1
論 文】 UDG ：624．
131．
3 H本建築 学会 構 造系論文 報 告 集 第 388号・
昭 和 63 年 6 月粘
性
土 宅 地 盛
土 地
盤
の
圧 密 非 排
水
せ
ん
断
強 度
の
推 定 法
正 会 員 二木
幹
夫
＊1．
は じめ に 近年の宅 地 造 成は，
都 市 部にお け る 良質地 盤の不足等 か ら， 丘陵地あ る い は軟 弱地 盤 を対象に行 わ れ ること が 多い。 宅 地 造 成 工 事の 多 くは盛 土 工 事 を伴い，
設計・
施 工上築造さ れ る盛 土 地 盤の強 度 を 求め ること が 必要と な る。 盛土材料に は， 現地 発 生土 が使 用さ れ ること が 多い が1｝，
その中で も締固め条 件な ど 工学 的な問 題が 生 じ や す い の は粘性土 盛 土 地 盤の場 合 が 多い。
特に関 東 地方で は，
ロー
ム系の 粘性土が用い られ てい こと が多い。 工事 が大 規 模に な る と， 盛 土工事 を必 ずしも同一
条件で行う ことは困難で あり，
こ の よ う な場 合 簡 便に盛土地 盤の強 度 を推 定で き れ ば設計・
施工上 便 利で ある。
締 固め土に 関 する研 究は以前よ り土 質 工 学の重 要な一
テー
マ と して 数 多く な さ れて きて いる。
しか し，
締 固め 土の力学 的特 性に影 響 する因 子が多く ま た複 雑な た め，“
締 固め土”
とし て 自然 地 盤と区別し て扱わ れ るの が 普 通である。
締 固め土は，
施工直後は不 飽 和の状 態である の が一
般 的で あり， した がっ て締 固め 土に関する研究は， 不 飽 和 状態 （締 固め ら れた時の状 態 ）の ま まで行わ れ た ものが多い。
しか し，
下 記の理由に より飽和状 態に あ る締 固め土に関 す る研 究 も 重 要である と考え ら れ，
本研究で はすべ て飽 和した締 固め土を対 象に し た。 1） 盛 土 斜 面の安 定，
支持力に関す る問 題 等 を考え る と， 地 盤が最 も不 利 （危 険 〉な状態 になる の は地 盤が飽 和し た時で あ り，
この よ う な状態は上 載 圧による圧 縮，
降 雨ある い は地 下水の影響等に よ り比 較 的 容 易に達 成さ れ ると考え ら れる。 し た がっ て，
工学的には地 盤が飽 和 した時の状 態につい て検 討す れば．
卜分 な 場合が多い。
2） 締 固め土の 力 学 的性状が複 雑で あ る原 因の 1っ に， 不 飽 和な状 態の土に発 生 する サ ク ショ ンの評価が困 難であるとい う問 題が あ る。 し た がっ て，
試料を飽 和す ることによ り，
こ の サク ショ ンの 影 響を取り除くこと が で き実 験 結 果の解 析が その 分 容 易にな る。 締 固め土に関 する研 究は，
締 固め現象その もの や土の 工 学的 性 質に及ぼ す締 固め によ る影 響等に 関する ものが 多く，
締 固め た土の性 質が一
般の土 （自 然 地 盤 等 ）の性 串 建 設 省 建 築 研 究 所 主 任研究員 （昭 和 6Z年9月 亘O日原 稿 受 理 〕 質とどの よ う な関 係にあ る の か とい っ た点か ら，
系 統 的 にその 力学的 特 性を解 明し よ う・
と す る 研究は現状で は極 め て少ない。
八木Z ］は種々の低含 水比状態にある飽 和 粘 性 土 を練り返し再び圧 密し た試 料 〔練り返し再圧密粘土 ） につ い ての研究 を行い， こ の よ うな土の 力学 特 性を統一
的に表す試みを行っ ている。
練 り返 し再 圧 密 粘 土は大 型 の圧密容器を使 用 して作 成した試 料 を切り出し，
空 気が 混入 し ない よ うに密封して…
定時間練り返し た後， 再圧 密し た試料であ る。
実際の地 盤で は打ち 込 み くい の周 辺 粘 性土，
動圧密さ れ た自然 粘 性 土 地 盤 がこ の よ うな地 盤 であ る と している。 区 分と して は か く乱再圧 密 粘 性土の 範ちゅうに入 る もの と考え ら れ る。
