第 3 章 実験装置及び実験材料
3.4 模型材料における物性試験
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写真 3.4.3 打設 写真 3.4.4 締固め
写真 3.4.5 打設完了
写真 3.4.8 供試体完成 写真 3.4.7 乾燥後
写真 3.4.6 炉乾燥
32 2） 試験方法
日本工業規格「土の一軸圧縮試験方法」を参考に，写真 3.4.9 示す実験装置を使用し実 施した．
1. 供試体作製(No.1~3，直径5cm・高さ10cｍ)
2. 供試体を加圧版中央に置き，上部加圧版を供試体に密着させる 3. 変位計・荷重計の原点を調整する
4. 毎分1％圧縮ひずみが生じるように連続して圧縮
5. 圧縮量0.02cmピッチで圧縮力を測定
6. 供試体が破壊したら試験を終了する（写真 3.4.10）
7. 供試体の観察・記録
※試験終了後，供試体内部に空洞が発生していないか，特に注意して観察する．
写真 3.4.9 試験装置 写真 3.4.10 試験後の供試体
33 3） 試験結果
次式により圧縮強度を求めた．
ε =∆𝐻 𝐻0
× 100
ε：供試体の圧縮ひずみ（％）
ΔH：圧縮量（cm）
H0：圧縮する前の供試体高さ（cm）
σ = 𝑃 𝐴0
× (1 − 𝜀
100) × 10
𝐴0=𝜋𝐷02 4 σ： 圧縮応力（kN/m2）
P： 圧縮ひずみが ε のときに供試体に加えられた圧縮力（N）
A0：圧縮する前の供試体の断面積（cm2） D0：圧縮する前の供試体の直径（cm）
図 3.4.1 に応力ひずみ曲線を示す．多少のばらつきはあるものの，おおむね同じ挙動を 示している．グラフの立ち上がりに変曲点が存在するのは，供試体の端面の整形が難しく 完全には平滑になっていなかったためと考えられる．このことから，物性試験を行う場合 には，供試体を 3 体に限らず，より多くのケースで試験を行い，同程度の値となるのか慎 重に判断する必要がある．
図 3.4.1 応力ひずみ曲線 0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
圧縮応力σ(N/mm2)
圧縮ひずみ ε(％)
No.1 No.2 No.3
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表 3.4.1 に一軸圧縮試験により求めた圧縮強度及び弾性係数の値を示す．弾性係数は応 力ひずみ曲線の立ち上がりに変曲点があったため，圧縮ひずみ0.8％から1％間のグラフの 傾きから算出した．
この結果から，模型材料は圧縮強度0.4MPaで弾性係数は42MPaであり，再現性を有す る低強度な材料であることが確認された．
表 3.4.1 試験結果
35 3.4.2 割裂引張試験
1） 供試体
3.4.1に述べた手順で直径5cm，高さ10cmの供試体を3体作製し，試験を行った．
2） 試験方法
試験方法は日本工業規格「コンクリートの割裂引張強度試験方法」を参考に行った．試 験の様子を写真 3.4.11に示す．試験終了後の供試体の様子を写真 3.4.12に示す．
3） 試験結果
次式により引張強度を求めた．表 3.4.2 割裂引張試験結果を示す．供試体により多少の ばらつきはあるものの，引張強度は0.06MPaであり，模型材料の引張強度は圧縮強度の約 1/7である．
𝑓𝑡 = 2𝑃 𝜋𝑑𝑙 ft：引張強度（N/mm2）
P：最大荷重（N）
d：供試体の直径（ｍｍ）
l：供試体割裂面の長さ（mm）
写真 3.4.11 供試体設置状況 写真 3.4.12 試験後の供試体
表 3.4.2 試験結果
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【参考文献】
1） 村山朔郎：砂層内局部沈下部にかかる垂直土圧，京大防災研究所年報，第 11 号，
pp.123-138，1968．
2） 高橋 能久：垂直縫地ボルトの補強効果，東京都立大学修士論文，2007．
3） 土木学会：トンネルライブラリー16 山岳トンネルにおける模型実験と数値解析の実務，
pp36~41
4） 川瀬洸佑：地震時のトンネル覆工の破壊挙動に関する実験的研究，首都大学東京，平成 28年度卒業論文，2017
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