1
研 究 論 刻 UDC ：624．
131．
3 日本 建 築 学 会 構 造系 論 文 報 告 集 第 354 号・
昭 和 60 年 8 月宅 地 盛 土 地 盤
の
土
質
工
学
的
性
質
宅
地
盛
土地 盤
に関
する研 究 ・
その1
正 会 員 二木
幹
夫
＊1．
はじめに 大 都 市 周 辺 部 を中 心と し た住 宅 地の不 足か ら， こ こ数 十年来宅 地 開 発 が 急 速に増加し て お り． 今日， 都市住宅 の 20−
30％ はな ん らか の宅 地 開 発 事 業に よっ て供 給さ れ て いる。
旧来， 良質な地 盤は市街地等にすで に利用さ れ ていること が多い。
し た がっ て宅 地 開 発は， 地 盤 条件 の比 較 的 悪い ，．
丘 陵 地， 軟 弱 地 盤 を対 象に行わ れ るこ と が ほ と んどであ り， その結果不等沈 下等による被 害も発 生して い る。
宅 地 開 発は，
その造 成工事に当っ て多 数の切 土・
盛 土 を伴 うのが普 通で あり， 時に は数 10m に及ぶ 高 盛 土が な さ れる こともある。 造 成され た地 盤の中で， 切 り土 部 分は比 較 的工学 的 問 題の発 生が少ない地 盤で ある。
これ に対し，
盛土部 分につ い て は， 人工的に施工管理され る 地 盤 なの で， 材 料 特 性， 施 工 技 術， 施 工 方 法 が，；その品 質に大き く影 響 を 及ぼす。
また，
造 成され る盛 土 地 盤の 規 模は数 100ha か ら， 1ha 以下の もの まで千差万別で ある。
さ らに，
施 工 方 法 も大 規 模に造 成さ れ る地 盤 を 除 けば道 路 等の公 共 施 設の盛 土に比 較すると， 施 工 管理 が 十 分に な さ れ る こ と は少な い。
ま た， 盛 土材と し て使用 さ れ る材 料は一
般に現 地 発 生 材 を用い る こと が多く， 有 機 質土を除い て，
ほ と ん どの土 質 材 料が使 用 されてい る。
こ の よ うに宅 地 盛土地 盤は， 規 模， 施工方 法， 施工管理 方 法および使 用 材 料の種 類が多い上，
完 成 後の盛 土 地 盤 につ い て地 盤 調 査が行わ れ ることも少な く，
その実 態は 今だに よ く判っ て い ない点が多い。
本 論 文は， こ の よ うな状 況 下に ある宅 地 盛 土 地 盤に関 し，
盛 土 材の種 類，
地 盤の工 学 的 性 質につ い て，
実 験 を 含めた実 態 調 査 研 究 を下 記の方 法に よ り行った もの であ る。 1） 全 国 各 地の公 的 機 関に，
宅 地 盛 土 地 盤につ い ての 地 盤調査結 果の提 供を依 頼し， 盛土材 料の種 類お よ び盛 土 地 盤の工学的性質につ い て，
収 集し た資 料を 整 理し た。
2）・
宅 地 盛 土 地 盤か ら，
不 攪 乱 試料の採 取 を 行い，
実 験 室 内に お い て静 的 およ び動 的三軸圧縮 試 験を実 施 した。
2
．
調 査 お よ び 実 験 結 果 12．
1 収 集 資 料に よ る調 査 結 果 今 回の調 査結 果の対 象とな っ た県 名 と団 地 数 を表一1
， 地 盤 調査の実 施 年 度を図一
1に示 す。
各 県の宅 地 造 成 工 事 数に比例し た調 査 数が得ら れ てい る とは必ずし も 思 わ れ ないが，
関東 地 方が全 体の約3割 を 占め ている。
団地 の規模は1ha
以 下の もの から 100ha
を越え る もの ま で 存 在し，
土 質 試 験結果お よ び 地盤 調 査 結 果の内 容も非 常 に簡単で少ない ものから，
詳 細なもの まで あ り， 調 査 程 度が異なっ ている。 2、
1−
1 盛 土材の種類前述し た よ うに
，
宅 地 開 発に伴 う盛 土にお．
いて は， 原 則的に現 地 発 生 材が使 用 されてい る の で，
今回の調 査 結 果に おい ても，
有機質土 を除い て，
広 範囲の．
土 質が使用 さ れて いるこ と が明らか になっ た。
土 質の判断は， 収集 し た土 質 柱 状 図 をも と に行い，
表一
2の 12種 類に分類 した
。
現在，
盛土 お よ び基 礎 用の土の分類 法と して 「統一
分 類 法 」が よ く使 用 されて い る。
し か し， 今回の調 査に おい て は，
統一
分 類 法が判 断根 拠とし てい る細 粒 分 含 有 表一
1 謂査県名と団地 数 表一
3 盛 土 材の分 類 表一2
盛 土 材の種 類 ＊ 建 設 省 建 築 研 究 所 主 任 研 究 員 （昭 和 59年8 月 6日原稿 受 理日．
昭和60年3月29日 改 訂原 槁 受理 日，
討 論 期 限 昭 和 60 年 11 月 未日｝ 1 粘 性．
±： IC、
L．
SI， 2 砂 ISレ 3 礫 lG ） 4 砂．
翼 り 粘 性 土｛’
SL．
SC．
SS■， 5 礫 混 り 粘 性 土lGL、
GC．
OSけ 6 礫混 り 砂 〔GS ， 図± 1 土 質調 査の 年度別 係 数一
67
一
率 等の値が求め ら れて い
．
ない もの が多い こ と，
ま た，
土 質柱状図に記入 さ れ てい る説 明を も とに，
統一
分 類 法に よ る判定 を行うこ と が 困 難であっ たこ と等の理 由に よ り，
土 質の分類は， 分類 法に捕われず 記 載 内 容を も とに 行っ た。