これに対し， 本 論 文 で対 象に し た試 料は一
般 的な締 固め粘 性 土で あっ て，
種々 の 含水比状態 （乾 燥側か ら湿 潤側ま で）で ラ ンマ に よ り締 固め た り， あ るいは静的に繰り返し圧 縮され た試 料を水 浸させた もの で あ り，
通 常の盛 土 施 工 過 程と降雨 等に よ る水 浸を念 頭に おい て作 成し た試料である。
し た がっ て こ の中には，
水浸に よ る土構造の変化やコ ラプス 現 象S］，
締 固め方 法の違い，
締固 め含水 比の影 響など も 含まれ て お り，
締 固め粘 性 土は練り返し再圧密粘性土と 比 較 する と より複 雑な履歴 を受け た土であ る と考え ら れ る。
こ れまで，
締 固め粘 性 土と練り 返 し再圧密粘 性 土 と を比 較し た例は認 めら れ ない け れ ども，
現 在の段 階で両 者は異な っ た試 料と考え るのが妥 当と 思 わ れ る。
し か し，
両 者の試 料は と もに土構造が破 壊さ れ た後，
再 圧 密 ある い は締 固 めに より間げ き比が小さ く な る とい う点で は類 似した試 料と考え ること がで き る。 本 研 究は練 り返し再圧密粘 性 土と締固 め粘性上の力学 特 性の類 似 性 を指 摘し，
練り返し再圧密 粘 性土につ い て 求め られて い る概 念 を発 展さ せて締固め粘性土に適 用 し， 締 固め粘性 土の非 排 水せん断 強 度を 土の基本的諸定 数か ら推 定する ことを試み たもの であ る。 2．
試 料お よび 実 験 方 法 実 験に用い た試 料は，
筑 波 研 究 学 園 都 市 内で掘削さ れ た関 東ロー
ム （試 料 No．
1）および凝 灰 質 粘土 シル ト 〔試 料No ．
2＞で あ る。 こ れ等の試 料の 物 性を表一1，
粒 度 分 布 を 図一
1に示す。No ．
1，
No ．
2の試 料に対し，
ラン マ に よ る締 固め および静 的な繰り返し載 荷により締固め 1一
112
一
表一 1 試 料の物 性 試 料 雁 11 試 料 羸 2 土 質
．
名 関 東卩
．
ロー
ム 粘土 シ ル ト 比・
重 2．
775 2．
612 液 性 限 界 （％ ） 157．
5．
52．
1 1．
．
塑 性 限 界 （％）153
，
4 19r
．
5 塑 性 指 数 （％）．
10．
4．
1 32，
6 最 的含泳
比 （％ ） 81．
3．
29．
0．
1 通 過 重 量 百 分 率 図一
1 粒 度 分 布 土の供 試 体を作 成し た。
（1） ラ ンマ により締 固めて作 成 した試料 （方 法 （1 ）） 含水 比 を種々 に変 化さ せ，
JIS
A
ユ210
（2．
4 ）に よ り 締固 め た 試料を一
日水 浸し た後切 り出し て供試体と し た。
・
（2 ） 静的繰 り 返 し載 荷に よ り作 成し た試 料 （方 法 （2
）） 種 々の含水 比 状 態 （本 方法の場 合， 最適含 水 比か ら液 性 限 界まで の湿 潤 側の含 水 比 試 料にっ い て行う）に ある 試料壷，
大 型 の 円柱状圧密 容 器 〔直 径30cm，
高さ60 cm ） を用いて静的繰 り 返 し圧縮を行っ た。 繰り返し荷 重の大 ききはブル トー
ザー
等の締 固め機 械の荷 重を考 慮し最 大 0．
8kgf／cm2，
繰 り返 し 回数はio
回と し，
載 荷 時 間 間 隔 は 1分と した。
、
「
ただ し，
最 後の繰 り返 しの後に最 大荷重 〔0．
8kgf／cm2 ）を載 荷し た状 態で 水浸し， 1白
放 置 し た後 切 り・
出し て供 試 体と し た。，
方 法
．
（1）お よ び方 法 （2）に よっ て作 成し た試 料を 所定の拘 束圧 力で年
密し た後，
非排 水 状 態で せん断 試 験 を実 施し た （圧密非排
水三軸 圧 縮 試 験而 試 験 ）。 供 試 体寸 法は直 径3．
55cm，
