第三紀島尻層における地すべり・崩壊について: University of the Ryukyus Repository

Title

第三紀島尻層における地すべり・崩壊について

Author(s)

上原, 方成

Citation

琉球大学理工学部紀要. 工学篇 = Bulletin of Science &

Engineering Division, University of the Ryukyus.

Engineering(7): 103-117

Issue Date

1974-03-01

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12000/26098

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Synopsis

In the present paper.theresultsof landcreep and landslidesurveys in theShimajiri Formation of Okinawa.jima are r巴ported. The Shimajiri Formation was sedimentedin thesea during th巴 tertiaryperiod， and itconsistsofl11udstone (siltyclay)layer， sandston巴 (finesilty soils) layer and siltytuff lay巴r.The more areas ofmiddle and southern Okinawa.jima are coveredwith thos巴layersand their w回thered soils. The formationis uoually takenassoft rocks， butitis errosivean泊susceptible of weathering.The ground failures(cr巴巴psand slides) ofthese areas arecaused by w巴athering ofthe rocks， surfacewater and seepage flow from rainfall， and groundwater flowin the fromation.To prevent the disasterfrom thefailures， the geomorphologic， geologicand engineering characteristicsoftheformation must be investigated and the work isl"、A巴rway.

I ま え が き 沖縄島中南部において基盤または表層 を なすも の は，地質学的に，第三紀層に属する島尻層およびその 風化層が大部分である禽この地域において，近年， 住 宅用地，農業用地，工業用地.レジャー施設用地など の土地造成や道路の改良・新設が峰んに行なわれてお り， 今後もそれは増加するものと思われる角この島尻 層においては，以j'j肋ミら， ずい所に，地ナベ~，崩壊 および土石流が死生しているのだが，最近，多発の傾 向にある内その結果，年々， 特に雨期や台風シーズン における災待問題として，その対策が重大事となり， そのための調査および研究が望まれている《 筆者は， Ht'年来このことに関して，中南部における 実態調査を行ない，資料等の蒐集につとめてきたが， 受付:1973年10月3J.日 キ琉球大学理工学部土木工学科 と、に若干の見解をもっにいたったので， 一部報告す ることにした角なお， 本報文は， 短期間の調査に基づ く故に不充分であるとともに，実証的なものも，充分 得られていないので，今後， 継続して研究をす弘め， 補足していかねばならない内 E 島尻層の地質学的条件 島尻層は，新第三紀の中新世 (上部〉から鮮新世に かけて海中にて堆積されたものであるが，その堆積環 境については，未だ明確にされていない内地質学的事 項に関しては， 半沢博士，小西博士，通産省地質調査 所の沖縄天然ガス調査団らによって，かなり詳しく報 告されている角特に，天然ガス調査団の島尻層に関す る地表地質調査の成果1)は大なるものがあり，それに よると，表入-3に示されるもののようである内沖縄 県立教育センター編集の沖縄県地質図には，次のよう に記されている角

上原:第三紀島尻層における地すべり・崩壊について 表- 1 沖縄本島中南部の新世界層序灰分対照表 沢 ( 附 I M川 町l仁 釦 ) :.04 福岡・影

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:150 111 層 層 350m 琉球大学理工学部紀要(工学筋〉 105 表ーご 地表地質調夜による島尻層群地質層序 (工業研究指導報告3号1970) 特 徴 与那原層の上に整合に重なるわ 2. 流球石灰岩をcJ:とする第四系におおわれている角 3. ;liI;底部が砂岩を主にそれより上位が粘ナー岩を主にした互層である内 4 某底部には瞬砂凝灰岩をコ- 3枚侠むほか，軽石の円i後を多量に合む細 中粒砂岩 がある働 5. 本層の主体をなすのは基底部の上に重なる帯濠灰色 粘土 岩を主とし砂岩を 従とする互j習で，この部分の上部にも凝灰岩が挟まれており，また中部および上部に 以化千{が多産することがある内 1 4 勺 a 島尻層群の:t体をなすものでその分布も広い角 本層は主として帯謙あるいは帯青灰色の粘:十司岩からなる内 1. 本部層の下限は厚さ4-5mの微細11粒砂岩の始まるところとした内 2. 本部層の上位と下位には厚さ 20-30cmの磨砂凝灰岩および安山特質結晶凝灰揖が ある向 3 本部層は下位の中，下部層と比べて貝化治ーが多いの 1. 本部層は主として散在する浮石片に富む粘土岩からなるn 500 m 2. 全層にわたって凝灰岩の薄層を

