前に述べましたように、一般に、不連続性岩盤と呼ばれる岩盤の透水係数は、岩盤内の様々な割れ目の透水性によって支配されていることはよく知られています。不連続性岩盤の透水性に対しては、以下に示すような割れ目の特性が影響を与えていると考えられます。

　　1.割れ目の密度
　　2.割れ目の連続性
　　3.割れ目の開口幅
　　4.割れ目の粗さ、充填物の有無

今回は、不連続性岩盤の透水性に対する割れ目の密度および割れ目の開口幅の影響について考察してみたいと思います。

図－１　割れ目が平行に分布している場合の，岩盤の透水係数と割れ目密度および開口幅の関係

図－１は、割れ目が平行に分布していると仮定した場合の、割れ目に平行な方向の岩盤の透水係数と割れ目密度および割れ目開口幅の関係を計算によって求めた結果を示しています¹⁾。割れ目密度については、例えば、１ｍあたりの割れ目の本数が２倍になると、岩盤の透水係数も２倍に、割れ目の本数が10倍になると、岩盤の透水係数も10倍に増加しています。一方、割れ目の開口幅が10倍になると、岩盤の透水係数は約1000倍に増加しています。したがって、岩盤の透水係数に対しては、割れ目の開口幅の影響が非常に大きいことがわかります。

図－２　岩盤の透水係数と割れ目密度の関係（神岡鉱山における測定例）

図－２は、岐阜県の神岡鉱山において、岩盤の透水試験と割れ目の調査を同時に行った結果に基づいて、岩盤の透水係数と割れ目の密度の関係について整理してみたものです²⁾。割れ目の密度が増加すると、岩盤の透水係数が増加する傾向はみられますが、両者の相関性はそれほど明瞭ではありません。そして、１ｍあたりの割れ目の本数が最も多いところ（約10本）でも、最も少ないところ（約４本）の約2.5倍であるにもかかわらず、岩盤の透水係数の最大値は、最小値の約10万倍になっていることからも明らかように、この測定例では、岩盤の透水係数の変化に対する割れ目密度の影響はそれほど大きくないと考えられます。

図－３　岩盤の透水係数と開口割れ目密度の関係（神岡鉱山における測定例）

一方、図－３は、岩盤の透水係数と開口割れ目の密度の関係を示したものです。ここでは、ボアホールテレビ観察による開口幅1.0mm以上の割れ目を開口割れ目としています。両者は、両対数グラフ上でほぼ直線関係を示しており、明瞭な相関性が認められます。この結果は、不連続性岩盤の透水性に対しては開口幅の大きい割れ目だけが支配的な影響を及ぼしており、割れ目の開口幅の影響が非常に大きいということを示唆しています。なお、図－３の、「開口幅10.mm以上」というのは、あくまでもボアホールテレビにより観察された割れ目の開口幅であり、一般に、図－１で用いられている開口幅（「水理学的開口幅」）とは大きく異なっていると考えられています。

軟岩の場合、岩盤としての特性は主として岩石の特性により支配されていると考えられています。しかし、軟岩内にも様々な不連続面が存在し、それらが岩盤の特性に大きな影響を与えている場合もあります。特に透水性に関しては、力学特性以上に不連続面の影響を受けやすいので、一般に考えられている以上に不連続面の影響を無視できない場合が多いと考えられます。

図－４は、島根県における軟岩（来待砂岩）の採石場を対象にして、割れ目群のみによる岩盤の透水係数を求めた結果を示しています³⁾。割れ目の透水試験によって求められた割れ目の開口幅の値を用いて、原位置における割れ目の間隔は平均約５ｍであるとして求められた割れ目群のみによる岩盤の透水係数は、10^-9～10^-8m/sのオーダーの値となっています。一方、室内透水試験によって求められた軟岩基質部の透水係数は10^-10m/sのオーダーなので、この岩盤では、割れ目の透水性が支配的であると推測されます。

図－４　軟岩からなる岩盤の透水係数に対する割れ目の影響に関する検討例