高さ 8，
75 cm で ある。
軸圧縮ヒ ズミ速 度は， O．
013 （％／min ）と し t 必 要な デー
タはす べ て 自記 記録させた。 なお， 前 述した理 由に より試料を 飽 和させ．
る た め，
試 験 中バッ ク．
プレ ッ シャー2kgf
／cmZ を付 加 じてお り， そ の結果iskgmptQn の 間げ き水圧係 数 B4［は すべ て 0．
96，
以 上で あっ た。
3．
実験 結 果お よび考察、
．
図一
2，
図73 に試料No ．
1
お よびNo ．
2の締 固め曲線 お よび 方 法 （1
）で作成 し た供
試 体を，
、
圧密圧 力 1．
0，
2．
0，4．
O
（kgi
／cm2 ）で等ヵ
母 密した時の，，
締固 め含水 比と 圧密後の 乾燥密度の 関 係を示す。No ．
1，
No ．
2の試 料と も 方 法 （1）で作成 し た試 料の締画め含氷
比 と乾 燥 密 度の関係は，
締 固め曲線と同じ ように，
上に凸 形の曲 線にな る。
ま た，
乾燥密 度の最大値は各圧密圧力とも，
最適含 水比 よ り少し高い締 固 め含 水比の所に位 置 してい る が理 由は よ く 分 か ら ない。
図一4
，5
は， 試料No ．1，
No ．2 に
つ いて，
方 法 （1 ）お よび 方 法 （2
）で作 成さ れ た供 試 体の締 固め含 水 比 別の W−
log p 曲 線 （以下圧 密 曲 線と呼ぶ） を示 し た もの である。 試 料No．
1、 No．
2 と も締 固 め 含 水 比の違いに よ り，
異なる圧 密 曲 線が得ら れ る こと がわ か る。
図中， 実 線は．
方 法「
t （1）に よ り作 成 し た試 料であり， 破線は方 法 （2』
）によ り作成 し た試料 である。 また， 正 規 圧 密 曲線とは， 液 性 限 界 以 上の ス ラ リー
状 態か ら圧密し た試 料につ い て のもの である。
図一
4，5
をみ ると， 締固 め含 水 比 を変え た時の圧 密 曲 線のこ う配は， 正 規 圧 密 時の そ れ よ りも やや小さく な る傾 向に ある。
ま た，
No，
2の試 料に対して は，
最 適 含 水 比 （29％） 08 7 り 6、
o o 乾 燥 密 度 冨 1．
4 B鮹 田 乾 燥 密 度 媛 1ユ ● ● ● ● P
＝
4．
01
蕪
．
P＝
2．
0 P ：圧密 圧力 （ f乃の、
△ P昌
LOI 締 固 め 曲 線 （J ●
、
馬 o、
is） 矢覧
80 図一
21100
．
120 150 （％） 締固 め含 水比 締固 め曲線 （試 料No．
1） ●丶
●、
ρ ●／ ロー
ロ1
□ ” P翼
4．
01
「
，
o≒
謗
多
、 ・ ／ △’
△ 丶 △ ／ o △’
P旨
2．
O P＝
1．
頓 口 、 o、
△．
△「
ト
締固 め曲線 （JIS ）frP
；圧密圧 力 （ f／繍 ）、
20 30’
40．
締 固め含 水 比 図一
3・
締固め曲線 （試料No．
2） 50 （％）一
113
一
付 近 を境に して圧 密 曲 線の こう配は や や異な り， 最適含 水 比 より乾 燥 側で締 固め た試 料の こう配は湿 潤側で締固 めた試 料の こ う配よ りも小さ く
，
締 固め後の圧縮量 が少 なくな る傾 向 が あること がわ か る。
さ ら に， 締固め含水 120 含 110 水 比 （ ％ ） 100 90 正 規 曲 、 丶・
静 的 繰 返・
ランマ 密一
一
一
一
一
． ＼譜
蝴
瞻 翻 匚 」0
己 U7 ■ ロ ● 丶 丶 丶 丶 丶 、 丶 丶弋
＼
丶
黙
ミ
1
．
N
“
こ
＼
。074 ．
5
θ81・
5084
，
5
△88 ．
5
》く91．
5
＼
《
・ ● ●．
丶§
1
ミ
▼−
W』120丶
一 丶 寧W＝
95．
040
1 2 4 （kgfン侃） 圧 密 圧 力（拘束圧力 ） 図一
4 圧 密 曲線 （試料No．
1｝35
含 水 比 （ ％ ）30
＼
＼念
＼
べ
＼
正 規 圧 曲 線・
静的 繰’