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有するが上半部のものは安山岩質，また下半分の ものは石英安山岩類であるの 部 I50-80m 層 刻i 新 l二50m ! 高 1. 本部層の最上位には含貝化石制11粒砂岩があり与那原膚中の良好な鍵層となっている 2. この砂岩は風化すると黄補色となり，とくに厚く発達する付近では小禄砂岩に似て いるが貝化石が含まれていること，および重鉱物組成が異なることから両者を区別 することができる。 3. J::記砂岩の下に本部層の主体をなす粘土 岩があり中位には厚さ数10cm以下の細 中 粒砂岩と凝灰岩の薄層を失有するの 層厚約ll50mの厚い地層で地表には最上部のo3mほどしか露出していない。そのう ち60mは小禄砂岩として知られている砂質岩層である。 2. 小禄砂岩は主として帯禄灰色の粘土，シノレト質微細￨粒 親11粒砂岩からなる。 3 地表において小禄砂岩以下の那覇層がみられるのは那覇市小禄付近と豊見城村我那 覇付近だけであり，両地域とも5111前後の帯桑灰色の粘土岩がわずかに頭部を現わ しているだけであるn

表- 3 那覇 2号井の坑井地質の岩本目層序〈工研報告 3号〉 ￨深 度 区 分 ￨地 問 柱 状 図 ￨ 岩 相 ￨層 ー_1

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琉球大学理工学部紀要(工学的〉 107 新 皇 居 ・白色 黄色， 多孔質透水性シノレ 烏￨ ト質の凝灰岩で軽石や貝化石を ￨ 含む 尻l与那原周 ・帯縁 帯青色のシノレト質粘土か 屑￨ ら成り，砂岩や凝灰岩をはさむ 那 覇 庖 ・帯緑灰色の細粒砂岩から成り， 群

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(小禄砂岩) 風化すると黄褐色となる角また 全般的に雲母庁におむ 島尻層は，そのほとんどが，琉球石灰岩(半沢)に よって不整合にお〉われていたと考えられるが，現在 は，部分的に，南l1'日地域に特に多く，残っているだけ である角 E 地すべり.

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犠iおよび土石流の 状況 地すぺり，斜而崩壊.

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くずれ，土石流などの定義 や，地ナペりと山崩れとのちがい，さらに，地すべり の分類について，わが国でも，これまでに多くの人が それぞれ専門の立場から論じている‘分類の代表的な ものとしては，地すべりの形態(高野秀雄) .移動の 状態(小出博).地質(小山;rド付度三郎) .運動の 様式(谷口敏雄).すベり運動及びくり返しに伴う地 形の発生過程(波A?'Dや移動する材料の種類からな された方法などがあげられよう崎これらの論義につい ては，他にゆずるとして，島尻j冒におこるこれらの現 象を，概括的に提示してみたい角 島尻層は，地質学的には，泥(灰〉岩，砂岩，凝灰 岩の層および互層から成るとして，その構造は，地殻 変動を受けて，午習曲，節理，断層を容している角一般 には，ゆるやかな勾配で各方向に傾斜し，各地に小起 伏面を形成しているが，首里附近のように，摺曲によ るドーム状を呈している所もある内土質工学的には， かなりの過庄密を受けた軟岩質の粘土であり，決して 均 質 な も の で な く .