し た が っ て， 土 質の判 定は， 現 場に お ける肉 眼 件 100 数 8Q604020Q ］4v120 件 1叩 BO 数 ti〔， 4020 L C SL S SI SS SC GC GL GSI GS G 図一
2 土 質の種 類と件数 201脚
凹 【ev 10F ； 123、
4．
567H9 図一
3 盛 土の層数 N 値 図一4
N 値の分 布 （粘 性土｝ ／／
1 3 1 5 H IL的
図一
5 N 値の分布 （砂｝一
一68．
一
に よ る判 断に負う と こ ろが大き く，
あ る程 度の個 人 的 誤 差 を含んで い る こと を付 言し ておき たOts 図亠 2に盛 土 体の 土質と そ の件 数を示す。 盛 土 体は必 ずしも同一
の材 料では構 成さ れて いない。 したがっ て そ の場 合に は，
同一
盛 土 体で あっ て も，
土 層 が 変 化 す る こ とに件数に加 え て整理 し た。 図一2
に よ れば，
全体的に礫 混り土が多く，
全体の50
％ 以 上を占めてい る。
大別す れ ば，
粘性 土に よ る 盛 土 （L，C ，
SI
＞ が Z8％，
砂混 り土によ る 盛 土 が15
％，
礫混 り土に よ る盛 土が57
％ で あ る。 礫 混り土の 判定は土質柱状図中の記載を参考に決定し たが，
礫 径は2mm
か ら100 mm を 越 え る もの まで千 差 万 別であ る。 ま た，
同じ礫 混り土であっ て も，
広 範 囲の礫 を含んで い ること が一
般的である。
．
礫の種 類は，
砂 岩，
凝 灰 岩，
頁 岩 お よ び その 風化 岩が多く，
マ サ 土 地帯では 風化火崗 岩 の岩 砕で あ ること が多い。 図一3
は，
’
盛土体を構 成す る 土層 （土質材料｝，
の 数を調べ た もの である。
単一
土層か ら な る 盛 土 が最っ と も多く，
層数 が多く な るに従い漸 減 して いること が分か る。 な お，
層 数が多い盛土は，
数種 の盛 土材が 互層になっ ている もの が多く，
盛 土材の種 類 と しては，
多い もの でも 3〜
4種であ る。
、
2i1−2
盛土体の標 準 貫入試験結果 ∴、
fi匸〕 03 件 2り
り
’
1／
〕
UL
‘
十 N 値 図一
i N 値の分布 〔砂 混り粘性 土 ） N 軌 図一
ア N 値の分 布．
〔粘 性土＋砂＋砂 混り粘 性土） 歌コ
o 図一
8 N 値の分布 （礫 〕L
，
o 併 ］u」
L増
50 b ｛ N l直 図一
9 N 値の分 布 （礫 混り砂）【
，
L 3 3 1 5 6 7撞
9匹
0 11 L2匹
3レ
L」
う
16【
1B」
9加
2【
躍：
3z4
z5
z
巳
2r9
δ
2，
湘
N 値 図一
10 N 値の分布 （礫混 り粘 性土） 上 述の分 類に従い，
収 集した標 準 貫入試 験 結 果 を土 質 別に整 理 した。
しか し，
デー
ター
数の多い 土 質では，
分 布 形 状が明 瞭である の に対し， デー
ター
数の少な い一
部 の 土 質で は判 断が困 難で あっ た。 また，
12種 類に分 類 し た方 法で は，
多 少 煩 雑 過ぎ るの で，
分 類 を表一
3の 6 種に整 理し直し， N 値との関 係 を調べ たもの が， 図一
4〜
図一
10である。
これ等の図によ れば ， 1）粘 性 土 盛 土， 2渺 盛 土，3｝砂 混り粘 性 土 盛 土の 3つの タイ プの盛 土は，
N
値＝
3を最 頻 値と する正 規分布に ほぼ近い分布状況に あることが 判る。N
値 がO−
2の非 常に緩い盛 土 部 分も 存 在する こと が認め られ， 特に砂 盛 土 地 盤でN
値≦5 の地 盤が約 60％ を締め る こ と は， 地下水 位等の条件次 第で は地 震 時の液 状 化 現 象が懸 念さ れる。
こ れ等の 3つ の タイ プの盛土のN
値の分 布は類 似 してい るの で これ 等を ま と めて整理 し た結 果を タイプ1
と し て図一
7に示 す。一
方，
礫 地 盤では，
広 範 囲に N 値の値が分布 し（タ イ プll
：図一
8＞，
同一
地 盤 内で もか な り大きさが上 下す る （図一
12）．
こ れ は， 従 来か ら指 摘され てい るよ うに， 礫 地 盤に対 する標 準 貫 入 試 験の適 用 限 界 （特に礫径）の 問 題が大き く影 響して いる と考えられる。
こ の種の地 盤 に対し て は N＝
＝
20前 後が最 頻 値と判 断さ れ る。
同 様な こ と は，
礫混り砂につ い ても言え る （タイ プ 田：図一
9）。
こ の場合に は，N
値の分 布 形 状は，
台 形 分 布に近くジ その最 頻 値は判 全 と し ない が，
6〜
20程度の 値が多い。 礫ある い は礫 混り砂 地 盤につ いて は， 標準貫 人試験値を もとに，
設 計 を行う よ うな場 合に は，
こ のバ ラツキ を考 慮し，
最 小 値を用い る な どの配 慮が必 要で あ る と考え ら れ る。
ま た，
礫混り粘 性土 盛 土の場 合，
末 広がり の分 布 に近く な り （図一10
），
対 数正規分 布で近 似で き る （タ イ プ 】V
：図一
11）。
粘 性 土 盛 土と 比較す る と その最 頻 値 は約2
倍のN ＝5− 6
を示 し， 礫 混入の影 響が現れて い る もの と考え られ る。
’
2．
1−3
一
軸圧縮 試 験 結 果一
般に，
