第２回大和北道路地下水モニタリング検討委員会

資料－４

平城宮跡内の土壌に関する

土質試験について

１．土質試験の概要 ···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1

1-1 土質試験の目的 ···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1

1-2 試料採取および現地試験位置 ···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1

1-3 土質試験項目···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2

２．東院地区 試験結果（速報） ···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3

2-1 試料採取・現地試験現地概要 ···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3

2-2 土質試験結果（速報） ··· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4

【参考１】 東方官衙地区について···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7

【参考２】 試料採取について ···· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 8

平成１９年３月２８日

国土交通省 近畿地方整備局 奈良国道事務所

第２回大和北道路地下水モニタリング検討委員会 平成１９年３月２８日

資料－４ 国土交通省近畿地方整備局奈良国道事務所 - 1 -

１．土質試験の概要

1-1 土質試験の目的

文 化 財 保 全 の観 点 から適 切 な地 下 水 のモニタリング方 針 を定 めるため

には、木簡の保存メカニズムについて客観的な把握が重要。

そのため、木 簡 が埋 蔵 されている土 壌 等 の土 質 試 験 （試 料 採 取 による

室 内 試 験 と現 地 試 験 ）により、木 簡 保 存 に適 する土 質 と地 下 水 位 との関

係を、土質工学の見地から推察。

1-2 試料採取および現地試験位置

平 城 宮 跡 内 において、奈 良 文 化 財 研 究 所 が実 施 している発 掘 調 査 箇

所（２箇所）。

①東院地区 （奈 良 文 化 財 研 究 所 ：「平 城 第 401次 調 査 」地 区 ）

②東方官衙地区 （奈 良 文 化 財 研 究 所 ：「平 城 第 406次 調 査 」地 区 ）

大和北道路

東院地区TP+67m

平 城 宮 跡

水位観測孔NO13

TP+70.7m

水位観測孔NO14

TP+62.9m 国道２４号

奈良市役所

Ｎ

東方官衙地区TP+65m

□ 南 北 地 質 断 面

TP+70m

TP+60m

TP+50m

Tlg

Tmg

Tmc

Os1

Ac

Oc2(Ma7)

Oc3(Ma3)

NO13TP+70.7m

NO14TP+62.9m

東方官衙地区約TP+65m

地下水位：TP+69.15m 地下水位：TP+62.82m地下水位：約TP+65m

東院地区約TP+67m地下水位：約TP+65m

TP+70m

TP+60m

TP+50m

Tlg

Tmg

Tmc

Os1

Ac

Oc2(Ma7)

Oc3(Ma3)