FISSURED

または

JOINTED

STRUCTURE

をもっ泥岩層と，間結度の高い砂岩と ゆるい砂岩の層および凝灰岩の層として取扱うべきで あろう向これらの層は，かなりの厚さをもっ単層の場 合とパラレノレな薄い層をはさむか互層としてある場合 があって，複雑な多層形態をなしている内泥岩質は， 一般的には，良好な地山として支持力の点では問題な いが，侵食・風化に対して弱いことが厄介であり，砂 岩債は，回結度について問題合みであるが，泥岩質よ り侵食風化に対する抵抗性が大きいものと思われ，分 布ケ所は少ないが，露頭のきり立って存在しているの が見受けられる肉これらの状況について，写真1- 2 によって示す‘なお，島尻層中の泥岩層，砂岩層とも に，粘土鉱物として，イライト，膨潤性禄泥石，モン モリロナイト様鉱物，ハロイサイトなどが検出され， 非粘土鉱物として，石英，長石，方解石を含んでいる と言われる(福田理ら〉角島尻周におけるすべl).く ずれなどの現象は，一応，土石流，斜面崩液および地 すべりに分けて考えるが，これらが混在して発生する Picture- 1 Mudstone Layer ofShimajiriFormatiOQ

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a) Cut Slope

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上原:第三紀島尻層におる地ナベり ・崩擦について

( b) Fissuredand J ointedStructure

琉球 大学理工学部紀要(工学篤〉

Picture-J SandstoneLayerof ShimajiriFormation

(a) Vertical Cut

(b) Stratification

110 _{上原:第三紀島尻層における地ナベり・崩嬢について} (c) Firm Outcrop ケ所もあり，また，巌密に使い分けできないケースも ある角以下これら三つの型について，簡単に状況説明 をする角 1 土 石 流 と』でいう土石流とは，泥 流 (mudflow)として 取扱うべきであろう向これは，島尻層中の泥岩質が風 化， 土壌化して表土となっている比較的急な斜面で発 生している角この場合，植生の根によって，土質が， 機械的にも化学的にも，かなりの風化を受けている が，特に，地上部分に比して根の部分が浅いすすき の生えていいるケ所で発生しやすい崎 (写真3)豪雨 は，この密でない土壌を泥化し，吸水によって重くな る一方，下層士とのマサツを小さくして，移動速度が 大きくなってしまうものと考えられる《移動して斜面 先に新らしくできた堆積物は，また，移動をひきおこ すことも再々あるので，これら泥質材料はすべて除去 することが望ましい内この泥流が，小面積でかつ納長 い流れとして，念、な斜面に発生すると，その部分だけ が勺骨落"したような跡を残しているケースもよく見 受ける肉 Picture-3 Mud Flow after Heavy Rainfall

琉球大学理工学部紀要(工学街〉 111

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斜 面 崩 緩 急な斜面や切土，盛土のなされた地点や!日地におい て，豪雨などのあとによくおこっている‘切り土面の 勾肥は， 45ω~70Wイ立の急なものが多い実情であって中 には，鉛直に近い切り取りを行なっている場合もあ る。た丸島尻照においては，斜而j的擦と地すベりと は，実際，明確に分けて対処できないようなむつかし さがある偽筆者は，そのくずれたあとを観察して， その規模や"くずれかた"によって，一応とれらの区 別をしているが，簡単にはゆかないケースもあり，特 に"地すべり性崩嬢"または"崩嬢による押し出し 的すべり"と表現せざるを得ない時もある。(写真4) Picture-4 Slide and SlopeFailure

(a) Cut Slope， Route 35

112 _{上原:第三紀島尻屑における地すべり ・崩壊について}

(c) NaturalSlope ，~Nakagusuku

3 地 す べ り の周辺や段丘地を断層が走っている附近に多く発生し 地すべりとは，一般に "崩壊"に比して規模の大 ている角 (写真5)しかしながら，現時点では，安定 きいものであるが，島尻居中のそれは，他府県の例に いる所も多い。代表的な地すべり発生地は，佐敷村新 比して，さほど大きいものは少なく，表層すべりの類 を保って里地戚，南風原村大名 那務市首里東部，中 であり，時には，崩壊， I日くずれと称してよいような 城村奥問 当問地域，北中城村安谷屋および喜舎場地 ものもある向これらの地すべりは，中南部の小起伏而 域，美里村大里地域などである。 Picture-5 Landcreep ( a) ShinzatoArea

