「土の話」 : その2 粘土層の圧縮について

「土の話」 : その2 粘土層の圧縮について

著者 野島 宏二

雑誌名 静岡地学

巻 18

ページ 13‑19

発行年 1970‑10‑20

出版者 静岡県地学会

URL http://doi.org/10.14945/00025842

静 開 地 学 第18号 (1910)

「

の

その 2 粘土層の圧縮について 聖子

「イタリーのピサの斜塔はどうして傾いてしまったのですか。 Jと 間 わ れ た ら 何 と 答 え ま す かO

が 片 方 側 へ か か り す ぎ て し ま っ た ん だ ろ うo J^とか，

んだろう oJとか答えると思いますO

の地質 かった

た し か に ， こ の 不 同 沈 下 の iま が 1 あたり約 50 トンと大きくかかったため

ぴ〉 の支持力不足。深部の の 圧 密 沈 下 等 でも， や 施 工 が 不 充 分 の た め 第 1図のよう

ったためとされていま

の不同沈下の穿uがあります。

l図 の 不 同 沈 下 の 例 ^グ〉 の圧縮によるO

s d  

o p b o @ 0 0 0 0 

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二σ

0 0 0 0   

07 

0 0   6 0  

a ず

l i ; ;  

ん孟?と層

よく締っ

①  ②  ③ 

これはおもに基礎地盤の の圧密沈下によるもので、すO きまりきったことですが粘土という の は 圧 力 を か け る と 圧 縮 を す る と い う こ と に な り ま すO

し か し 曹 粘 土 屠 に も 軟 ら か い 沖 積 粘 土 ， や や 硬 い 洪 積 粘 土 芦 田 結 し から圧力による圧縮状態も多様であると考えられます。

で す か ら ? 現 在 で は 重 量 建 築 物 を 建 て る と き はp ボ ー リ ン グ 等 を 実 施 し ? 粘 土 層 か ら 乱 さ な い 試 の 泥 岩 も あ り ま す

料を採取して土質試験を実施します。

こ の 試 験 の 中 に ? 庄 密 試 験 と い う も の が あ り ま すO こ れ は 種 々 の 荷 重 に 対 す る 試 料 粘 土 の 沈 下 量 を測定するので、すO そ し て こ の 結 果 を も と に し て 実 際 の 建 築 物 荷 重 に よ る 沈 下 速 度 ? 沈 下 重 ， 安 全 性を推定することが出来ることになるので、すO

こ こ で ， こ の 庄 密 試 験 の 話 を 述 べ る 前 に ? な ぜ 粘 土 は 圧 力 を か け る と 圧 縮 す る の か を 少 し 説 明 し ますO

前 に も (r土 の 話 そ の 1J ) 説 明 し ま し た が 粘 土 は 第2図 ① の 如 く 粘 土 粒 子 と 間 際 と か ら で き て い ま すO こ の 間 撚 は 空 気 と 水 で あ り ， 一 般 に 地 下 水 以 下 の 粘 土 層 で は 全 部 水 と い う こ と に な り ま すO

そ こ で こ の 粘 が 外 力 を う け て

減 少 す る た め に 起 き る も の と 考 え ら れ ま すO つ ま り 第 2図③③の如く え れ ば 容 易 に 理 解 で き る と 思 い ま すO

こ の 場 合 ， 排 水 は の開強

①粘十牛の を 伝 わ っ て 移 動 す る こ と に な り ?

る の は 粘 そ の も の の 圧 縮 で は な く ， 主 と し て 間 際 が

2図

図 ②圧力な ③ 圧 力P

こ れ に 相 当 の 時 間 が か か る こ と に 粘 土 粒 子 なりまヲ O

で す か ら ? 粘 土 地 盤 ^グ〉 荷 重 に よ っ て 沈 下 す る と い う の は か か っ て 水 が 抜 け る に 応 じ てじよじょに起きるのです。