盛土地 盤の造 成は，
1）品 質 管 理に よる方 法，
2） 施 工管理に よ る 方 法のど ちら か で行わ れて い る。
宅 地 盛 土 造成の場 合，
後 者によ るもの が ほ と ん どであ る。 しか し，
完成し た宅地盛 土地 盤 に対して，
その品 質を確 認す る た めの 地 盤 調 査 が行わ れ ること は ま れで ある。
宅 地 盛 土 地 盤に対す る調 査は，
建物設計段 階で実 施さ れ るのが一
般 的で あり，
し か も 下記の理由で，
土質試験が行わ れ る ことは極 め て 少 ない。
1
） 戸 建て住宅で は経済的理由，
あ るい は地 盤 調 査を行う習 慣が普及 してお らず
，
現 地 踏 査のみです ま す こと が多い。
2
） くい基礎を用い る場 合で も，
設 計に際して は，
標 準 貫入試 験結果のみ を用いること が多い。
1りUoo90 TO 件 60 救 5040 ：102Ulo o o oqo o 0oeeg OOa oloo lQL N
−
VALtJF．
（LOG N） 図一
11 N 値の分 布 （礫混 り粘性 土 ） 5 深 さ 10 15 ｛m ｝ 20N
「0 20 30 40 50 図一
12 丿V値の分 布 （礫 盛 土 ） 10t一 69 一
2u9 … 置5 軸 tL lo 縮 強 度 5 L6
一
而「N／ 」
鴇
N− 一轟．
▲！
！
」
ノ
’
’
！
’’
‘ 1’
！
‘〆
〆
’
』＿
N’
’
▲
’
噛
o〆
’
！
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〆
’
’
’
▲’
’
o ／ 8’
’
’
2
．
／’
詈
o．
‘
枯性 ヒ o 懷 混り拈性土〆
’
o［
O iO N 値』
図一
13N 値と一
軸 圧 縮 強 度と の関 係 153
） 礫混 り地 盤に対し て は， サン．
プリン グあ るい は室 内 実 験用供 試 体の 作 成が 困難であ る・
こと が多い。
こ こ で整理 し た一
軸圧縮 試 験の結果は，
前 出のN
値 の デー
ター
に比較す る と デー
タ数が少な く， ま た対 象 も サン プリン グ等が可 能な粘 性 土 （C ，L ，
SL ，
SC
） と 礫混 り粘性土に つ い て の もの で ある。
図一
13にN
値と一
軸圧縮 強度の関係を示す。
両者の関 係を簡 略 化して示 サた め，
原点を通る直線で近似す れば下 記の よ うである。
粘 性土 盛 土に対 してq
・÷趣
嘩
・N
≦1・）…・
……一
（1） 礫 混り粘 性 土盛土に対して はq．÷
拒
一 た だ ・N
≦1
・）・
…・
・
一 一
（・） た だ しq。 ：一
軸 圧 縮 強 度 （tf／m2） な る 関係が得られ る。
し た がっ て礫 混り地 盤に対し ては，
同 じ強 度の 粘性土 盛 土に比 較 する と約2倍のN
値が得 ら れているこ とになる。
ちなみ に，
前 述 し たよ うに，N
値の 最頻 値 が 粘性 土 盛 土に対し て N＝
3，
礫 混り粘 性 土 盛 土に対し て はN ＝5〜
．
6
とい うこと を考え れば，
粘 性t ，
礫混り粘性土 盛 土 と も，
q。÷4〜
5 （tf／m2 ）の強 度 を有す る 盛 土 が 最 も 多いと も言え る。
図一
13に は，
自 然 の沖積粘 性 土に対する平 均 的な 1V値とq
“の 関 係 11，
q。＝
10／8・
N
（tf／mZ ＞ を合わせ て示し た が，
粘 性 土 盛 土 の ほぼ 下 限値，
礫 混り粘 性土盛土の上限 値 近くに位置す ること が 分か る。．
2．
1−
4 スウェー
デン式貫入試 験 結果 標 準 貫入試 験は，
対 象 地 盤の広さの割に は比 較 的 調査 本 数が少な く， 地盤の面 的な変 化を捕え る に は不十 分 な 場合が多い。
特に大 規摸
な丘 陵 地 宅 地 盛 土 地 盤で は 盛土 厚さ，
旧 地 表 面の傾 斜 等が複 雑に変 化す る ので，
同 じ造 成 地 内に おい ても，
．
その 品 質 が 異な るこ と が予 想 さ れ る。
図一
14−
16は， 大 規 模な丘陵 地 宅 地 盛土につ い て調 査 され た，
ス ウェー
デン式 貫人試験の結果 につ い て，1V
、w （1m 当りの半回転 数 ）の全 体の分 布お よ び深さ別の 分 20 件 搬 tO 件 敬 500400 300200 lOO《
’
° 凡鶉 鶚Y
，認 調 鶉 鵲器翻暑『躙
Nsw
図一
14 从 胃の分布 状況Nsw
螽o 20 件 敬 lO O 1 2 5 ffさ 4 5 cm⊃ 図一
15 深さと分 布 状 況 〔AV。
w≦0） o1
2
S 礎 4
（m ）5
’
図一
16 深さと分 布 状 況 〔Nsw≧100） 布を示 し た もの で あ る。
こ の盛 土は，
ロー
ムを主 体と し，
最 大 盛 土 厚さ は約10m
である が， 調 査深 さ「
の最大は5
m’
である。 全 体 的に はN
、w＝
＝
10〜
20 の値が最っ と も多 く，
約 30 ％ を占め，
Nsw＝
10〜
30で は約50％ を占める。
し か し，
Ns iv≦0 （100 kg以 下で の 自 沈 を含む｝の もの が約 9％あり，
し かもそ れ は，
全 深 さに分 布していて，
か なり緩い締 固め部 分が ランダムに存 在し て い る可 能 性 を 示 して い る ｛図一
15）。一
方N