司r IV 考 察 琉球大学理工学部紀要〈工学篇〉 113

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おいて，浸透水の影響による粘土化はさけられず，と れがすべり破壊をひきおこすものと恩われる。一方， 島尻居中の泥岩(風化はさほど進行していないと思 地すべり地のボーリング資料から，地表面下ある深さ 2) われる〉は，新減によれば，自然合水比状態 (20-30 まで，風化の進行した層が続き，未風化の硬い泥岩層 %) ，飽和度ほ-::100%では，スレーキングをほとん とは，一線を画している場合が多く，その準風化深さ ど示さなくとも，吸水膨脹をおこして密度が小さくな の下端がすべり面となっていると考えられるケースが る。空気乾燥状態の泥岩は，直ちにスレーキングをお ある。このような準風化層が，ー慨にはいえないが， こして崩綴する。このととにより，泥岩の乾湿くりか 地表面下4-5米にあり，小規模な場合，円弧すべり えしによる強度の減少は明らかであり，また，層中に を生じたようなケ所がよく見られる。しかし，島尻屑

114 上原:第三紀島尻胞における地すベり・崩壊について は，前述したように，複雑な層構成をなしているた め，単純に円弧解析の手法を適用することはできない であろう。 砂岩層については，目下，直接セン断試験による強 さ試験〈残留強度の検討等〉や物理試験を実施してい るが，泥岩と同様複雑な層構成などあって，解析にあ たって困難なものがある。 ここで，筆者は，これまでの踏査観察などから，土 石流を除いた島尻層における地すぺり，崩壊につい て，次のように考えているので少し説明しておく。 1) 島尻層群中の特に与那原層において，表層が土 壊化し，その下部も風化が進行している場合，浸透 水によって強度の低下をきたし，未風化層上部です べりをおこすもの肉この場合，斜面長が短いと，単 ーまたはこ個の円弧をもっすべり面が考えられ，長 い斜面では，ナベり面の形は，頭部および脚部で円 弧をつくり，その問は直線をなすものと考えられ Picture-6 3) 切り土や盛土に伴なう島尻層すぺれ崩壊で， 道路や造成地においてよく発生するもの内この場合 は， 1)まための条件をもとにして考慮すべきもの であるが，降雨など表面水の処理のしかた，すなわ ち，排水施設や，表流水ジヤンピンク・，地中浸透の 防止などに，先ず検討すべき問題があろう。 る内層状すべりに属するものであるが，風化泥岩層 は，収縮キレツぞ吸水膨股などによって，ぱらぱら の団塊に分解されて..崩嬢"の印象を強くする。 2) 島尻層中における準風化層または砂岩質の簿 庖の中を，浸透水が地下水として流動することによ り，未風化または硬質泥岩の層面を基盤として，堆 積条件によりできた面に沿って，すべりを生ずるも の内このような状況は， (写真6)地山カット面で よく観察されるが，浸透水の流出が大きな原因です 3) べるわけであるので，田中の指摘しているように， 常に流動している地下水として取扱う場合と，雨水 が浸透していわゆる WETTINGFRONTの形成に よる流動してくる場合とに分けて考えなければなら ないだろう内砂岩質の周を通って流出する場合は， 一種のパイピング現象を生ずるわけで，冠頭部でか ん没を，先端法面で崩擦をもたらして，すべりをお こしている内 Seepage Outlet 4) 泥岩層や砂岩層が，永く地表にばく露された地 点でおこる崩壊。とれは，侵食・風化によるものと みられるわけで，ガリの発生，法商のはく離， ~'?骨 落"などにより，徐々に進行していくので，特別な ショックのない限り，法面保護が問題となろう。 (写真7)

