香川県の土の物理・工学性に関する研究 (II) 地層別にみた土の性質について-香川大学学術情報リポジトリ

129 香川大学農学部学術報告 第28巻第60号129∼134，1977

香川県の土の物理・工学性に関する研究

（Ⅱ）地層別にみた土の性質について

斎藤 実，横瀬広司，青柳省吾，山田宣良

STUDIES ON THE PI-IYSICAL AND GEOTECHNICAL,

PROPERTIES OF SOILS OF KAGAWA PREFECTURE

II… ResearchforEveryBedsDi飴rTheirGeologlCalSystems

MinoruSAITO，HirQjiYoKOSE，ShogoAoYANAGIandNoriyoshiYAMADA

Inthispaper，WereSearChsomefundamental，SeCOndaryandagricultur・al（drydensity，degree

ofaggregationandpF−mOisturerelation）propertiesof’transportedsoilsofKagaWaprefもcture・

Soilsusedintheseexperimentsar・eCOllected丘OmthebedsofIzumigrOup（mesozoic），Mitoyo

group（neogenetertiary），diluviumandalluvium・

Asresultsoftheseexperimentalresearches，prlmarilyonthegeOlog1CalpolntOfview，fb1low・・

1ngCOnClusionsareachieved

1．InKagawapreftcture，mOStOf−transportedsoilsseemtobeconsistedoriginallyofgranitic

Parentmaterials）1rreSPeCtivetogeologlCaltimcofbed

2．Sofarastheresultsobtaincdintheseexperiments，thereisnogTadualchangeamongeaCh

transportcdsoilsofdi鮎rentgeologlCalsystems，eXCeptfbrvoIcanicashsoil

3．Judging丘omtheaspectsofphysicalandgeotechnicalproperties，SOilsofMitoyogTOuP

aredividedintoalluvialsandlacustrinesoil，thoughtheformerhasrelativelysandyproper−

ties，thelatterhasclayeyones

本論文においてわれわれは，香川県の運培土の基本的，ニ次的，戯学的（乾燥密度，団粒度，p王L水分特性）性質 について考究した．試料は和泉層群（中生代），三豊屑群（新第三紀），洪積層および沖積層から採取した． こ．れらの実験的研究の結果，主として地質学的見地から，次の結論が得られた． 1．香川県下のほとんどの運硫土は，地層の生成年代にかかわらず，花崗岩賀の母材に起因するように思え．る． 2。これらの実験結果に関する限り，火山灰土以外の運培土には生成年代順の漸移関係は見出せなかった． 3．物理，工学的性質からみると，三豊屑土は河成層土と湖成層土とに分けられ，前者が砂質であるのに対して後 者は粘土質である 緒 戸 前報において筆者らは，香川県の風化残培土の物理，工学的性質について検討を加え，その結果土を母岩別に分類 する方法が有意義であることを明らかにした（1）1．しかしをがら，わが国のように侵食作用の激しい土地では，一・般に 風化残額土は山地 丘陵地などに分布が限定されており，人間の社会，経済的活動が活発に行なわれている平野部の 土を考える上においては，いわゆる運墳土の性質が問題とをってくる．運埴土又は堆砥層土の物理・工学的性質につ いては，これまでもいくつかの検討が加えられているが，それらのほとんどは具体的資料に乏しい記載的なものであ ったり，あるいは建設事業のようを特定の目的に応じた局所的なものであり，系統的を研究は比較的少ないようであ る、

