1.30 誌1.25日

Q. 、

1.20

3層締固め 9層締固め

1.15

。

Mm細則強ω僻

•

1.10 20

10 15

5

(ヌ)》ハ)

ぷ鰍経有制W附

50 45

40

(% )

35

含水比 30

0 25 20

w

締固め曲線と乾燥密度の変動 図5.3

45

おんじゃくの締固め密度におよぼす締固めエネルギの影響を把握するため、

標準の締固めエネルギをE100 = 5.6cm' kgf/cm3とし 、 その4倍(E400 = 22.5cm・

kgf/cm3)および 1/2倍(E50 = 2.8cm' kgf/cm3)のエネルギに よる締固めを 行った。 各層の突固め回数は、 E400の場合には3、 6、 9層が36回、 他は32回で あり、 E50の場合には全層において4回であった。 図5.4はそれぞれのエネルギ による締固め曲線である。 締固めエネルギが増すほど、 最適含水比は低くなり 最大乾燥密度は大きくなっている。

以上の締固め試験から、均質な試料を得るため9層の突固めを行うことにし、

同一含水比で異なる密度の試料を得るためには、 締固めエネルギを変化させる ことにした

1.5

1.4

Wopt

(%)

E400

I

_32.5

E100

I

_37.5

E50

I

_45.0

Pdmax

(ElCEIl?)

1.410 1.270 1.195

o g

h '-" 1.3

Q. '可3

住H 邸1.2

霊長 おt

唱--A• 'EEA

1.0 20 25 30 35 40 45

含水比 W (%)

^{50 55}

図5.4 締固めエネルギと締固め曲線

〔

^{E E内 はそれぞれ標準締固めエネルギ}

つ

50，100， 400 %で 締固められた試料である。

J

100_kgtì'cml ‘ _(kPa)

p= 1. 15 ( 113 ) p = 2.30 (225 ) p = 4.61 (452 )

p = 9.22 (筑同

p = 18.4 (18∞

経過時間t (min)

0.1 1 10

(E)酬ト起

2

3

p = 36.9 (3620

100

kgtì'cm2 (kPa) p = 0.5 8 ( 56.8) p= 1.15 ( 1 13 ) p = 2. 30 (225 )

?-oo ^{p = 4.6 1 ( 452} py ⁼ 5.4 kgUcmゐ{529 kPa}

p= 9.22 (卯4

p = 18.4 (1 8∞

p = 36.9 (3620

ハU， •• 且

0.1

E，oo， ^{w =} 40 ^% 4

0.01 0

3

咽υ「ωぬ

2

4

締固め土の時間-沈下曲線 Py:圧縮降伏応力 ( p:圧縮応力、

図5.5

5.2.3 実験方法

高一

E400それぞれのエネルギによって締固めた試料から直径5cm、

E 100、

nu RU

E

標準締固 実験含水比は、

一次元圧縮試験を行った。

さ2cmの供試体を作製し、

40，

35，

30，

一

25，

ω

め試験から求めた最適合水比の前後で選定した6種類

4.61，

2.30，

1.15，

0.58，

0.29，

圧縮圧力は次の8段階、 p

%) である。

45， 50

載荷時間は1時間である。

kgf/cm 2であり、

36.9 18.4，

9.22，

圧力を変 供試土は下部からの吸水によってほぼ飽和状態にな

各段階の載荷時間終了後、

水浸による圧縮性の変化を調べるため、

えずに水浸箱に注水した。

47

った。 注水を行わない試料については水浸箱に薄く水を張り、 圧密容器をラッ ピングすることによって供試土の乾燥を防いだ。 また、 プラスチックフィルタ ーとポーラスストンの圧縮量を調べ、 供試体の圧縮量を補正した。 締固め土の 圧縮性を密度の小さい土と比較するため、 充填しやすい密度(ρd = 0.9 g/cm3) の粉末土について同様の実験を行った。

5 . 3 圧縮試験結果

5. 3. 1締固め土の時間一沈下曲線

E 100のエネルギによって締固めた試料について、 最適合水比(Wopt = 37.5%) より乾燥側(ω = 30%)および湿潤側(ω = 40%)にある締固め土の時間一

沈下曲線が図5.5である。 最適含水比より乾燥側の試料は、 圧縮圧力pが圧縮降 伏応力Pyより小さい範囲にある場合、 瞬時沈下に続いて、 時間の対数にほぼ比 例する沈下を示している。 PがPyをこえる応力範囲においては、 瞬時沈下に続 いて時間的遅れをともなう沈下を示した後、 二次圧密に類似した圧縮クリープ を示している。

最適含水比より湿潤側である試料は、 pがPyより小さい範囲においては、 乾 燥側の場合と同じように瞬時沈下が生じた後、 時間の対数に比例した沈下を示 し、 pがPyを越える応力範囲においては、 瞬時沈下が生じた後、 時間の対数に