し一一一一一
・
ラ ンマ 締固め含水 比臨戔潔
“ 丶 ＼、
巧 ＼ 3 マ广
撫
△ 200 23・
○−
26 × 29 口 32 ● 35 ▲ 37濾
二
＼一
114
一
12
4 （ngfAri
） 圧密圧 力（拘 束圧力 ） 図一
5 圧密曲線 （試 料No．
2） 比の大き さによ り各々 の圧密曲線の こ う配は若 干 変 化 し ている が，
最適含 水比 よ り湿 潤 側で締固め た試料は，
ほ ぼ同じよ う なこ う配の圧密曲線となる。No ．
1の試 料に つ い て も，NQ ，
2の試 料ほど 明 瞭で は ないが，
同様なこ と がいえる。一
方，
静 的に繰り返 し圧 縮を行っ て作 成し た試料 （図一4，
5中の破 線 ）につ い て みると，No ．
2の試料で は，
締固め含 水比が低く なると圧 密 曲 線の こう 配 が小さ く な るの に対し，
No．
1の試料に対し て は， ほぼ平行な圧密 曲線が得ら れて いる。 た だ しこ の場 合， 液 性 限 界 と最適 含 水 比との差に対する締固め含水比の変 化 幅がNo ．
2の 試 料に比 較す る と や や小さい。
しか し，
締 固め含 水 比が 最 適 含 水 比に近く な れば， し だい に こ う配が小 さ くなる もの と推 察さ れ る。
締固め含水 比と練り返し時 含 水 比を 対 応さ せ る と，
同様な 圧密 曲線は低 含 水 比で練り返 しさ 2 σ皇’
一
σs’
2 （WOf／t”0
1
130 0 12型 込 3
4 （・
繭
2 図一
づ 有効応 力径 路 〔試料No．
2） 120 含110 水 比 僑）
100 90 80 ＼ 丶 ＼ ＼戸
圧舳 線〉
丶
ご
＼
ギ
ロ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ロぺ
。 ． 限 界 状 態 線 ロ 正 規 圧 密 試 料 △ 静的 繰返 Lme 荷 va よ る 試料 ●ランマ に よ る試料齢
△ ° q ° ・ ・ △へ
＼
＼
駅
N
゜撫
・鵜 続
・蒜
還
・（k・・／・｝
1 図一
7 限界 状 態 線 （試料No．
1）れ た再圧密粘 性土につ い て も求め られ て お り5） ， こめ点 で は締固め粘 性 土と練り返し再 圧 密 粘 性 土は類似して い る
。
図一
6は 正規圧密曲線よ り下方に位置 する一
圧密 曲線 上 の点に お け る 圧密 非排 水せ ん断 試験時の有効 応 力経路 を描い たもの で ある8
・
同 図 か ら わ か る よ うに，
有効 応 力 径 路の破 換 点 付 近の平 均 有 効 主 応 力の大き さ は，
初 期平 均有効主 応力 （こ こ で は 圧密圧力に等しい 〉に対しそ増 加 す る割 合が異なっ てお り，
各 点にお．
け る有効応 力 経 路 は相似に な ら ない。
図一
6の例で は初期平均 有効 主 応 力 と破壊点付近の 平均有効 主 応 力の比は そ れ ぞ れ約1，
9
， 1．
4，1．
0
で あ るb
．
’
「
実際の盛 土 地 盤 〔ロー
ム盛 土）か ら採 取した不か く乱 試 料 を飽 和 し， 圧 密 非 排 水せん断 試 験 を実 施すると図 一 6と 同様な結果 が得られ るD。
「
し た がっ て，
実 際の盛 土 地 盤の試料の状態 も， 正規圧密曲線より下 方に位 置 する 40 含 水 35 比％
）
30 05 10 2D 3．
0 5D lDD 破 壊 時の 平 均 有 効主応 力 （ng
f／’
di） 図一
8 限界状 態線 （試料No．
2） 圧密 曲線 上に あ るもの と推 測さ れ るd 図一7，8
に，
三軸 圧 密非排水せ ん断 試 験 結 果か ら得ら
れ た破壊時の含水比
と平 均 有 効 主 応 力 ｛〃1
・
＋2σ三）／3の 関係を示 す。L
般に正 規圧 密 され た粘 土 試 料の限 界 状 態線は，
正規 圧 密 曲線に 平 行に な ること が認 められて い る。
同じように1
試 料 No．
1，
No．