斎藤 実，横瀬広司，青柳省吾，山田宣長 香川大学農学部学術報告 130 櫓下ら（2）は愛知，三屋県下の多数の土質実験資料をまとめ，土を沖横屑土，洪墳眉土，第三紀層土に分けた上で， その塑性図，粘着力と内部摩擦角との関係などを示している．この研究は土を系統的に取扱・つている点において高く 評価できるものであるが，いわゆる広域を対象としているので，同一・地層内での地域的差異が包含されたままとめら れた結果とをり，デ・−・タのばらつきが大きくなっている．陶野（8）は，堆墳環境ならびに構成鉱物が土の工学的性質に 及ぼす影響について，主として粒庶組成との関連の下によくまとめてはいるが，実例に乏しいきらいがある．小島（4） は一・軸圧縮強度を某夜指標として，沖墳，洪横，第三紀層の順に聞結度が高まることを示しているが，こ．れは土→軟 岩→硬岩といった堆積学的な岩石生成の過程を説明したものであり，土を比較しているとは考え．難い．古畑（5）は，北 海道南部の火山灰土を新規火山灰，ql期火山灰，古期火山灰ロ・−・ムに分類して種々の検討を加えているが，それらの 工学性については言及していをい．そこで，ここではこれらの諸研究の成果をふまえ，香川県下の土を地層別にみた 場合の物理，工学性について考究する… 供試土の採取について わが国のように侵食の激しいところでは，いわゆる「土．というものは，洪墳台地上にしばしばみられる赤色の古 土壌ヤ山部の火山灰土のようなレリックを除けば，その大部分が第四紀沖積世にお車て生成されたものであり，その 意味では土を地層別に古生層土とか第三紀層土．というように表わすことは適当ではをいようにも思え．る．しかしをが

ら地層が異なるとそれに伴って地形や植生などが変化し，その結果が土地利用などにも影響を及ぼし七いる事実は我

々がしばしば目にするところであり，同様にして土の物理・工学的性質にも差異が生じているのではをいかと推察で きる．又，現在の土が過去に受けた応力の大きさや時間をどによって，どのような影響を受けているのかについても 検討の余地があるのではないかと考える．しかしをがら，既に前報で明らかにしたように，土の生成に関与する因子 は数多くあり，地層別にその差異をみるためには，それ以外の因子をなるべく近似させておく必要がある．以上の見 地に基づき，筆者らは異をる地層が相接して地表に露出している場所を選定し，それぞれの土の混入を避けるために 表土を除いた上で試料を採取した小 採取地及びその地層断面模式図を示すと図−1，2のとおりである． G：花崗岩 M：三豊暦 D：洪積層 A：：沖積層 図−2 採土地−2 （高松市西植田町郷） l：和泉層 M：ニ三豊暦 G：：花尚岩 A：沖積層 図−1採土地−1 （仲多度郡仲南町春日） これらの供試土についての測定項目としてほ，前回に行をった真比重，粒度，コンシステンシ・−，締固め密鼠・−・ 軸圧縮強度，セン断強度に加え，比較的農業に関連した土壌物理学的項目として，乾燥密度，団粒匿，pF一水分特性 についても検討を加えた1． 土の基本的性質について 今回の供試土における真比重，粒度等の基本的性質は表一1に示すとおりである．

