワーク，ハザードマップ |
大型振動台模型実験による谷埋め盛土斜面の変形挙動の検討
Deformation behavior of model valley fills during shaking experiment
郷 隆之a）＊・笠原亮一b）・釜井俊孝c）
Takayuki GO, Ryouichi KASAHARA and Toshitaka KAMAI |
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Abstract
The １９９５ Kobe earthquake triggered numerous landslides in hillside urban districts between the cities of Nishinomiya and Kobe. Landslides occurred mainly in artificial valley fills, hereafter referred to as fills. According to previous statistical analysis of topographic characteristic of fills, earthquake‐induced deformation of the fills is strongly dependent on the width‐depth ratio. However, the mechanism of deformation growth during an earthquake is not yet clear. Here, １‐G shaking‐table tests were conducted on a model embankment constructed of dry sand as part of a comprehensive research program on the effect of ３‐dimensional fill shape factors on earthquake‐induced failure. Shaking table tests should that wide‐shallow model fills（i.e., high width‐depth ratio）with very low side friction were least stable. The present research, although limited to the imposed boundary conditions, agree with previous statistical analyses and field investigations in damaged valley fills.
Key words：valley fills, width‐depth ratio, side friction, shaking table test
和文要旨
兵庫県南部地震では，都市域において多数の宅地谷埋め盛土が変形した。地震時谷埋め盛土斜面の崩壊は，谷底の横断面形状が大きな不安定化要因であることが確認されている。しかしその崩壊発生機構は未だ明確にされていない。そこで本研究では，盛土底面の横断面形状に着目し，模型谷埋め盛土地盤の正弦波加振実験を行い，変形に及ぼす影響について検討した。その結果，盛土の表面変位分布は，横断面形状によって著しく異なり，変位量は盛土の平均層厚（表面積に対する体積の割合）が薄いほど大きくなった。これらは，全体としては土層の自重によるせん断抵抗の増加（単純な摩擦則）を反映し，盛土が底面をすべり面として地すべりに類似した変形をする状況を示している。また，横断面形状比（幅／厚さ比）と横断面形状が模型盛土地盤の変形に与える影響を示し，振動台実験と現実の変形状況とが定性的に合致する結果が得られた。
キーワード：谷埋め盛土，横断面形状比，側部摩擦，振動台実験 |
衛星リモートセンシングを適用した広島豪雨災害の予測と評価
Prediction and Evaluation of Earth Flow Disaster in Hiroshima Using Satellite
Remote Sensing
島 重章a）＊・後藤恵之輔b）
Shigenori SHIMA and Keinosuke GOTOH |
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Abstract
In Hiroshima there are many steep slopes. Recently, the development of the mountain slope has brought up the possibility of earth flow disaster. Therefore, the risk prediction technique has become a necessity.In this paper, the earth flow disaster, which occurred in Hiroshima on June ２９，１９９９，was examined using artificial satellite data of wide area. The satellite information data showed the usefulness of the risk prediction technique in forecast the slope torrent of mountains. Furthermore, the accuracy confirmation of the earth flow disaster prediction technique by using the satellite data showed the effectiveness of the future application.
Key words：weathering granite, natural slope, earth flow disaster, remote sensing, risk prediction.
和文要旨
全国的にも急傾斜地の多い広島市において，近年の山麓部開発は，土砂災害の危険性をもたらしているといえる。しかしながら，その危険性を予測するための対応策は，困難を要している。ここでは，１９９９年６月２９日の広島豪雨災害発生箇所を広域情報として捉えた人工衛星データを用いて，災害発生以前のデータが示す情報の適用により，渓流斜面における風化土の堆積情報をもとに危険度予測手法の有用性を示した。さらに，衛星データによる土砂災害の規模および位置の確認が今後の評価へ有効であることを示した。
キーワード：風化花崗岩，自然斜面，土砂災害，リモートセンシング，危険度予測 |
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