2の正規圧密試料に対 する限 界 状 態 線 も， ほ ぼ 正規 圧 密 曲線に平 行に なっ てい る。一
方，
ランマ に よ る締固
めおよ び静 的 繰り返 し載 荷に よ り作成した試料 は，
そ れ ぞ れ明ら か に正規 圧密試料と は異なっ た限 界 状 態線を有し， ま た，
その限 界 状 態線
は若干バ ラ ツキは あ る が，
締固 め含水比によ らずほ ぼ同一
の隈
界状態線上に あると み て よい。一
方，
これ奪
の限 界 状 態線は 必ずし も 正規圧密 曲線に平 行と は な ら ないよ うであり， 特に試料No
：2’
の静 的繰り・
返 し載 荷に より作 成 し た試料では正 規 圧 密 曲 線に比較 してその こう配は やや大きい。
一図
一
9，
図一
10は，
両試料の破 壊 時の平 均有効 主 応 力 （σ｛＋σヨ）∫／2
と せ ん断 強 度 （bl
一
σ1
）ノ2 の関 係 を示し たも の で あ る。
目視に より両 者の関係を求め る と，
両 試 料と も試料の作成方 法，
締固
め 方 法 ，締 固φ含 水比 に よ ら・
ず，
ほ ぽ同一
め破 壊 線 とな り，
有 効 応 力に関 する粘 着 力 成 分 （C
’
）は，C ’
＝
O と判 断し て よい。 ち なみ に，
図 中の破 壊 線か ら求 めた両 試 料の 有 効 応力に関 する せ ん断 抵 抗 角 は，
そ れ ぞ れ φ’
≒40．
7
“，
φ’
≒34．
7
° で あ る。
試料No ．1
（関 東ロー
ム 〉につ い ては，
飽和
に近い状態で求
め ら れ た既応の試 験結果の値とほぼ一
致してい る16） 。 1こ れ に対 し，
全 応 力 表 示に よ る試 験 結果の一
例 を図一
11に示す。
コ
ま た，
表一
2はC
，u，
ilcu
の全 試 験結果 を示し た もの であ る。
全 応 力 表 示に よる強 度 定 数Cc
。 ，il
。u は締固め時の 含 水 比に よ り変 化し，
φ。u は約 15“
一
：
25°
（試料No ．
1＞，
約 14°
〜
24°
（試 料No ．
2 ）ま たC
。u は約o〜O．
9kgf／cm2 （試 料No ．
1），
約O− O．8kgf
／cm2 （試料No ．
2
）と な る。 レた がっ て締固め含水比ご と に強 度定数が定ま り，
全 応 力表示に よ る 強度定数を 使 用 す る と実用 上 は 繁 雑で あ る。No ．1，
No ．
2の そ れ ぞ れの試料が， 試料の作 成方法 3D 20 巧 Lσ 3’
T （KSt／di ID X 正規圧密 試科 0 願 り颶 し載荷による試 料 ● ラン マに よ る斟斗．
脚。
ゼ ／●
しanβ．
sin ¢「
t
■
／
ボ
●o・● ●●
β。
／。 o 0 10 ZD 3o
・
幽’
（kPfAの 2 σ；＋σ三 σ；一
σ； 2 2 4D 5．
0 3n 20q’
一
砺’
2 （ r／’
di） 1、
0 x 正規圧密試 料 O 静 的 繰 返 し 載 荷 に よ る 試 料 O ラン マに よ る拭糾 tanβ＝
sin φ OX●
・
〆
ノ
，
O 図一
9 破 壊 時の （試 料 No．
1）〆
ロ
／∠
LS
’
／
t ・・゜ o 10 図
一10
破 壊時の 2D 3o，
呼
’
（… ／dl σ；＋σ； σ｛一
σi
2．
2 4．
O （試料 No．
2） 5D一
115
一
の違いに よっ て異な る限 界状態線を有し， ま た， 同
一
の破 壊線を有す る とい うこと は
，
各々の試料の限界状態線 （critiral stateline
）が （p’
，
q）面 に垂 直な1
つ の平面上に位置して いること を意味し ている （図
一12
参照）。 今，
仮に試料の作 成 方 法によ らず，
同一
の破壊線が得ら れ るこ と を 考 え る と，
図一
7，
8
か ら， 含水 比 が等しい状 態の土のせ ん断強 度は，No ．
1
の試料で は，
ラン マ に よ る締 固め→ 繰り返し載荷→ 正 規 圧密の順に破壊時の平 均 主応力 が 大 き く な るの で同 じ 順序で強度が大 きくな り，No ．