対してS字を描く圧密曲線に似た曲線を示しているD

5. 3. 2締固め土のe-log p曲線

図5.6はE100、 ω = 25%で締固めた土のe-log P曲線(e :間隙比)である。

ある圧縮圧力Pyまでは、 荷重に対する圧縮量が小さく、 e-p関係は弾性的であ るが、 Pyを超えると圧縮が急激に進み、 塑性的な挙動となる。 このようなe-p 関係は、 過圧密粘土のそれに似ており、 Pyは圧密降伏応力に類似したものであ るとして圧縮降伏応力 、 ある いは等価圧密降伏応力といわれている45)。 本文 ではPyをCasagrandeの方法によって決定した。 また、 e-log P曲線の弾性領 域における傾きをC，、 塑性領域における傾きをCcとした。 初期の圧縮段階で水 浸した試料は、 水浸が無い供試土よりPyが小さいが、 締固め土と同様のe-p関 係を示している。

図5.7は、 おんじゃくの粉末充填土(ρd = 0.9 g/cm3) (A)と締固めエネル ギE50、 E100、 E400で締固められた試料土(B)(C)(D)のe-log p曲線である。 ^。 印を実線で連ねた線は初期含水比の状態で行った圧縮試験結果(非水浸)であ り、 口印を破線で連ねた線はp = 0 kgf/cm2において水浸した試料の圧縮試験 結果(初期水浸)である。 非水浸士、 初期水浸土別に図5.7を観察すると、 充

10 100 ^p (kPa)

1000 10000

2

0.1 ^p (kgVcm") _{10 100}

1.6 1.5 1.4

見A

まま 1.3 鑑

�凶 と^相;;' 1.2 1.1

EIOO' W = 25 % 0.9

図5.6 締固め土のe-log p曲線

10

0.1

C

問ゆ2.0

ま4 室-長1.5

血rー…「ー

1.0

0.1

p (kPa)

100 1000 5000 10 p (kPa)

100 1000 5000

"1 ・ ・ ・ ・・2・・1 p (kgfJcm�) 10

rT、 司 FIAU

、21・』

円m戸C『山町U守g-・k『a，，‘、、-P _F門

50 0.1 50

w=25 %

ー←ー非水 浸 --�・・ 初期水浸

A:充填土 B: Ecn C: EJ∞

D: E400 _1.5 2.0

w= 35 %

1.0

10 50 0.1 10 50

(u 2.0

士f

1.5

F L

-C D一一ー 1.0

1.0

図5.7 初期水浸土と非水浸土のe-log p曲線

49

填土の圧縮曲線A線と締固め土の圧縮曲線 B、 C、 D曲線との交点は、 ほぼPyに 相当していることが分かる。 また、 締固めB、 C、 Dの圧縮曲線は、 Pyよりも大 きな圧縮圧力の領域では、 充填土(A)試料のe^{- log} P曲線とほぼ同じ線上をた どることを認、めることができる。

5.3.3締固め曲線とPy、 CC、 Cr

締固めエネノレギE50 、 E100、 E400で、締固めた試料について、 圧密降伏応力Pyの 含水比による変化を図5.8に示している。 非水浸試料のPyは含水比の増加にと もなって減少する。 一方、 初期水浸試料のPyは締固め曲線と同じ形を示し、 最 適合水比付近で最大となる。 また、 最適含水比より高い含水比においては、 水 浸の有無はPyに影響を与えない。

図5.9はCc、 Crの含水比による変化を示している。 非水浸試料のCcは、 ω = 25%における0.6'"'-' 0.7の値から含水比の増加にともなって減少し、 最適含水比 付近のω = 35'"'-' 40%において0.3'"'-' 0.4となるが、 さらに含水比が増大しても

1.5 r- ' _ ' _ '- ^ 1.5

，...‘、 ，....、

M ' ， � 0_ ". � 0_ '" -r..J.. M

2Eゐ14

A E400 ^首E14

A//句、

i雲海\

^{th E400}

O E100 ) 沼 、 o ElOO

ミ1.3 口E50 之1.3r ，，- � 口E50

制 1.2

制 嗣

曜日 曜 1.1

議品 詰品

1:91， 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 111 1 1 11 1 1 1 11 1 1 III 1 1 1 1 1.0 40

，..画、

へ\〈

^{08仁、 6.0ロ :非水 浸}

JE喝 30 寸Cr--O--Lト:非水漫 によ0.6ト「】."， _{口 企. .} :初期水浸

-企-・-・ 初期水浸 0.4

ct

-R 20ト ノ、ヘ 0.2

迫 [ /ー 、 。 。

名

出 ノ 0.1

，・/:二 一 ---.-- --提

10

l古

寺 本 _ぃ

^U

。2』0・ 25 _{30 35} 40 45 50 ・・55 o o2』0 25 30 35 40 45 50 55

水 比 w (%) 含 水 比 w (%)

図5.8 締固め土の圧縮降伏応力に 図5.9 締固め土のに、 Cr およぼす水浸の影響

その値は変化しない。 一方、 最適含水比よりも低い含水比において水浸すると、

25%のときの0.4前後から含水比の増加にともなって減

一

Ccは締固め含水比ω

さらに含水 35'"'-' 40%において0.3前後になるが、

一

ドキュメント内 九州北西部に分布する玄武岩風化土(おんじゃく)の土質理工学的性質 (ページ 52-58)