跚 ≧100 につ い て．
み る と （図一16
），
地 表 面 近くに最も多く．
存 在し，1m
以 下 が約 40％ を 占めて い る。
地 表 面 付 近の みが比 較 的 締 まっ て い る現 象は，
、
N 値の調査時に も明ら か に．
なっ た 事 実であり・
，
宅 地 盛土地盤の 特 徴の一
つ であ る』原因 と して．
は，
完 成 後の 自動車等の表 面 荷 重に よ る効果，
乾燥 による影 響，
地 表 面 付 近の施工性の良 さ等が考え ら れ る。
2，
1−
5 乾 燥 密 度につ い て 宅 地 盛 土 地 盤の盛 土 管 理は， 盛 土 地 盤の密 度 管 理によ り な さ れ るのが一
般 的で あり，
乾 燥 齋 度，
空気 間げ き率等で規 定さ れ ている。 しか し， 現 状におい ては
，
大 規模 な造 成地 を除く と，
十分 な施 工 管 理が な さ れ ること は ま れ である。
図一
17〜19
は今回の調 査で得 ら れ た乾燥密 度 を粘 性 土，
ロー
ム，
砂質土につ い て整 理 し たもの であ る。
そ れ ぞ れ の最 頻値は順に， 7d＝
Ll−
1．
2 （g／cm3 ），
O．
6〜
O．
7 （g／cm3 ），
1．
3〜
L4 （g／cm3）で ある。
各 試料 と も，
最 大 乾 燥 密度の値が得られ て い な い の で，
その締 固 めの程度につ いて は，
明確な判 断は できない。．
し か し，
既存の資 料eVkLS’
2）・
9’・
m ）を 参考にその締 固め程 度の検 討す ることは可 能であ る と考え ら れ る。
例え ば砂 盛 土につ い て みる と，
宅 地盛 土に使用され る砂の多 くは山砂で あ る と思われ るの で，
全 国各地の山 砂の最 大 乾 燥 密 度を調べ鸞
10 〕 O ％ 5 尉 Lり 含 lu．
Ln M、
11 11．
田 12．
L．
十
ltl−
IM E，
i・
1S 巴．
t6 1fi．
t，
T 乾 燥 密 座〔S／di） 図一
17 乾燥密 度の分 布 〔砂 質 上 ） 略Lm
冊咀 肥凵
噂 吟．
m凶
「
凵
貶 燥 密 甌 （9 ／認 ， 図一
18 乾 燥 密 度の分 布 ｛ロー
ム｝ Lヨ
1「
卩
唱
即
．
屮
り
／
．
11脚
脚
．
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1」
．
L」
L1」
L II 」tt 卩．
1．
ih．
Xt埋 仲「
匹 〔／；
tt
．
Ol／ 図一
19 乾 燥 密 度の分 布 ｛粘 性 土1
1τ
臥μ仁
F搾己
L，
121」
ト齟
1a，
−
表一
4 静 的 試 験 用 試 料の物 性 試料 名 比 重 液性 限 界 困 塑 性 腆 界 鉛 刑性 指 数 乾 燥 密 度 （曜 ） 試料 採 取 傑 度 い1 Al27735952854D1llL1．
0−
2．
O A2z67374628745908 日 10−
11 A5272011 ＆呂 4737LO0772L−
22 B 蹴 z7298ZL3474760922．
5−
3，
0 B227 δ59639 巳 562o＆
54．
o−
4，
5 t［］1 ）一
gv § 乏6UbF i“ 蠹 憂．
LV） 畑 唇 1川脚幅．
11
Ai， AlA ！ i） ° °，
1／T°
1
錯
肖D 【
IL1
図一
20 粒 度 分 布 1tt て みる とz），
その値は 1．
470〜
2．
120 （g／cm3 ）の範 囲に あ る。 その 内， 砂分が80％ 以上で あ る山砂の多くは 1．
69／cm3 以上の 最大 乾 燥 密 度 を 有し，
そ の平均は約 L7g ／cm3 で あ る。
細粒 分 を多く含ん だ山 砂の最 大乾燥 密 度はより大き く な り1．9g
／cm3 程 度の ものが多い，
仮 に砂 盛土の平 均 的な最 大 乾 燥 密 度 をL79 ／cm3 と す れ ば，
砂盛 土の最 頻 値に対 応する締 固め度は，
76．
5〜82．
4 ％ と な り，
通 常の締固 め規 準か らみ ると．
や や締 固め不 足であると考え ら れ，
前 述のN
値の調 査 結 果と対応し た結 果とな る。
2．
2 サンプリング試 料に よ る静 的およ び 動 的 3軸 圧 縮 試 験関 東地方の代 表的 住 宅 地盛 土 地 盤か ら の サン プリング 試 料を用い て
，
静 的お よび動 的3
軸 圧 縮 試 験 を実 施し，
そ の強度，
変形特性につ いて調 査 を行っ た。 2．
2−
1 静 的3
軸 圧 縮試 験 1） サンプ リング試 料につ い て 試 料は東 京 都 内2か所 （A ，B
）お よ び千葉県 （1
か所 ） 内の宅 地 盛 土か ら シ ンウォー
ルサ ンプリングに よ り採取 し たロー
ム質土でφ
る。 この種の盛 土は，
関 東 地 方の代 表 的な盛 土 地 盤の 1つ である。 各 試 料の物 性，
試 料 採 取 深度およ び代 表 的な粒 度 分布を表一
4お よ び図一
20に そ れ ぞ れ示す。
各 試 料は ロー
ム を主 体 と して いる が，
とこ ろどころ砂 あるい は小 礫 を挟んで おり，
その程 度が若 干 異な っ ている。
2
） 実 験 方 法につ い て 供 試 体 寸 法は直 径5cm、
高さユOcm （円柱 状 ）と し，
供 試 体を飽 和さ せ る た め に ブ ラッ シ ング を行っ た後，
バ ックプレッシ ャー
を1．
O〜