NO13TP+70.7m

NO14TP+62.9m

東方官衙地区約TP+65m

地下水位：TP+69.15m 地下水位：TP+62.82m地下水位：約TP+65m

東院地区約TP+67m地下水位：約TP+65m

北 南

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1-3 土質試験項目

以下の現地試験、および土試料採取（【参考２】参照）による室内試験を実施。

(1)化学試験

a) 酸化還元電位（Ｅｈ） 現 地 試 験 ・土 壌 が酸 化 状 態 か還 元 状 態 かを把 握

b) 水素イオン指数（ｐＨ） 室 内 試 験 ・土 壌 が酸 性 化 アルカリ性 かを把 握 （酸 化 還 元 状 態 の把 握 ）

c) 有機性炭素含有率 室 内 試 験 ・有 機 物 の含 有 率 を把 握 →木 簡 の存 在 の有 無 の目 安

d) 硫黄含有量 室 内 試 験 ・硫 黄 分 の含 有 量 を把 握 （酸 化 還 元 状 態 の把 握 ）

e) 鉄含有量 室 内 試 験 ・全 鉄 と二 価 鉄 （酸 化 していない鉄 ）鉄 分 の含 有 量 を把 握

（酸 化 還 元 状 態 の把 握 ）

(2)物理試験 -- 土壌の水分保持特性等を把握

f) ｐＦ（土壌の水分保持力） 室 内 試 験 ・ｐＦ曲 線 を作 成 し、土 壌 の水 分 保 水 性 を把 握

g) 土粒子密度 室 内 試 験 ・土 粒 子 の密 度 を把 握

h) 自然含水比 室 内 試 験 ・土 壌 の含 水 比 を把 握

i) 粒度組成 室 内 試 験 ・土 壌 の組 成 区 分 を把 握

j) 飽和透水係数 室 内 試 験 ・土 壌 中 の透 水 性 を把 握

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２．東院地区 試験結果（速報）

2-1 試料採取・現地試験現地概要

□ 現地盤高：TP+約67m、

地下水位：TP+約65m

（地下水面が地表から遠い）

（現 地 盤 高 はS=1/2,500地 形 図 より、地 下 水 位 は３次 元 解 析 の現 況 再 現 より）

□ 主 に堀 立 柱 建 物 等 の石 組 構 やバラス敷 等 の遺 構 を検 出 、土 器 類 や

瓦塼の遺物が出土 （現 地 説 明 会 資 料 より）（木簡は確認されず）

今回の発掘調査位置

試料採取・現地試験①地点

試料採取・現地試験③地点

試料採取・現地試験②地点

△ 発 掘 調 査 現 場 （ 南 東 か ら ） △ 発 掘 調 査 現 場 （ 南 西 か ら ）

現地盤高：TP+67m

地下水位：TP+65m

2m

現地盤高：TP+67m

地下水位：TP+65m

2m

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2-2 土質試験結果（速報）

（１）化学特性

□酸 化 還 元 電 位 測 定 結 果 から、一 般 的 な酸 化 状 態 。また、鉄 含 有 量 分

析 の結 果 二 価 鉄 （還 元 鉄 ）が存 在 しないことからも酸 化 状 態 （三 価 鉄 ）

であると推定

□pHは、6.2～6.8（若干酸性）

□有機物の少ない無機質土であり、木片等の有機物が活発に分解された状況

にない（通常有機物含有量が少ないとされる土でも約2%程度）

表 － １ 東 院 地 区 土 質 試 験 結 果 （ 化 学 特 性 ）

地点名 (深さ：GL-m)

①地点(0.4～0.6)

②地点(0.4～0.6)

③地点(0.4～0.6)

3地点平均(0.4～0.6)

備 考

酸化還元電位(mV) 370 319 323 337 ②地点の最小最大値は除去

水素イオン指数(pH) 6.8 6.2 6.5 6.5 JGS 0211 (22℃)

有機性炭素含有率(%) 0.26 0.30 0.26 0.27 JGS 0231

全硫黄 0.043 0.034 0.058 0.045 地球化学的試料の化学分析法2の3.12.2 硫黄含有量(mg/g)

硫酸態硫黄 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 JGS 0241

鉄 19 20 19 19 環水管第127号Ⅱ-10 鉄含有量(mg/g)

二価鉄 <0.005 <0.005 <0.005 <0.005 土壌養分分析法(16.2.3A)

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

0 2 4 6 8 10 1412

（中性：6.5～7.5程度） 大

（アルカリ性）

小

（酸性）

酸化

還元

電位

　Eh(V

　vs

.　SH

E)

酸化

力

大

還元

力

大

No .2

No .3

東院地区の土壌試験結果

Ｆｅ2Ｏ3

（ヘマタイト）

Ｆｅ2+

Ｆｅ3Ｏ4

（マグネタイト）

ＦｅＳ2

（黄鉄鉱）

ＦｅＣＯ2

（菱鉄鉱）

(水の酸化分解領域)

(水の還元分解領域)

Ｆｅ3+

(O2)

(H2)

(H2O)

(H2O)

二価鉄、三価鉄の境界線

No .1

図 － １ 東 院 地 区 の 土 壌 化 学 試 験 結 果

鉄のpH-Eh安定領域図（J.E.ｱﾝﾄﾞﾘｭｰｽﾞ他：地球環境科学）に加筆

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（２）物理特性

□土粒子の密度は、2.67g/cm３で一般的な値

□含水比は３地点とも約20%程度

□３地点の飽和度は65～93%であり、不飽和状態

□粒 度 組 成 は３地 点 とも細 粒 分 （シルト、粘 土 分 ）が60%程 度 で、砂 質 土

としては細 粒 分 含 有 率 が高 い。このために透 水 係 数 も、約 10-6cm/sec

と低い

□ｐF曲線は、粘性土に近い特性を示し、土壌の保水性は高いと推定

表 － ２ 東 院 地 区 土 質 試 験 結 果 （ 物 理 特 性 ）

地点名 (深さ：GL-m)