2
の試料で は， 繰り返 し載 荷→ 正 規 圧 密 試 料 → ラン マ に よる締 固めの順に強 度 が 大きくなるこ と が わか る。
図一
13は異な る圧 密 曲 線 上に あり，
拘 束 圧が 1．
okgf
／cmZ にお ける試 料の圧 密 非 排 水せん断 試 験 時の 有 効 応 力 経 路 を描い たもの であ る。 初 期 拘 束圧力が等し いに もか か わ らず，
有 効応力 経 路の形は大き く異なっ て回
O一
b 4 3 層丶
葛畄
pq2 1 ●65070 ▲ 14．
5 ム 81．
5 ▽ 84．
5 ■88．
5 ロ91．
5 縫固め含永比 試料No．
1影
001234567 al t d！ Kgf／ed 2 図一
11 非排 水せ ん断 試 験 結 果 （全 応 力 表 示 ） 表一
2 全 応 力表示 に よ る強 度定数 8 試 料作成方 該 拭 料No，
卍 憫 柬ロ
ー
ム ｝ 試 料 酎O．
2 〔粘 土 シルけ 締固め含水 帖管 力 せ ん断抵抗 比 α〕 〔K8f／o』 角 田D 細 囎 ホ1
黼 力 せ蜥 瞰 比 α）1
【匡9 「！c己｝1
角 〔動 6510
・
鈎 14・
520o，
関 1 16．
5 i 7010
・
42115・
了 230．
55 且3．
9 ラン
マ に よ る 蹄 固 め 74．
50．
31 17．
7260．
5921．
4 寧 εL50．
72 1 18．
6 1 寧29Io・
＆oL5、
o．
i84 5 0．
呂4 16，
4 認Ia311
器 8 羽・
5 ［o・
qLI 訓・
93510 ・
騒 17、
1 9L51 °・
92 16・
L 訂 0．
5818．
7 95011B・
63L51 臨認 一 乱7 静細 的 絶 返 し両 lo90．
1 且7．
738 0，
34L5．
9 12D ゜120
・
L 碍 ゜115．
4 スラ リー
状 態 か ら 日…密 ω【
（ミ
157，
5 以 上 卩 卩 O l8，
5UL ｛国
52，
1） 以 上 01173
＃
母 適 含 水 比 何 近 の 含 水 比一 116一
い る。
これ は， 主に各 試 料の含 水 比 （間 げき 比）が異な る た めに， ダ ィレイタンシー
特性が異なっ て お り， 発 生 す る 間げき水 圧の大き さ がそれ ぞ れ異な ることに よ ると 考え られ る。
し たがっ て， 締 固 め 粘 性 土の圧密非排水せ ん断強度を 推 定す る た めに は，
発 生 する間げ き水圧の大 き さ を精 度よ く 見樌もる こと が重要と なる。
土が非 排 水 条件のもとで， その主 応 力 を 変 化 させ た時に発生する間 げき水 圧Au
は， よ く知ら れ てい る よ う に Au＝
BiA σ，＋A〔σ，一
△σ，）ト・
…………・
…・
…・
（1＞ で与え ら れて い る4） 。A ，
B
は間げ き水圧係数と呼ばれ， 試 料が飽 和して いる場合に はB ＝1
と な る。
また， 図一
9，
IO
に示し た よ う に，
締固 め土の有 効 応 力に関 する強 度 定 数は，
飽 和し た状態で は粘着 力 成 分は ほとん ど認め ら れ ない。 こ の点に関し て は A．
W ．
BishOP らの研 究 7） お よ びそ の他の 文献 1＞，6
），8
）にも 認 め られ る。
し た がっ て締 固 め 土 を飽 和さ せ た場合に は， 有効 応 力に関す P’
σ1’
一
O ゴ 2 （罅fノεの q 図一一
12 限 界状態線 力 σ 1’
十σ s’
（kgf漏 ） 2 図一
13 有効 応 力 径路 ｛試 料No．
2）る 粘 着 力 成 分は無 視で き る とすると，
Skempton
らに よ り解析さ れて い る方 法 を 用い れ ば， 次 式か ら圧密非排水 せん 断 強 度 （Cu
）を概 略 推定す る・
こと が可 能で ある9）。
Cu −
［鴇
i
果
評
・
P
。’
……・
：……
（・）K
：水平 方向土圧係数．
．
，
・
Pv