2．
e （kgf
／cmZ ）を付 加し た。 その結果， skempton の 間 げ一
き水 圧 係 数 〔＝B
）は0．
9− O．95
と な り，
ほ ぼ飽 和に近い 状 態 を得ることがで き た。 せ ん断試験は所定の有効拘 束圧力 （．
A
試料につ い て は1，2，3kgf
／cm2 ，B
試料につ いて は， 採 取 位 置で の 平 均 土か ぶり圧 ）で圧密し た後，
非排水状態で実 施し た（σ σ試 験 ｝。な お，せ ん断中の軸ひずみ速度は 0．
25（％ ／min ）と し， 計 測 値は すべて自記 記 録さ せ てい る。
3
）実 験 結 果につ い て 図一
21に応 力〜
ひずみ関係 （A3 試料の場合｝を 示す。
ロー
ム質 盛 土の応 力〜
ひずみ関 係は，
通 常の練 返し再 圧 密 粘 性 土 と同 様に，
明 僚な ピー
クを示さず，
ダクタイル な曲 線とな る。一
般に，水で飽 和させ た盛 土 （締 固め土 ｝＋
は，主に，締固め た時の含 水 比，締 固め圧 力 （エ ネルギー
） ， 土か ぶ り圧 力 （拘 束 圧 力 ｝お よ び締 固め方 法に より そ の 性 質が異な ると考え ら れ る．
図一
22は，
こ れ ら の諸 条 件によっ て，
締 固め 土 が間げ き比一
拘 束圧力 面上の どこ に位 置す る か を模式 的に描い た概 念図であ る3：。
締固 め 土を水で 飽和し，
圧密する と，
締固 め含 水 比の違いによ り，
異な る圧密 曲 線が得られる のが一
般 的であ る （図一
一 71 一
踟
§
斗
1．
o 碗 殉 棄 圧＝
2◎曜溜 ↓ 榊 拘束 圧＝
L卿 川 ↓ ↓1σ
・
7e・
’
の
ビ
7ク 間 げ き 比 ZQ辜
冒
評
o 図」 21 5【
0 15 9rRAIN （f） 応 カー
ひずみ関 数 （A3 ） P2 Pt Pc 丶土 か ぷ り 圧 図一
22 締 固め含 水比 と 圧密 曲線．
砕 霙 琶 ao N罫
a」
’
十
σ
■
’
−
T ／一
〔【
鍔細 図一23
ベ ク トル カー
ブ （A1 ）1
’
』
』響 （・・t／di） ∵ 1図一
24．
ベ ク ト．
ル カー
ブ．
〔A2）ミ
』
量・．
・ ピ、
L
b 1．
0 」準
c・・tfa・〉 図一一
25．
ベグトルヵ一
ブ （A3 ）・
一
72
−一
22で は，
w，
ω’
，
が の締 固 め含 水比に対 応し た圧密 曲 線を示 し て ある｝。
例 え』
ば， 締固め含 水 比が W’
である 土 がザ締め固め圧 力 （Pc ）T
’ 十 分に．
締．
め固 め られた と す る と，
X 線に沿っ て，
圧力Pc の位 置まで達し，
転 圧の 繰返 し効 果 等に より Y 線上 め点Yc
に達 する （図 中の 記 号 （≧） は，
転 圧の繰 り返 し等に よ る間 げ き比の減 少 を表し た もの である ）。
その後，
土 か ぶ り圧の大き さ（Pi，p2，
p
Ω に対 応 し て，．
点y
，，Y2
あ るい はV3
の位 置に 達す ることに な るe一
方，
締め 固 め が不 十 分である場 合 には （転圧回 数が少な いと か，
．
締め 固 めに伴っ て間げき 水 圧 が発生 する場 合な．
ど）， 盛 土の状 態は，X
線とY
線の間に位 置し，
例え ば， 締め 固 め後の土 か ぶ り 圧力が ρi の時に は，
線 分X、 Yi上に位置 してい る と考え ら れ る。 点y
、が最も よ く締まっ た状 態であ り，
点X
，が締 固め 効 果が ない，
最っ とも緩い状 態に対 応し てい る。し た がっ て盛 土は，
そ の応 力 履 歴か ら考え ると， 締 固 め 圧 力 を 先 行 荷 重とす
る一
種の過 圧密土と も考え ら れ；
る。 図一
23r26 はそ れ ぞ れA1 ，
A2 ，
A3 ，
B1 ，
B2
試 料 に対する非 排 水せ ん断 時のベ ク トル カー
ブを描い たもの で ある。 こ こで， B試料．
は．
試 験時の拘 束圧 を試 料 採 取 位 置にお け る平 均 土か ぶり圧 （静 止 土圧係 数を0，
5と仮 定 ） に そ れぞれ等しくし：
て試 験 を行っ．
た もの であ る。
ま た，
A
試料は 試験 採 取 位 置の平 均土か ぶ り圧とは無関係に拘 束圧 を変えて行っ たもの である。 A試 料あ場 合，
試 験 時 の締め 固 め 圧力比 （締 固め圧 力と拘 束圧の比 ）の大 き さ に よ り，
ダ ィレイタンシー
特 性が異な ると考え られ るの で，
そ れ ぞ れの ベ クトルカー
ブは， 拘 束 圧 を変え た時に 相似 型に はな ら な い （図一 23）。
ち なみ に，A1 ，
A2 ，
A3 の平均土か ぶ り圧．
は， おお よ そ．
O．
15
kgf
／qm2，1．
O
kgf
／cm2，2．
O
kgf
／cm2 で あ る。 筆 者 が 行っ た実 験に よ れば3｝，
図一22
のX
線上の状態 におけ る非 排 水せ ん断 試験 時のベ ク トル カー
ブ は 図一
26の B2 の よう に な り， ダ イレイタンシー
の特性が負 （圧縮 ）か ら正 （膨 張 ）に 転 ずる．
，
いわ ゆ るダ イレイ タンシー
の最 大圧縮 点8．
1を有 LO婁
琶
ピ
。．
5 N ピ 02 0．
4 0，
6 0β単
〔la・・t・D 図一
26．
ベ ク トル カー
ブ 〔B）す る場 合が
一