第28巻第60号（1977） 香川県の土の物理・工学性 ＝Ⅰ）地層別 表檎1供試土の基本的性質 131 この表では比較が容易とをるように前報と構成を同一・にし，さらに考察をすすめてゆく上で必要な資料として4種 の土の対比データを加え．てある． 1．真比重について 義一1からわかるように，今回供試した土の其比重は三豊屑土（仲南）を除きほぼ2牒6で一・定であった．このことば 香川県における堆較屑の多くが，花崗岩もしくはそれに葬似した鉱物組成の岩石の風化物が道徳して生成したもので あることを基づけしているものと推察できる．ちをみに前報で報告した花崗岩土4種の平均真比重は267であった． 又，三豊層土（仲南）の倍が比較的大きかったことについては，選択的淘汰作用によって有色造岩鉱物（黒雲母，角 閃石など）とそれに起因する粘土鉱物（イライト，モン・モリロナ・イトなど）が比戟的多く存在したためではないかと 考えられる． 2、．粒度と均等係数とについて 粒度についてみると，三豊屑土（仲南）のシルト分が多いこと，ならびに三豊屑土（高松）の砂分が多いことが特 筆できる他はさして目立った特色は示さず，全般的には前報の砂岩土に類似した傾向を示している．このように同じ 三豊屑土でありながら粒度が著しく異孜ることについて，参考までに併記した山本町，綾南町のデータと対比してみ ると，これら4種の三豊屈土の中では高松のものだけが特異な値を示しているということがわかる．この原因につい てほ後に詳述する小 又，一・般に堆墳層土の均等係数は，その生成状況からみて小さくなるものと考えられがちである が，今回供試した土においては三豊層土を除いては必ずしも小さい値ではなく，比較的淘汰が憩いという結果を示し ている1．これは今回の試料がいずれも山麓で採取されたという特殊な条件下にあったことの他に，場合によっては一・ 旦堆敬して岩石化の過程を経たものが再び土壌化した場合，必ずしも元の粒皮に戻るとは限らないという可能性もあ ろう．．−・方，近接採取地相互の試料を比較してみると，仲南では和泉屑土が砂貿であるのに対し三豊屑土がシルト貿 となり，高松では三豊屑土が最も砂質であるのに対して洪楷屑土，沖積層土は互いに類似した粒度を示したことから， いわゆる「地層別．にみた場合には，例えば漸移関係のような明白を特徴は認められないといえよう“ 土の二次的性質について 土の二次的性質については，前報と同様にコンシステンシー，締固め密度，−・軸圧縮強度，セン断強度の4項目と， それらに付随するいくつかの指数を対象として測定を行なった、その結果は真一2に示すとおりである． 1‖ コンシステンシー・について 今回供試した土のコンシステンシ・−・については，前報と同様にして活性度，P．．Lタフネス指数の3つを重点的に 検討してみる．まず活性度についてみると，三豊屑土（仲南）が15を示した以外は0い8以下となり，全般に小さい倍 をとることから，本県においては残培土と同様に運碩土も比較的活性が低いといえる“次にP・・Ⅰ・の備については， 三豊層土（仲南）が大き夜催を示したのに対し，逆に三豊眉土（高松）の値は小さく，その他の三種の土はほほ類イ以 していたことからもわかるように，ある程度粒度との対応がみられるようである．さらに前報において土の分類に際 して濠も有用であったタフネス拾数をみると，沖積層土，三豊眉土（仲南），洪積層土，和泉屑土，三豊眉土（高松）

斎藤 実，横瀬広司，青柳省吾，山田富良 香川大学農学部学術報告 義一2 供試土の二次的性質 132 の順にかなり明白夜順位を示し，その意味からは今回の試料は五に独立した関係にあるものとみなしうる． 2．締固め密度と土の強度とについて 締固め密度は，三豊屑土（仲南）が小さい他はかなり大きな偲を示した．それに伴い最適含水比は三豊層土（仲 南）のみが大きい値をもっている．この結果を基本的性質との関連の下にとらえてみると，粒皮との関連では前報で 示したように細粒含有率（粘土分＋シルト分）の影響が大きいが，同時に均等係数の大小も関与していることがわか る．．すなわち，土のような粒状体のつまり方の程度を判定する指標として，人工配合土の場合（6）と同様に天然の土に おいても，粒径の分布を量的にばかりでなく質的にとらえることが有効であることが示唆された… 次に−・軸強度にっ いてみると，全般に値が小さく，運積土の場合には地盤の支持力があまり期待できないという一・般的傾向を塞がきし ているようであるlさらにセン断強度については，全般に粘着力がが小さいことが特徴的である．これは今回供試し た土の活性度が低かったこととも関連して，花崗岩の風化物を中心母材とする堆着屑土の一つの特徴ではをいかと考 えられる．これらの結果から判断すると，運積土の強度は−・般に残療土よりも小さく，土木工学的な応用上の見地か らは問題が多い土であるという認識は，本県の土の場合にも充分あてはまるものであることが確認できる． 土壌物理学的特性について 今回は比較的平野部の土を対象としたので，土地利用上虚業へ・の応用を考えた土壌物理学的特性をも加えて考究を すすめた．項目としては乾燥密度，団粒度，pFl水分特性とし，そのうち乾燥密度については，一・部の試料が現場の 状態での試料採取が困難であったことから，沈定密度で表わすことにしたい その結果は表−3に示すとおりである． 表−3 供試土の土壌物理学的性質 この表中の三豊屑土に最も明白に示されているように，乾燥密度の小さい土ほど団粒がよく発達しており，pF一水 分特性からみた有効水分も多くなっている‖ その意味からは三豊屑土（仲南）は，この中では農耕上最もすぐれた土 であるといえる。．又，特に農兼方面への応用度を土の物理的性質から判定する場合には，表一3の項目中最も簡便な測 定法である乾燥密度を採取することが合理的であるものと考えられる．さらに相対的にみた場合，同じ土壌物理学的