：’
鉛 直 土 圧．
・
Ar：破壊 時の間げ き水圧係 数．
正 規 圧密粘性土に対す るん は一
般に等しい値 とな るこ とに着目し，
八木2）・
1°〕は含 水比一
圧 密 圧 力 面 上 で，
正 規 圧密粘 性 土の圧 密 曲 線に平 行に引い た直線上に あ る試料 のん は等 しい の で は ない か と推 測し，
圧密圧力（P
。）〜
含 水 比 （w）面 上の任 意の点 から，．
正 規圧密 曲線に 平 行 線 を引き，
圧 密 圧 力が1
．
O kgf／cm2 の線と交わ る点の含水 比 （＝b
）をパ ラ メー
ター
と して こ の こと を確か めてい る （図一
14 参照）。
そ し て 1つ の土に対しb
値とん の 関 係はほ ぼ直線関係にな ることを見いだ し ている。
ま た， 過 圧密状態に あ る試料で は同じ・
b
値に対し，
正 規 圧 密 状 態の試 料 と比 較 してAt
が小さ く なり，
そ の度 合は過 圧密 比の大き さ に影 響され る と してい る。 パ ラメー
タb
は圧 密 圧 力〜
含 水 比 面 上で， そ の土の状 態が 正規 圧 密 曲 線か らどの程 度 離れ た位 置に あ る か を示し て い るものと 考えられ るの で， 正 規 圧 密 曲線との垂直距離などほ かの パ ラメー
．
ター
に よ．
る表 現 も可 能であろ う。
締 固め土の場 合に は， 締固 め方法や締固めの程度によ．
り作 成 される試 料の状 態 が異な り， ランマ に よ り十 分 締 固めて作ら れ たよ うな場 合には， 地盤は一
種の過 圧 密 状b
含 水 比（
％）
．
艦 賍舶
線、
一
；
一一
．
1 〜广
平行・
同
じ
僧の試料
1
．
．
練返し再圧密粘‡
試料のω 司 o如
曲線唱
．
1・
0
．
圧密圧力（lo9
） 図一
14 b値の説 明図 （kg・
c
／cdi） 間 げ き 水 圧 係 数 Af 1D 05 0、
0 ● ．t
／
7
引
．鋭
劇
濫
O
審
界
．7
△ ロ ロ 口 式 O 試 料盃 1 ■ 試 料nd 2 △ その他 ｛5 ） 口 八木に よ る“ o｝ LO l2 1S b／Ip
図一
15〔a）A．一
b／1p関係く静 的 締 固め試 料 ） Af・
1．
o05
間 げ き 水 圧 係 数 OO幽
式監
1
式．
・
o： ．．
1
o0 ● 00バ
。！
．
亀唱
o ．！
o0 ． ●．
圏
o ’齢
゜ 。 °』
ρ詳
ワ
置
：
・ O・
あ 1 （ラ ン切 ● 潴 2 （ラン切 ▲ その他（過 圧），
八木 （過圧）魂
゜1
．
■ ●● ▲ ▲’ 置L
．
o ・ 1 ● 1層
1、
0
12
b
／lp
I 咽一
15（b） A．一
‘
b
／lp関係 （ウ ンマ・
過圧密 ）一
117
一
態 を 呈 する と考え られる
。
し か し，
その程 度 を定 量的に 把 握す るの は困 難であ り，
ま た締固め粘 性 土に対し 正規 圧 密 あるい は過 圧 密とい う区別は余り適 当でない と考え られ る の で，
こ こで は単に， 試 料 作 成 方法の違いに よっ て静 的 締 固め土と ラン マ による締 固め 土の大き く2つ に 分 けて，
締固め土のb
値と ん の関 係を検 討す る。
とこ ろ でb
値とん の関係は土の種 類が違えば変化し，
b
値 は土の粘 土 分含有率が大き く な れ ば，
相 対的 に大き くな る こと が予想さ れ る。
そ こでb
値で は な く，b
値を 塑 性 指 数 （1』）で 除し た値 （b
／lp
）とAr
との 関係につ い て整 理し て み たもの が図一15
（a）で ある。
同 図に は，
カ オ リ ン系 粘 土の練 り返し再圧 密 試 料につ い て の試 験結果5）お よ び八 木に よる試 験 結 果1°）か ら求 めたもの も合わ せ て示 し たが，
試 料の違い に よ らずb
／右と んの 関係 は 比較 的 良い対 応を 示 し てい る。 こ こ で，
両 者の平均的な関 係 を図一