般 的であ る。 し たが っ て， B2 は締め固め を受けて い ないか，
あ るいは締め 固 め ら れ て も平 均 土か ぶ り圧よりも小さ な圧力で締め 固 め ら れ た盛 土であ る と 推 察で き る。一
方，
A1 ，
A2 ，
A3 ，
B1
の盛土は， 平 均 土か ぶ り圧と同じ拘 束圧状態 で は，
過 圧密土と類 似し た挙動を示す。
こ れ は，
締め 固 め 圧 力 が 平 均土か ぶ り 圧 よ りも大 きい か，
あ るい は，
繰り返し転圧の効 果に よる もの と考えられ る。
し た がっ て，
こ の べ ク．
トル カー
ブの 形に よ り盛 土の施工性の良 否を あ る 程度判断す ること が 可 能であると 思わ れ る。 次に，
図一23−
26のベ ク トル カー
ブか らロー
ム盛土の強度定数につ いて み る と，
有 効 応 力に関する見か け の粘 着 力 （；
c’
）は，
ほ ぼ0
で あ る ことがわ か る。 試 料が水で飽 和す る と， 有効応力に関す る み か けの粘 着 力が極めて小さ く な るの は締め固め土の一
般 的 傾 向4｝ であ る が，
締 め 固 め度が極め て高く （90％ 以 上 ）にな る と，
粘性土で は粘 着 力 係 数が 急に増大 す る とい う事実も報告さ れ てい る5F。 宅 地 盛 土で締め固め度 が 90％ 以 上 に施 工 管 理 され る こ と は極め て ま れで あ り，
通 常は c’
＝0
と考え て も よいと思われる。
ま た，
摩 擦 角につ い てみ る と，41．
5
°
− 44．8°
となり， ロー
ム と し て は やや高めの値が得ら れ た が， 混 入 して い る小礫，
砂 の影 響と思わ れ る。2．2−2
動 的3
軸 圧 縮 試 験 宅 地開 発の規 模が大き く な ると，
それに伴っ て高盛 土 が施工 され る こ とも多い。 現 在，
宅 地 盛 土 地 盤に対 す る 耐 震 規 準は整 備さ れて いないけ れ ど も，
規 模が大き く な れば， それ だけ地 震 時の安 全 性の評価が重要であ る。
近 年， 宅 地 盛 土 地 盤に対す る 地震 時 安全性につ．
い ての関 心 が よ う や く高 まりつ つ はあ る が，
宅 地 盛土 地盤の動的変 形特 性につ い て調査さ れ た資 料は，
他の地盤種に比較す ればは な は だ少ない。
本 調 査は関 東 地 方の宅地盛土 地 盤 か ら サンプ リングされた試 料 を用い，
その動 的 変 形 特 性 につ いて室 内 実 験を行っ たもの で あ る。
1
） 実験 試料お よ び実 験 方 法につ い て 実 験に用い た資料の物 性 を表一
5，
また各 試 料の粒 度 分布を 図一
27に示す。
な お，
表 中の C試 料は静 的 3軸 圧縮試験に用い たA 試 料と同一
の もの であ る。
供試体寸 法は直 径5cm，
高さ10 cm （円柱 状 ）と し，
バ ッ クプレッ シャー
（e．
5〜
1．
Okgf／cm2 ）を付 加して行っ た。
2＞ 実 験 結 果につ い て 動 的 変 形 特 性 図一
28，
29に C 試 料の動 的 弾 性 係 数お よ び等価 減衰 定 数の ひずみ依 存 性を 示 す。
図一
28 の縦軸は軸ひずみ εa＝
6．
7×10’
sでの動 的 弾 性 係 数E
。 で規 準 化して示し てあ る。 動 的 弾 性 係 数は軸ひず み 1XlO−
4 付 近か ら低 下 し始め，
1× 10−
4 を 過 ぎ る と 急速に低 下して，
1×10−
3 当りで は， 初 期 剛性の 60％ 位にまで減 少する。一
方， 等 価 減 衰 定 数は，
小ひずみ域 （ε。
≦1XlO−
4 ）では約3一
4 ％で あ り，
軸ひずみがこの値を 過ぎ ると急 速に増 加し て ε。＝
1×10−
z で は約15
％ に達す る。
これ等の 図は拘 束 圧が1．
O−
3．
Okgf
／cm2 の時の試験 結果 をま と め て記 人し た もの で あり， 動 的 弾 性 係 数，
等 価 減 衰 定 数の ひず み依 存 性は，
拘 束圧の大き さにあ ま り影 響さ れ ないこと が分か る。
D 試 料 （lp＝
26．
9）は，
C 試 料と 比較す る と細 粒分 が 約 IQ％ 程 少ない砂 質ロー
ム であ る。 図一29，30
か ら明 ら か なように，
その動的弾性 係数，
減衰定 数の ひずみ依 存 性は C 試 料の場 合と大 差は ない。 E 試 料は，
砂分 が 約85 ％の ロー
ム質 砂 （lp＝
0）で あ る。 こ の試料の動 的 表一
5 動的試験に用い た試 料の特 性 試 料 名 e D E 採取 腸所 楽 京 都 内 千 葉 県 T 集 県 t 質卩
一
ム
砂 質卩一ム
卩一厶
貝 砂 採取 方 法 シン
ウォ
ー
ル サノ
ノ 1丿ア
ダ プロ
ワ サノ
プ
リノ
グブ
卩γ
ク サソ．
〆
リノ
グ 比 重 C且 c2c3277326732．
720 2．
704 2．
68昼 液性 隈 界 ClC2C3 686746LL ＆3．
6L3 N．
P 嘸性限 界 CLC2C328．
5287473 344 N．
P 塑 性 指 数 ClC2C340145971．
o 269一
looQ80
）
畢 60’
屈 噸 40 姻 2000．
OOI 粒径加 積 曲線 C3C1C2 D E 1．
2 L v8 601己
国 ＼ 国 o．
4 02 u10 e 0．
01 0．
