水と土の科学 水と土に関連した災害は， 誘因は，大雨・地震・強風 自然素因は，地表面・地盤・河川・海水 二次現象の発生，洪水・山崩れ・土石流 　　　　　　　　高潮・津波 加圧力の作用 被害の発生 社会素因は，人間・資産・施設 災害の波及 社会・経済システムへ波及し混乱・苦難

水と土の科学 水と土に関連した災害は， 誘因は，大雨・地震・強風 自然素因は，地表面・地盤・河川・海水 二次現象の発生，洪水・山崩れ・土石流 自然力の制御 誘因は，大雨・地震・強風 自然素因は，地表面・地盤・河川・海水 二次現象の発生，洪水・山崩れ・土石流 　　　　　　　　高潮・津波 二次現象の緩和 二次現象の阻止・防止 社会素因は，人間・資産・施設 被害拡大の阻止 社会・経済システムへ波及し混乱・苦難

土と水に関する諸問題 降雨 ダム 斜面崩壊 地下水汚染 揚水量 地すべり 河川 涵養 蒸発 地盤掘削 漏水 浸透量 流動 浸透破壊 湧水 トンネル掘削 湧水，周辺地下水低下 井戸 地下水の 塩水化 地盤沈下 シールド トンネル　浸透圧

1. 土の成因と種類 土は，主に岩石が気象などによって形や性質を変える風化作用を受けて生成され， 一部には植物の腐食によって生じた土もある。 　土は，主に岩石が気象などによって形や性質を変える風化作用を受けて生成され，　一部には植物の腐食によって生じた土もある。 　風化作用は，物理的風化，化学的風化，生物的風化の３つに大別される。

物理的風化は， 　温度変化によって岩石にひずみが生じたり，岩石の亀裂内の水が凍結・融解を繰り返すことによって破砕して，岩石が細分化していくのである。流水や風などの作用によって岩石が侵食され細分化することもある。　 礫，砂，シルトは，主にこの物理的風化作用を受けて生成されたもので，岩石が細分化されただけでその性質は変わらない。

粒径による区分 粒径が75mm以上のものを岩石質材料， 75mm未満のものを土質材料といい， 0.075mm未満の大きさをもつ土を細粒分， 粒径による区分と名称 細粒分 粗粒分 粒径（ mm ） 0.005 0.075 0.250 0.85 2 4.75 19 75 300 細砂 中砂 粗砂 細礫 中礫 粗礫 粗石 巨石 粘土 シルト 砂 礫 石 細粒分 粗粒分 石分 土質材料 岩石質材料

化学的風化には， 　岩石中の鉱物と水が接触して化学反応を生じる加水分解，炭酸ガスを含む水による鉱物の溶解，岩石中の鉄分の酸化作用がある。これらの作用によって，岩石の化学組成・鉱物組成が変化して，粘土鉱物(粘土を構成する主成分鉱物)が生成される。 　粘土鉱物には，大別して，カオリナイト，モンモリロナイト，イライトと呼ばれるものがある。

生物的風化について， 　岩石の割れ目で植物の根が成長することによって岩石を破砕する作用もあるが，根の腐食(腐植)の際に生成される炭酸や有機酸が岩石鉱物を溶解していくものである。

2. 土層の形成 　岩石の風化によって生成された土は，そのままの位置で堆積した定積土(残積土)と，重力，流水，風力，火山などの作用によって運搬された後に堆積した運積土(堆積土)に区別することができる。

定積土 　定積土の代表的なものの一つに，花崗岩質岩石が風化して堆積したまさ土と呼ばれる土がある。また，定積土には植物が腐食・堆積してできた植積土(腐植土)も含まれる。なお，植積土で，植物組織が未分解でまだ残っているものを泥炭(Pt)，その組織が残っていないものを黒泥(Mk)とそれぞれ呼んでいる。

