遥 6

4 2

8

○

○ ^U0

① ⁽⁾

0 0.05 0.1 0.15 0.2

b/dlO

図‑3.2.8 粒度評価径10 2(mm)以下の簡易CBR

3.3日本統一土質分類法と力学特性の分析

3.3.1粒度評価径法による日本統一土質分類法の構造

粒度評価径法の立場からは,日本統一土質分類法による同一分類名内の土であって も土質特性は変動する可能性があること,また分類名間の土質諸特性の変化は連続 的であることが予想される｡このことが日本統一土質分類法で分類したとしても種々 の粒度指標等を追加して経験的判断を加えなければならず,初心者･未経験者には なかなか会得し難い原因の一つになっていると考えられる｡また,土質基礎の設計 では,粘性土と砂質土の設計体系は非常に異なって示されているが,その境界にあ る中間土は幅広い複雑な粒度分布を示しており,現状の日本統一土質分類法では対 応が困難な領域になる｡

この節では,まず日本統一土質分類法と粒度評価法の関係を調べ,分類名の境界, 範囲などを検討する｡次に統一土質分類法体系に関連させて示されている内部摩擦 角￠'と透水係数kの範囲と,粒度評価径法によって推定される値の範囲がどのよう に対応するかを調べる.使用したデータは主として土質工学研究発表会講演概要集16) 等から収集したものである｡なお,細粒分の多い試料は10%粒径d,oがd)o<0･001mmと なり, 10%粒径d)oが求まらないデータもあるが,この場合,図‑3.3･1,式(3･3･1)に示 すように粒度分布を滑らかに外捜し10%通過率との交点により10%粒径4oを推定し た｡

̲:;:･

^{d2 dl ̲̲̲粒径(mm)}

図一3.3.1細粒土の10%粒径の推定方法

この場合比重浮標による最後の読値の精度が問題になるので,この点を除いた直上 の2つデータを外捜する方法をとった｡

eogd10‑e

Ogd2一号号eogf2

^'3･3･1'

図‑3･3･2‑4は,粒度評価径4と日本統一土質分類法に示される分類名の関係を示し

たものである｡図‑3.3.4は全体のデータを整理している｡調べた分類は,分類名31項

目中18分類である｡特殊土に対応する火山灰,有機質土を除けば20分類名であり, 一般的に研究対象となっている土質の分野を反映したものといえる｡

a

一■■l一■

∪■

■ロ I

.∫

云×l

▲金XUc^ ^⊂】

×

I(GW) 口(GPu)

◆(GPs)

◇ (G‑M)

▲ (G‑C)

△(GM)

×(GC)

10‑5 10■ 10‑3 10‑2 10‑1 100 101 102

dc (mm)

図‑3.3.2 粒度評価径と統一土質分類法による分類名( 1)

3

2

1

0

E)

‑2

‑3

‑5

‑61 0

!言!｣..｣

▲dyX▲

▲×

××

[*xux紳

I

×

×

×

×

×

∩

o,610‑510410‑310‑210‑11001011

dc (rrm)

図‑3･3･3 粒度評価径と日本統一土質分類法による分類名(2)

試 .227

A?

10 7 7 5 2 7 iF1 51‑

4 38 2 49 22 6 16 16 32

粒度評価径dc (mm)

10r8 loヰ 104 102 1d'

(GW)

(GPu]

((GG̲Pig

^(G‑C)

(GM) (GC) (SW) (SPu)

(SPs)

(s‑M]

'(ss‑&'1

(SC)i

･('5'1'

(CⅠ勺

I‑

■■■●■■

●

u u

I1

●

⊂】

● ● ●

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⊂=:コ

◆

u

●

LI

● ●

⊂コ

^ー■ー●

I 【コ●l

● ■一ー

h

h

ーー

I ^‑■●

図‑3.3.4 粒度評価径と日本統一土質分類名

収集したデータは試料総数312ケで,分類名ごとに比較するとかなりばらついた収 集状況であるoしかし,傾向的には,粒度評価径dcは各分類に対応して変化している

ことを示している｡つまり,疎粒土,砂粒土,細粒土と粒径が小さくなるに従い, 粒度評価径dcの大きさが順次小さくなっていること,また,疎粒土のような大分類内

でも,細粒分の含有量に応じ粒度評価径dcに大小関係がみられることなど分類手法上 の基準として対応できることを示していると考えることができる｡

以下に代表的な分類名の特徴を列記する｡

(1) (GW)

粒度評価径dc≧2×10 1(mm)にあり,粒度評価径4が大きくなるに従い急激に 出現頻度が減少している.粒度評価径dcの上限値は図では4<1×102(mm)であ るが,分類の基準として粒径の上限値の規定がなく,従って,粒度評価径dcの

上限もそれに対応し大きくなる可能性がある.つまり(GW)は4≧1.8×

loll(mm)のように下限値で示される｡

(2) (GP)

出現頻度は一様分布のようであり,最頻値はみられない.粒度評価径dcの範 囲として2×10‑2≦dc<1×102(mm),特に1×1011<d,<1×10‑2(mm)である.この うち下限値については1012のオーダーのデータは1点で,傾向的には4≧1×

10‑I(mm)と考えられる.上限値については(GW)の考察と同様粒径によりdc>

1×10 2(mm)の可能性も残されており,分類として(GP)は4≧

¹ ×10‑I(mm)と する方が妥当であろう｡

(3)

(sw)

1 ×10ー2≦dc≦1×10 l(mm)で,比較的狭い範囲に集中しているのが特徴である.