琉球大学理工学部紀要(工学l¥':j') ₁₁₅ Picture-7 Erosion(Gul1y)ofShimajiri Formation， Mudstone 以上4つの形態が考えられるが，その対策を考える 意味で，島尻府のすべ!)，崩媛の原因を，一応次のよ うにまとめてみた内 地 図 索 J I l l l -1 1 1 1 1 1 1 1 1 f 因 原 質①島尻屑の堆積状態(岩質 及び層理構成〉 ②構造地形(変動地形及び 組織地形)

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③ 風 化 深 度 誘因3気象条件③降雨量(降雨強度〉紳 環境条件③浸透水及び地下水 ⑤ 切 り 取り及ぴ盛土 ⑦法面保護の不備 *地撤運動→変動地形 (貝塚他1963) 地質構造→組織地形 **河}II流の侵水食作用や地区振動の件 は考えていない

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また，分布の状況から，地域別に丘陵地帯のつながり を考慮して区分してみると次のようになるが，地形学 的検討は充分にしていないので断っておきたい。 1) 玉減村北部一知念村一佐敷村一与那原町南部 2) 糸満市北部ー玉城村西部一東風平村一大里村一 与那原町南部 1 3) l豊見城村一南風原 村南部

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那覇市東南部及(首里〉北部一南風原村一与那 原町北部一西原村一中城村一宜野湾市東部一北 中城村ーコザ市東部一美里村東部ー具志川市東 部 *首里ー南風原航空写真を示す(写真 8)

116 上原:第三紀島尻庖における地すべり・崩擦について 同 M H R H_門 口 円 四 l l

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琉球大学理工学部紀要(工学h.i) lJ.7 V あ と カfき 沖純における地ナペり.fVi嬢等の調査研究は，始め たばかりで，その対策手だてをこれからす』めてゆか なければならない。県・土木部河川課で，今年八月， 本島中南部地区地ナベり地及び念傾斜地の調査報告者: が出されたのを機に，これより具体的な対策が期待さ れるものである内島尻層地帯は全般的に，地すべり ・ 崩綴プロックが分布しているので，地 域別 (各市町 村〉にも対策をたてる必要があるが，地形・地質の点 で似たような地帯でも，地ナペり ・崩壊の発生する所 とそうでない所があり，また，その大方が現在安定を 保っている状況にもあるので，でたらめな土地造成等 によって刺激を与えぬよう，指導することも必要であ る内 本小文では，泥岩層，砂岩層の土質工学的特性に は，ほとんど触れておらず，従って，安定解析の評 価についての検討は行なっていない角このことととも に，浸透水，表面流水が，島尻層における災害の大き な誘因であることは明白なので，本局の浸透能，浸透 流および風化の程度問題などについて，今後研究をす 』めるつもりである。 最後に，地質学的な事項に?いては，天然ガス調査 団の報告(福田理ほか〕から引用させてもらったこと ~ z に対し，謝意を表します内また，本研究は，昭和47年 度文部省自然災害特別研究「沖縄の自然災害

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C代表 者一中島暢太郎)と昭和48年度同上「沖純開発に伴う 土地環境の変化と防災に関する研究J

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代表者一藤

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武信〉によって補助を受けたことを記し，研究班諸氏 の御協力に説、憶を表します。 引 用 文 献 1) 福田理他12名 第4次沖縄天照ガス資源調査・ 研究概報地質調査所月報第20巻2 号 cng44) または，琉球政府・工業研究指導 報告第2，3号

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新 城 俊 也 沖 純 に お け る 泥 灰 岩 の 工 学 的 特 性 0) 琉 球 大 学 農 学 部 学 術 報 告 第18号 (1971) 問題 Cll)沖縄農業第10巻1. 2 号 (1971) 3) 田 中 茂自然斜面における浸透流の取扱 い 土 と 基 礎21-8(1973) 山地斜面への穆透に関する研究 建 設 工 学 初 防

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所報告第4号(昭 38)