1 1．
0 粒 径 D （mm） 図一
27 粒 度 分 布 10．
0 （晦fπ 紛 O 拘 束 圧＝
30 A ム”
＝
20▲
o A 帖 O”
rLO
ム 矚 ’ ¢）▲ ◇」△も
A 奄 80 ▲ o ▲ 10−
s ID−
4 1D−，
AXIAL STRAIN 図一
28 動 的変形 係 数とひず み関 係 （C） 1‘〕．
3一 73 一
．
（
感）
国8
り く 」 霆一
塞
r
20 （Kgf嗣 〕 1「
8
，拘 柬圧二
3，
0 ■｝
■ D・
‘FP 一
20 ◇〃1＝
】ρ 15 1 戸o、
，
． ． 0 ム、
10 oo／ ‘u
「1
L／
％
●亙
・／ ■ ◇ b くb ●‘
5 o o一
嗣 ム艀
3A
1
◇ ◇厂
010−
e 10−！
10−
6 10−：
AXIAL STRAIN 図一
29 等価減衰定数と ひずみ関 係 （C，
D＞ 12 10冒
：
1a 昼ミ
、、 国「
o．
● 02010一
N丶
、
一
一
一
一
c 試料 o D賦 料、
s丶
・
図・
−
30 12 10．
，
10−
4 10．
幽
10．
r
AXIAL s血ヘlN 動的弾 性 係 数 と軸ひず み 〔D） E賦 料 1 昭要
・．
・ a4 吼2一
一
一
一
c試料 O E附、
、、
、
丶
＼ 20 雌 皿 5（
邑 属 2 』 託 望円
塞
D10．
e 10．
■
1 『・
10．
！
10’
：
AXIth s皿 IN．
．
図一
31 動 的 弾 性 係 数と軸ひずみ （E〕 010．
o
LO−．
10’
0 1e°
‘
10−
t AXI△LSTHAIN 図
一
32 等 価 減 衰 定 数と軸ひずみ （D．
E） OD 試 科 oH 試 科「
．
．
74
一
弾 性 係 数は，
小ひずみ・
（ユ×10二5） 領域か ら ひずみ依 存 性が 認 められ，
C，
D 試 料に比 較す る と，
緩かにその剛 性が低 下 する （図一
31）。
例えば，E
／E
。＝O．8
および 0。
5の時 におけ る ひずみ比に よっ て 両者の 動的 弾 性 係 数 の 低 下 を 比較す る と， ロー
ム 質 砂 （E
試 料 ）は，
εe．
5／εo．
8＝
10，
ロー
ム （C
試 料 ）， 砂 質ロー
ム （D
試 料 ） で は約 5とな る．
。
し た が っ てロー
ム，
砂 質ロー
ム盛土材 は，
』
』
ロー
ム質 砂 盛 土材に比較して約 2倍の こ う配で動 的 弾 性 係 数が低 下 すると言え る。一
方，
．
等価 減 衰 定 数につ い てはTt 3者に有 意な差は認め ら れ な かっ た1
図一
32）。
次に，
初 期 剛性に及ぼす拘 束 圧の影響を，ロー
ム盛土（C
試 料 ）につ い て調べ たもの が図一
33で あ る。
こ の場合，
初 期剛性と拘 束圧の関 係は，
両 対 数で ほ ぼ直 線関係にあ り，
その こ う配は約O．
5である。
こ の値は一
般に認 め ら れ ている平 均 的な値とよ・
く一
致して いる6）・
7）。
な お，
図 中に は，
両 者の関 係 式 を示 し，
合わ せ て，D
試料，
E
試料の動 的 弾 性 係 数 を プロ ッ トした。
動 的 応 力履歴の影響につ い て 地 震 後に おけ る盛 土 地 盤の静 的 強 度 特 性 を 求め る た め に，
動 的 試 験 終了後直 ちに同じ拘 束圧力で 24 時間圧密 を行っ た後に静 的せん 断 試 験を行っ た。A
，C
試 料は同一
の試料で あり，
し たがっ て，
A
，C
試 料につ い て の静 的せ ん 断 試 験結 果は そ れぞれ， 動 的 応 力履 歴の無い状 態と影 響を受け た状態につ い て の もので あ る。 図一
34は，
両 者の弾性係 数を，
軸ひずみ が 1％ の時の割 線 弾 性 係 数で 比較し た も．
の である。
動 的 応 力の 岡蠧
り
H
靨 5 国 LO1．
，／
゜
o／ 8 200102 LO竃
／
Rζ
＿ ・ O C試 料 ム D隅科 0 9試料 10．
1 翫5 1ff 2 3 10b「
omCP 【旧 P凹S跚 ［LagP ユM − 33
拘 束 圧 と 初 期動 的 弾 性 係 数の関 係ぎ
ε
200 弾 性’
数1lOO
・ 動 的 応 力N歴無 し ▲ り／
／
1 拘束 圧力 2 5 （kg flcrTb 図一
34 弾性 係 数の比 較2。
穃
ざ 。 茎這
臥
『 o tt°學
ap
（・g・’、誘
゜ 図一35
ベ ク トルカー
ブ 履歴 を受け たC
試料はA 試料に比較して約 5〜
10％ そ の剛性が低下し てい る。
ま た， 両 者のせ ん断 時の有 効 応 力 径 路 （図一35
） をみ ると，
動 的 応 力 履 歴 を受 けたC
試 料はA
試 料に比較して よ り明瞭なダイレイタンシー
の最 大圧縮点を有す る よ う に な り， ま た， み か けの内部摩擦 角がか なり低下 して い る （こ の 場 合は約 14 ％低 下 〉。
こ の よ うな地 盤の性 質の変 化は，
地震後の盛 土 地 盤， あ るい は盛 土 地 盤 上の構 造物の安全性を考え る上に おいて も検 討すべ き事 柄であ る と考え ら れ る。
3．
おわ りに 宅 地 盛土 地 盤の工学的性質につ い て， 収 集し た地 盤 調 査 結 果お よ び，
室内での 静 的，
動 的3軸 圧 縮 試 験 結 果 を も とに検 討し た。 得ら れ た諸 結 果を ま と めると， L 宅 地 盛土地 盤を構成す る土質は12