(4) (S‑M)

主として1×10 2≦dc< ¹

×10‑1(mm)に分布している.図には(s‑c)の試料

もプロットして対比しているが,

(s‑M)に比べ数オーダー小さい粒度評価

径dcの傾向を示している｡

(5) (sM)

1×10 3≦d^‑ C<5×10‑I(mm)の範囲に分布してる.上限値として10‑I(mm)以上の 粒度評価径dcが一点あるがデータとしては少ないと考えられる.

(6) (sc)

dc<10‑3(mm)の粒度評価径dcもあり,粒度評価径4の頻度に若干検討を要する 点もあるが, 10 5‑10 2(mm)と非常に広範囲に分布しており複雑な土質特性が予 想される｡

(7) (MH),

(ML)

データ‑数が少なく,しかも,大部分10%粒径4oが推定値であり検討を要す るが, 1×10 5<dc<1×10ー2(mm)の範囲にある｡

(8) (cH),

^(CL)

データ数が少なく,しかも,大部分10%粒径dlOが推定値であり検討を要する が,

1×10 5<dc<5×10 3(mm)の範囲にある.このうち(cL)は(cH)よりも

若干大きな粒度評価径d｡であり, 1×10‑5<dc<1×10‑‑1(mm)に分布している｡ま

た(MH)

,

(ML)に比べて(CH)

,

(CL)の粒度評価径dcは全体的に小さ

い｡

3.3.2 日本統一土質分類法と力学特性

前章で日本統一土質分類法と粒度評価径法との関係を分析し,その中で分類名に対 応する粒度評価径dcの範囲を示した.この節では,飽和時の透水係数kと有効応力表 示の内部摩擦角￠'をとりあげ,フィルダムで提案されている土質分類に与えられ た力学特性17)の分布範囲を判定基準にして,分類名に対応させた粒度評価勧cから 推定した力学諸量の推定値の帝離状態によって粒度評価径法の精度を検討した｡計 算結果を整理したのが表‑3.3.1である｡粒度評価径の範囲は図‑3.3.2‑3.3.4から求め

たo透水係数k,内部摩擦角b'は式(3.2.1) ^‑

(3.2.4)から推定した.なお,最頻

値は最大の度数分布を示す値であり,比重G∫については全ての分類について便宜的

にG∫‑2.65を用いた｡

臥3･3･5は表‑3･3･1の結果を図化したものである.図によると(sw)の内部摩擦角b' 及び(CL), (CH), (SC)など細粒土の飽和透水係数kの下限値について検討を要するが 全体的な傾向はほぼ対応しているものと考えられる｡従って,分類名に蓄積された 力学的特性も粒度評価径法は包含できることを示している｡

義‑3.3.1土質特性の比較

粒度評価径の範囲 文献17) **diこ対応した推定値

下限値

匹団

最頻値 (孤)

上限値

EZn

^e _(○)^{￠' k(cm/s) 下限値 最頻値 上限値}

(GW) E]

2×10

E]

4×10

2

1×10 *(0.37) ^{>38 1×10‑3‑}

1×10‑1

38 40 47

3×10‑2 E)

2×10 >100

(GP) E]

1×10

E]

4×10

2

1×10 I(0.37) >36

5×10■‑

5×10‑2

37 40 47

4×10‑3 E)

2×10 >100

(SW) _1×10 ^‑2 _4×10 ^‑2 E]

1×10 0.37± 38±1

5×10■‑

5×10‑1

33 35 37

5×10‑6 3×104 4×10‑3

(SP) 2×10 ^‑2 EI

1×10 5X10‑1 0.50±0.0 36±1 ^5×10‑5‑

5×10‑1

34 37 40

8×10‑5 8×10‑3 9×10

(S‑M) ^{1×10 ‑2 4×10}

1×1♂

^{0.41±0.0 33±3}

33 35 37

6×10

3×1㌔

^5×10

(SM) ‑3

1×10 ‑2

1×10 5X10‑2 0.48±0.0 34±1 ^1×10‑7‑

5×10‑5

29 33 36

1×10‑8 1×10‑5 1×10‑3

(SC) ^{5×10 ‑5} 1×10‑3 5×10‑2 0.48±0.01 31±3 ^1×10‑8‑

1×10‑5

24 29 36

2X10‑12 1×10‑8 1×10‑3

(CH)

1×10 ‑5 E]

2×10 ‑3

1×10 0.80±0.04 19±5 ^1X10‑10‑

1×10‑8

21 26 28

1×10 ‑13 6X10‑10 6×10‑8

(CL)

1×1♂

■

5×10 ‑3

5×10 0.56±0.01 28±2

1×10‑8‑

1X10‑6

25 27 31

3X10‑ll 3×10‑9 2×10‑6

* 間隙比eが掲載されていないので, (SW)の値を使用

**推定値は上段が￠′ (○)

,下段がK(cm/s)である

I

文 dc

値

誓芸 砦

I)

^ItI

l:コ l:コ ⊂:I□

■一

Ⅰ:

Ⅰ｢ 1ニ

^⊥二

■‑1

FT

^{I: ｣I E5 E]□}

ドキュメント内 個数による粒度分布を考慮した間隙指標の提案とその応用 (ページ 81-88)