では? に 入 り ま す 。 第 3図 が そ そ れ に 応 じ て 粘 lま を 始 め ? 脱 水 と 共 に するO 次 P2を加えて るO こ

4訟l①③の如くになります。

第 3

以後? 法

間

町一一ー唱b

の略図 O 上 部 に あ る gを加えると予 が減少していくO こ れ を ダ イ ヤ ル ゲ ー ジ で 測 定

Pl， Pz~こ る A  ? 間 際 の 関 係 は 第

4 

① 圧 力P1の ② 圧 力P2と 増 加 し た 場 合

千l

i粘

土A

ii

止‑

力P1 圧 力P2

(水~T

めま o ω  ^V  ら れ る 圧 力 と 関 棋 の をグ

こ の 曲 閣 を み ま す と ? 粘 ぎ、ると魚、に夏、11‑'，量が

7凶 の e‑ log P 曲 までは

が あ る こ と に 気 づ く と

を

ラ フ に し た の )です^O

)が小さいが?ある

とこの点が 5.30均YcrA(53 け た こ と の あ る を か け る と こ の 粘 5  )といいますO 第 7凶 の

この点 ト ン ) と

しているの

に 大 き い 値 を 示 し て い ま す^O こ の こ と は こ の からp こ

で あ る こ と を O 

5図 e ‑10 g P曲

7 l

e

に 圧 縮 摩 が 増 し て し ま い ま すO つまり，この の破壊ということになるのです。

で は ， 次 に 地 下 の 粘 土 層 が 自 然 の 状 態 で 現 在 ど の よ う に 圧 力 を け て い る か を 第5図 ① ③ ③ に 示 し ま し たO

の地耐力

この図のA点の 1 あたりにかかる現在の十ーの を り荷

とし1し1ま

‑、 _力P匂 6 

@  な より上詑

②洪積層などの場合

地下水がA点より下位 が堆積

水 面 一 砂

粒

一 ? キ ?

? 伽

← 一

宅ZA 粘土鍋立重量1.6トン

ノ ト

砂

、 粘土

‑ 0←A  ‑0←A 一

地 下 水 面 一

一 一ο← A ‑

A点にう

25.5トン/ぱ 35.5トン/ぱ

多①と②を較べてみます。

① 

② 

水 地 A 

位 土被り荷重(I、ン/ば)

が{動く。

この表から?水位が低下したために り ミカ し，粘 が進むことが理解でき

ると思いま 'j 0 

このことは2最 近 東 京 の 下 町 ， あ る い は 大 阪 ・ 名 こ の 原 因 で あ る こ と を 物 語 っ て い ま すO つまり，

の 商 工 業 地 の 沖 積 地 盤 に 起 っ て い る 沈 下 は は 揚 水 に よ る 地 下 水 位 の 低 下 に 平 行 し て 起 っているのですO

7図 の 圧 密 試 験 資 料 は 名 吉 屋 の 熱 田 層 と 呼 ば れ て い る 洪 積 粘 土 で ? 地 下 29.5 ?n付 近 よ り 採 取 した試料より得られたものですO この洪積粘土と第6図 ① の 粘 土 を 比 較 す る と 次 の 如 く に な り ま すO

土被り荷重{いう/m²) 先行荷重(トン/ m²) I  摘

① 一 洪

10.5  10.5  はほとんどこの関係

はほとんどこの関係 30. 0  <  ^53. 0 

密

試 料 ^J拓 4‑2

深 ^28.602   

9.44 

空努す議

E 

三

子f民会手長与 42.00 

~ni 1.76  1.17  20  110. 50  Ib  5.30 K9/cTTI 

圧縮指数Oc 0.883 

e  10 g P曲 線

1.3 

1.2 

1.1 

1.0  隙

比

G8 

O. 1 

試 験 7図

荷 最 沈 圧

体 縮

委

安

重強 ^{下 際;} _{芳密;{C、:} 

度 終 上七 数

cn〆sec P 均

v c

。

1. 94 X 10‑²  3.09X10^町2 5.99 X 10‑⁷  I O.  2  O.  0111  1. 2773  叩2

1.44 X 10‑²  2.21 X 10‑⁷  1.54X10 

O.  4  O.  0168  1. 2707 日53X 10‑²  9.35 X 10‑³  _1.43 X 1 O⁷  O.  8  O.  0241  1. 2622 

3.99 X 10‑³  6.78 X 10‑³  2.70X1O⁸  1.  6  O.  0348  1. 2500 

1.86 X 1 O²  5.29X10‑³  9.83 X 1 σ 8  

3.  2  0.0513  1.2310 

5.68 X 10‑³  1.43 X 10‑² 8.12 X 10‑⁸  6.  4  O.  1388  1. 1305 

4.19 X 10吋 2.11 X 1び2 8.84 X 10‑⁸ I 

12.  8  0.3739  0.8610  6.  4  O.  3669  0.8683  1.  6  O.  3420  0.9014  O.  4  0.3381  1.0118 

。

1.0 

強 度 P K9/crrI 

10.0 

以 上 の こ と を ま と め る と 次 の よ う に な り ま すO

力 に 対 す る 地 耐 力 先 行

験 (水)

し¹ や 大 き い

々C

む1

きい し1 さ

や や 小 さ く な る き

市 町 大

zwvJS 洪

し1

大 き し¹

し1 大 ﹂

の際。

する ヒノレ ( 今 池 ) の 洪 積 台 地 (

に ， 名 で

さし¥ 0

に し て し て み ま し たO

後 と 最 終 の

の 条 件 は 次 の 如 く と し て ， 下 部 8 

iま 地 粧 の

の 圧 密 沈 下 を 検 討 す るO

生

ト ロ

京や

形 ベ タ

15 トン/ば 面 の 圧 力

6.25^肌 底

切 り 根

7.  15 rn  水 位

土古

1.80 ~/crff 上 部 粘

1.85 ~/crff 1.  9 5 ~

粗 砂 の

8  図 O 

2.5m 

4 ; :