種 類に分類す る こと がで き，
大 別す れば，
粘 性 土 盛 土28 ％，
砂 混り盛 土15％，
礫 混り盛土が57
％で あ る。 2．
宅 地 盛 土 地 盤の標 準 貫人試 験 値 （N
値）の分布 形 態は 4タイ プに分 類 可能であり，
そ れ ぞ れの 盛 土 の分 布 形 態は 1） 粘 性土盛土，
砂盛 土， 砂混 り粘性土盛 土につ い て は，
N；
3を最頻値と す る正 規分布 をな す。
2） 礫 地 盤につ い てはN
＝20
を最頻値と す る正 規 分布を な す。
3） 礫混 り砂盛 土につ い て は，N ＝
6〜
20の値が多 い台 形 分 布を な す。 4） 礫 混り粘 性 土 盛 土の場合はN ＝
5〜
6を 最 頻 値 と す る対数正規分布をな す。
3．
粘 性 土 盛 土，
礫 混り粘 性土 盛 土にお けるN
値と一
軸圧縮 強 度 （tf／m2 ｝との 関係を， 原 点を 通 る直線で近 似す る と そ れ ・ れ
，
・。一 ・，
・・
一拒
（N
≦10）で表すこ と がで きる。
4，
ロー
ムを主 体と し た粘性土 盛 土にお け るスウェー
デン式 貫入試 験の 半 回 転 数 （IVsw）の 最 頻 値は，
ハJsw＝
10〜
20であるg 5．
ロー
ムを主 体と し た粘 性 土盛土の せん断時の有効 応 力 径 路は拘 束 圧の違いに よっ て相似型にはならず ダ イレイタ ン シー
特 性が変化す る。
6．
ロー
ムを主 体 とした粘 性 土 盛土の締め固めの良否 はベ ク トルカー
ブの形によりあ る程 度判 断す る こ と がで き る。
7．
ロー
ム質 砂盛 土の動 的 弾 性 係 数の ひ ず み依 存 性 は，
ロー
ム盛 土よ りも 小さ なひず み領 域か らでは じ め，減少の程 度はロー
ム盛土に比較 して緩 かであ る。
8，
等 価減 衰 定 数の ひずみ依 存 性は，
ロー
ム質砂 盛土， ロー
ム盛 土 と もに ほぼ類 似し た関 係に な る。 9．
ロー
ム盛 土につ い て， 動 的応 力履歴の 影 響 をみると， 履 歴 を受け ない もの と比 較して弾 性 係 数が約 5
− 10
％，
内 部 摩 擦 角が約 14％ 減少す る。 な お，
礫分 を多量に混 入した盛土， 礫 径の大 きい材 料 か ら な る盛 土につ いて は， その数が比 較 的 多い に もか か わ らず，N
値 以 外に 資 料 を 得る こと がで き な かっ た。
こ の理 由は，
主にこ の種の地 盤 材 料にっ い て，
通 常の室 内 変形 試 験が実施で き ない ことに よ る。
今 後，
大型の 3 軸圧縮試 験装置 （供 試 体 寸 法，
直 径＝
1．
6m，
高さ＝
2．
4m ）を用い た， 静 的お よ び勤 的な試 験を行い，
こ の 種の地 盤の強 度・
変 形 特 性 を求める予 定である。最後に
，
貴 重な地 盤 調 査 結 果 を提 供し て頂い た関 係機 関の諸 氏に感 謝 致し ます。
な お， 本 研 究の一
部は建 設 省 総合技術開発プロ ジェ ク ト「震 災 構 造 物の復 旧 技 術の開 発」の 中で行っ たもの である。
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1976年一
75
一
t/
t/.t
t
.t
t
.
'
'
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'
SYNOPSIS
･-
-
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THE
S.TUDY
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FILL-UP
GROUNDS,
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bY oMflKAI.?.JF.UTAKLBuildingResearchlnstitute,Mernber
t.
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This
paperisthestudy on theconstructedfill-up
grounds of'housing,lots.
In
part1,tlieengineering propertiesof constfucted fili-up
grounds
weve particulailyinvestigated.'
,
'
This study was carried out intliefollowing
･two
ways.･
･･
l. The ground
investigation
data
offill-up
grounds were gatheredfroTri
variousParts
ofJapan
an'd theywelregot
into
shape concerningkinds
o'f'soils composingfill-uP
grbunds, standardpenetration
testdata
and
Swedish
penetration testdata
etcl'.'.'
'
'･'･
'
2:'
The
static and'dynamic'deformation
'characteristics
of soils