133 第28巻第60号（1977） 香川県の土の物理・工学性（H）地層別 性質でありながらpF一水分特性と他の2者とは傾向が異なってレゝるこ．とが認められる、すをわち乾燥密度と団紐皮 とは比較的土の基本的性質と合致した傾向を示すのに対して，pIL水分特性は土の二次的性質との関連性が高くなっ ている．．従って工学的性貿の測定結果も，ある程度農業への応用上利用しうるのではないかと考える… 地層別にみた土の特徴について 以上の結果を総合的にまとめてみると，今回供試した土．のうち仲南町の和泉屑土，三豊屈土は，−L般に和泉層土が 砂質土的挙動を，三豊屑土が枯質土的挙動を示すという形で要約できる．これを地史的にみた場合，和泉屑中の細粒 分（特にシルト分）が侵食されて再堆積し，三豊屑が形成されたためであるとすることもできるが，筆者らはこのよ うな相互の関係は比較的小さいのではないかと考えるすなわち，均等係数，活性度，タ■7ネス指数等の顕著を差か ら判定すると，この両者はいずれも花崗岩風化物を主体とした堆積屑でありながら，和泉層が中生代の梅成層である のに対し三豊層が新生代第三紀の湖成層であることが，土の物理・工学的性質にも影響を及ぼしているものと考えら れる小 これは今回参考に供したデータや朗報の結果からみて，仲南町の和泉屑土ほ典型的を和泉「砂岩．の風化土で あり，また三豊屑土はシルト質泥岩の風化土であって，それぞれの屑群中の代表的性質を示していることから，ある 程度一・般的を事柄として認められるのでほないかと思う‖ 又，場合によっては三豊層土に対しては，木屑の生成期お よびその直前に活動が盛んであった誤岐層群の噴出岩却の影響があったという可能性も否定できない＝ これは三豊層 土内においてしばしばモンモリロナイトの存在が認められる＝）ことからも推察できる事柄であるn 次に高松市の三豊層土，洪療屑土，沖積層土を比較してみると，物理・工学的にみて，例えば地層生成年代順とい ったような漸移関係はみられず，むしろ2‥1の2群に分けるのが安当なように思える“すなわち，土の基本的性質 については，砂分が多く均等係数が小さい三豊屑士と，この逆の性質を示す洪槍屑土十沖級層土に，又二次的性栗 ではL‖Lが大きく，締固め密度が小さく，タフネス指数が大きい沖積層土と，この逆の性贋を示す三豊層土＋洪概 層土に，それぞれ分けることができる… さらに各因子相互l司の関係をみると，土壌物理学的性質のうち乾燥密度と団 粒度とは土の基本的性質と同様に，又pト水分特牲は二次的性質と同様に取扱うことができるように考えられる・ 山・方，同じ三豊層土でありをがら，仲南のものと高松のものとの間に著しい物理・工学的性璽の差を生じたことに っいて，参考に示した他の三豊層土（山本町，綾酬J）との対比で考え．ると，表−4に示したように，Thompsonの棄 却検定の結果，均等係数，沼性度，締固め密度の3項目において，高松のものと他の3つの三豊層土との間に有意を 差（危1灸率5％）が得られ，LLP．Ⅰ．．についても有意に近い差が認められた一磯にわずか4偶のデータ相互間に 衣∩4 Thompsonの尭却検定（α＝OhO5でFD＝18。5）