①地点 (0.4～0.6)

②地点 (0.4～0.6)

③地点 (0.4～0.6)

3地点平均 (0.4～0.6)

備 考

土粒子密度(g/cm3) 2.672 2.671 2.671 2.671 各地点6試料の平均値

自然含水比(%) 18.2 21.7 20.7 20.2 各地点6試料の平均値

飽和度(%) 64.4 80.5 92.8 79.2 各地点6試料の平均値

湿潤密度(g/cm3) 1.79 1.89 2.02 1.90 各地点6試料の平均値

石 分 0.0 0.0 0.0 0.0 各地点6試料の平均値

礫 分 6.7 5.2 14.1 8.7 各地点6試料の平均値

砂 分 34.4 31.9 32.2 32.8 各地点6試料の平均値

シ ル ト 分 26.8 26.5 23.1 25.5 各地点6試料の平均値

粘 土 分 32.1 36.5 30.7 33.1 各地点6試料の平均値

粒度組成(%)

シルト・粘土 58.9 62.9 53.8 58.5 各地点6試料の平均値

透水係数(cm/sec) 1.21×10-6 9.90×10-7 7.80×10-7 9.93×10-7 各地点6試料の平均値

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①地点 ②地点 ③地点

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50

体積含水率 v/v(%)

pF

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50

体積含水率 v/v(%)pF

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50

体積含水率 v/v(%)

pF

図 － ２ pF曲 線

①地点：NO1-1～1-6／②地点：NO2-1～2-6／③地点：NO3-1～3-6

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0.001 0.01 0.1 1 10 100

粒径(mm)

通過

質量

百分

率(%

)

NO1-1

NO1-2

NO1-3

NO1-4

NO1-5

NO1-6

NO2-1

NO2-2

NO2-3

NO2-4

NO2-5

NO2-6

NO3-1

NO3-2

NO3-3

NO3-4

NO3-5

NO3-6

粘土 シルト 砂 礫

0.005 0.075 2.0

粘土 シルト 砂 礫

0.005 0.075 2.0

粘土 シルト 砂 礫

0.005 0.075 2.0

図 － ３ 粒 径 加 積 曲 線

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資料－４ 国土交通省近畿地方整備局奈良国道事務所 - 7 -

【参考１】 東方官衙地区について （「平 城 第 406次 調 査 」：現 在 発 掘 調 査 中 ）

・現地盤高：TP+約65m、地下水位：TP+約65m（地下水面が地表から近い） （現 地 盤 高 はS=1/2,500地 形 図 より、地 下 水 位 は３次 元 解 析 の現 況 再 現 より）

・隣 接 する既 発 掘 調 査 地 区 で検 出 された溝 跡 の延 伸 部 が交 差 す

る可能性が高く、木簡出土の可能性あり（奈 良 文 化 財 研 究 所 談 話 より）

△発 掘 調 査 現 場 （西 から）

△発 掘 調 査 現 場 （溝 跡 が想 定 される付 近 ）

想定される溝跡

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資料－４ 国土交通省近畿地方整備局奈良国道事務所 - 8 -

【参考２】 試料採取について

ステンレス製 サンプリングチューブ（φ8cm×20cm）を

人 力 で押 込 み採 取 。また、採 取 する試 料 数 は、下 図

の通り１地区につき１８試料、合計３６試料。

①東院地区 ------ 主に柱跡の遺構を想定

・任 意 の遺 構 ３地 点 について、１地 点 当 たり６試 料 採 取 （計 １８試 料 ）

遺構

発掘調査面

遺構

発掘調査面

現地盤遺構

発掘調査面

現地盤

△平 面 イメージ △断 面 イメージ

②東方官衙地区 -- 主に溝跡の遺構を想定

・遺構発掘調査の進捗にあわせ、１深度当たり６試料を３深度分採取（計１８試料）

発掘調査面

遺構面幅

深度１

深度２

深度３

現地盤

発掘調査面

遺構面幅

深度１深度１

深度２深度２

深度３深度３

現地盤

発掘調査幅

遺構面幅（溝を想定）

△平 面 イメージ △断 面 イメージ

8cm

20cm