: ヌ ロ

ぺ . ‑ r : ^子どなり

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仁.子，..二ピ曹:γ己:

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8・y‑J@e:.e;e e.f:.@・. . " ・ 10 

上部粘

ゆ2

5.0^悦 下部粘

14 

・ ，‑~ 0 ‑.~ 0 "，.: 0  .0 0 0  0" O. 0 "，!. 0 ・o ̲0;.0・

16

. 

12 

砂

20  22  24 

力 よ り 静 水 庄 を 減 ず る ) は 次 の よ う に な るO

初 期 圧 力Plの計算

中 心 ま で の 土 被 り に な る 有 効 圧 ( 粘

a) 

地 ^{f胃 1守主 伺} 効 圧 力 合 計 有 効 圧 力

(?7ι)  ( t /m²⁾  ( t /m²) 

。"‑'2^?7L )  2.  5  1. 80 x 2.  50口 4.50  4.50 

(地下水の 1. 85 x 4.65  8.60  8.60 

上 部 砂 7.0 

(地下水の下) 0.85 x 2.35  1. 94  1. 94  下 部 粘 9.5 "'‑'14.5?7ι)  2.5  0.94 x 2.50口 3.30  3.30 

R  18.34  t /，ぱ ^{口 aT  I}  18.34 

b) 最 終 庄 力Pzの計 の 等 分 切 り 底 で あ る か ら ?

(q )は 15t/m²で あ る が ヲ こ の が 加 わ る 面 は 地 下 6.25nιの根 に お け る 増 加 圧 力 ( ムPo) は 根 掘 部 分 の 土 の ヲlくと

ムP。 15.00  ‑ ( 1. 85 x 6.25  )  4.04 t/.が と な るO

により 中 心 に 生 ず る 増 加 圧 力 ( ムP)は 15分 勾 配 の を使って してみるO

qo  ム.L^O q  二二 ムPとすると 4.04  t /m²  812 m²  よって Q  ムPox  3， 280 t 

中 心 ま で の 深 さ Zは Z  14.50  6.  25 ?7ι  8.25 m/  で あ る か ら 中 心 に お け る 分 を とすれば，

A2  1，415 

ムP Q 

2，33 t /ν 

A2  1，415 

P2  Pl十 ムγ _{18.34 十 2.33 20.67 t/ぱ} c) 最 終 沈

この 十 層 のA より P1，Pzに るeの ると の ご と く で あ るO

P (K9 / crfl  )  e  1，834  な724

2  2，067  0.729 

ブ ー シ 不 ス ク より F は

S  A叫ふ

りふ

同門t

vh

O u⁝ 

一 な

ハυ⁝

な一

!? ×  500  1. 5 (口n) 

42 ム

︑ ︑

z︐

︐

︐

曹G

この の (Ov )の{誌は次の加くでみるO

Ov  2.  54 x 1 0 ^‑3  e c 

また H  250 cmで あ る か ら t  T.  ^目立 _の式より Ov 

T x ^{( 2.5  X  102  ) 2}  _2.85  X  10^{7 ・}Tsec 2.54  X  10‑³ 

1年 365  X 24  X 60  X 60  3.15  X  10⁷  (sec)  と な る か ら 1 のTime  F ac t 0 r Ti  は，

Ti  ^{3.15  X  10}

7 

1. 11  2.85  X 10⁷ 

こ れ を テ ル ッ ア ギ ー ・ ベ ッ グ の 時 関 係 数 と 求 め る と U  92 % 

よって 1年 後 の 投 下 量 (S)は

との から， Ti 1.11  に 対 す るUを

S  1. 5 X O.  92  1. 38 (cm)となる。

交 換 誌 の 紹 介

の交換誌は 郷 土 の 科

/1  J7ljt詰 ( 地 球 の 階 層 を こ う 教 え る )

の と お り で すO た い 方 は

ケ日

J16.  64  (69‑12) 

ま で お 出 か け く だ さ し ¥

秋 田 地 と)11  ( 

J妬 13 (70‑7)  J16.  27  (70  8)  ( 70  7)  必 16 (70 ‑5 ) 

vo  1.1 6 ^jfG. 3 ^.......，  1 0 (7 0 ‑3 '" 1 0 )  vol. 23 必 2~3 (70  3.7) 

漏 出 (70 5)  必 2 (70‑3) 

;16.14 (702)  必 2 (70‑3) 

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