∈：≡≡∋≡≡：≡∃：≡≡

有意義を見出すことほ極めて困難であるとされていることから，これらの関係は単に仲南のものが典型的な三豊屑と 考え．られるシルト質泥岩の風化土であったのに対して，高松のものが砂質岩の風化土であったことのみにとどまらず， 前者が標式的な湖成層土であるのに対し，後者が同屑群中段上位の河成層であることをも間接的に示唆しているので はなかろうか． これらの結果から判定すると，従来の研究において地層別にみて土の物理・二工学牲に差異があるとされてきたのは， 生成年代の差によって生じる要素のみならず，堆硫環境ヤ地形，風化の程度の相違夜ど数多くの因子を含んだ結果と して考えられるものであろうい なお，参考までに示した火山灰性の土についてほ，本県においてはその分布が狭く，なかでも琴南のもののようを 第四紀の火山灰（音地火山灰）の分布はほとんど無視できる程度のものにすぎない，．しかも琴南の火山灰土と坂出の

斎藤 実，横瀬広司，青柳省乱 山I卦宣良 香川大学農学部学術報告 131 凝灰岩土とは明らかに異なる火山系のものであり，本来比較に供しうるものとは考え．にくいので今回は参考データに とと■めた．しかしながらこの両者を比較してみると，ほとんどの因子について坂出のものは琴南のものに比べて物理・ 工学的に「安定．した性貿■を示している．これをさらに高知県下の秩父帯にみられる輝線凝灰岩土の実験値と対比さ せると，生成年代順に漸移する傾向が明白となったすなわち火山灰土の場合には−・般の運積土の場合より時間的な 要因が強く作用するのではないかと考えられる．これは新規火山灰土で・一・・一一般的な無定型粘土鉱物であるアロ■7ェンが， 次第にハロイサイトのような定型粘土鉱物に変化することによ・つて生じる土の物理・工学的性質の変化が，造岩鉱物 の粘土鉱物化によって起る変化よりも顕著であることを表わしているものであろう． 以上のように，本県下の運培土について系統的に検討した結果，いくつかの黄塵な示唆が得られたが，生成因子の 均一イヒに留意するあまり試料数が不充分であったと考える．従って今回得られた結果については，今後ともデー・タを 蓄積することによって検証してゆきたいと考え／ているい 謝 辞 本論文作成にあたり，特に試料採取に際して御助言，御協力戴いた本学ニヒ壌肥料学研究妥，梅田裕助教授にあつく 御礼申し上げる 引 用 文 献 施工技術，4，33−42（1972）． （5）古畑 背：十勝火山灰土壌の物理性と分類，近代 虚業における土壌肥料の研究，第4集，1−12養賢 党（1973）． （6）たとえば 横瀬広司他：粘性土と粗粒土の混合 材料の工学的特性について，ⅠⅠ，締固め土の密度 と粒度特性の相関性に関する予備的実験，番犬農 学報，23−1，118−126（1971） （7）青柳省吾：未発表 （1976年9月30日 受理） （1）斎藤 実地：香川県の土の物理・工学性に関する 研究，（Ⅰ）風化残額土について，番犬農学報，27， 203−209（1976）い （2）植1￣F■ 協他：統一・土質分類と上の諸性質との関 係−一変知・三重の土質資料にもとづいた場合，土 と基礎，19−・2，13−19（1971）． （3）陶野郁雄：土の判別分類に関する地質学的証拠 と工学的証拠との関係，第17匝1土質工学シンポジ ウム，77−80（1972）… （4）小島童二：堆墳物の固給過程とそのエ学的性質，