運積土 　崩積土は，重力の作用によって斜面上の土が下方へ堆積した崩積土があり，円錐状の堆積物である崖錐がその代表的なものである　 崩落

流水の作用で， 雨水や河川水などの流れにのって河川で堆積した河成堆積土，湖での湖成堆積土，海での海成堆積土に分類される。 　雨水や河川水などの流れにのって河川で堆積した河成堆積土，湖での湖成堆積土，海での海成堆積土に分類される。 　河川水が山間部から平野部，湖・海へと至るとき，流水の運搬力が順に小さくなるので，河川上流で大きな粒子の礫や砂，下流でシルトそして湖や海で粘土がそれぞれ堆積し易い。 上流は粒径大 下流は粒径小

風積土 　我が国では火山灰が偏西風によって運ばれた風積土(運積土に分類される)が広く分布している。その代表的なものに関東ロームやしらすと呼ばれるものがある。 偏西風 堆積

3. 建設工事の対象となる土層 沖積土 洪積土

4. 粗粒土の構造 砂｛S｝

　砂の場合は，粗粒土では，様々な粒径の土粒子が角張ったり丸みを帯びたりした形状をもっており，その単一の粒子が点で接触し合うように集合した単粒構造を示す。 　但し，細粒分が幾らか混入している場合には，その単粒構造で，粗粒子に細粒子が付着して存在するような構造になることもある。いずれにしろ粗粒土の構造の形成には，単一粒子の粒度・形状とその接触状態が大きくかかわる。

5. 細粒土の構造 シルト｛M｝

粘土｛C｝

粘土粒子よりも大きな粒径のシルト粒子あるいは薄片状の粘土粒子が凝集化した団粒(ペッド)と呼ばれる。 　粘土粒子よりも大きな粒径のシルト粒子あるいは薄片状の粘土粒子が凝集化した団粒(ペッド)と呼ばれる。

ペ ッ ド 粘 土 粒 子 ［ ラ ン ダ ム 構 造 ］ ［ 綿 毛 化 構 造 ］ ［ 分 散 構 造 ］ ［ 配 向 構 造 ］ 　ペッドの部分では，粘土粒子の配列が様々な形態をとる。これらペッドやシルト粒子の配向，ペッド内部の粒子配列およびリンクの発達状況は，土が海水中で堆積するなどの環境や過去に土が受けた外力の履歴などによって異なり，土の強さと大きなかかわりをもつ。

土の生成に関する確認 (1)岩石の種類は極めて多いが，その成因から分類すると，(火成)岩，(堆積)岩，(変成)岩に大別される。 (2)(火成)岩は(マグマ)が内部から上昇し，冷却して固まった岩石をいう。 (3)花こう岩の風化過程にあるものを(マサ)土といい，透水性がよく山崩れなどの災害を 起こしやすい。

(4) 我が国の平野部に分布する地層は，主として(沖積)層および(洪積)層である。特に (沖積)層は(軟弱)な地層の場合が多く，建設工事には注意が必要である。 (5) 大きな断層を地質構造線といい，日本の地学上最も重要な構造線として(糸魚川静岡)構造線と(中央)構造線がある。 (6) 断層では岩石がその面で(破砕)されており，断層面では角レキや粘土からなる (断層破砕帯)を形成し，軟弱で湧き水を伴いやすい。

(7) 岩石は風化作用によって破砕と分解を受け，しだいに細かくなっていく。その要因として，(物理的)風化，(化学的)風化，(生物的)風化がある。 (8) 岩石の表面が風化してできた土が，そのまま堆積している場合を(残積)土という。また，風化した土が流れや風によって遠方まで運ばれて堆積し，圧力を受けて存在する土を(運積)土という。

(9) 火山から噴出する火山灰は，岩石の風化によってできた土とは著しく性質を異にする特異な土で，我が国では広く分布し，それぞれの地方によって(関東ローム)，(しらす)と呼ばれる。土木工事には困難な土となることが多い。 関東ローム→赤土