15上で 目視に より求め た直線で示せば，
お お よ そA
∫＝
＝
4．
0＞〈b
／lp− 35 ・
…
−s4−・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
，
・
・
…
（3
） と な る
。
同 様の関 係を ランマ に よ り締 固め た粘 性 土お よ び練り返し再圧 密土 を 過 圧密状態に し た試 料 （練り返し 過 圧密土 と 呼ば れ る）につ いてプロ ッ トし た ものが 図一
15 （b
）である。
同 図に よ れば 関東ロー
ム （試 料No ．1
＞ を除いた試料の ランマ による締固 め土あるい は練り返し 過圧密土の ん は同じb
／lp
の値に対 する静的締固 め土 あ るい は練り返し正規圧密土の ん よりも小さ く な る。
静的に締固めた場 合との 比 較の た め 同 図 中に （3 ｝式 を 描い てみ ると，
バ ラツキは ある が関 東ロー
ム （試 料No ．
1）の場 合を除い た両 者の 関 係は （3
）式の下 方に ほ ぼ平 行に位 置して い る こと が わ か る。
今，
静 的に締 固 め た場 合との比較を容 易にす る た め，
こ の時のb
／ち と ん と の関 係 を （3＞ 式とこ う 配 が等しい直 線 を 目視に よ り引いて求めると，
お お よ そん
一
4．
o xb
／ lp−
4．
1 ……・
………一 …・
…一
（4 ） で表さ れ る。
しか し関 東ロー
ム につ い て は，
ラ ンマ によ り締 固め土お よ び静 的締固め土のb
／lp
と ん と の関係 に は有 意な差は認め られず，
両者と も，
ほ ぼ （3）式で 表される。
この点に関し ては， 従 来か ら指摘さ れて いる 関東ロー
ム の土 構 造の特殊性11）が原 因し てい ると も考え ら れ る。 （3）式，
（4 ）式の相 違は，
締固 め方 法，
締 固 めエ ネルギー
・
，
あ るい は応 力履 歴 等の違い に よっ て生 ず る土 構 造の差に起 因 する もの と考え ら れる。
（3）式お よび （4）式を使用 して ん を求める には
，
何ら かの方 法で締 固め粘性土のb
値 を推 定 するこ と が 実 用上 必要で ある。 以 下，
締固 め粘 性 土のb
値を求め る方法につ い て述べ る。
あ る含 水 比で締 固め ら れ た後 水 浸 され た試料の圧 密 曲 線は
，
正規 圧 密 曲 線 （以後，NC
線と呼ぶ）と， 最適 含 水 比 （＝
w。p7）より少し高い含 水比 （＝
ω M）で締 固め ら一
118
一
れ た後 水 浸さ れ た試料の 圧密曲 線 （以 後， ωM 線と呼ぶ） の間に位 置す る。
ま た，
締 固め含 水 比と試 料を水 浸し再 圧密し た 後の含 水 比の関 係は，
前 述し たよ うに この含 水 比 （ωM）の所に頂点 を有す る上に凸 形の曲 線と な り， 両 者の関係を， こ の含 水 比 線を対 称 軸と す る2
本の 直線で 近似す るこ とが で き ると仮定す る （図一2，3
参 照 ）。
今，
任意の含 水 比 （w）で締 固 め られ その後水浸され た供試体 の圧密曲線の位置R
を，1VC
線の位置を1．
0
， ωκ線の 位 置をO．
O
と して， ω鮒線か ら の距離で表す と す ると， 次式のよ う に な る。
lw一
伽1
−・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
99・
・
・
・
…
一
一
一
一
・
…
t−・
・
（5
）R ＝
WNC−
tOM ただし， tVNCとは 1VC線を求め た時の ス ラリー
状 態で の 含 水 比で あ る。（5 ）式の 分子が絶 対 値 を とっ て いるの は，
締 固め含 水比 （ω）が ω財 よ り小 さい場 合に は そ の 圧密曲 線の位 置が逆にNC
線の方へ 移動する た め で あ る。
NC 線は， 液性限界（ZVL）以 上の含 水 比か ら 圧密を し た場合には
，
同一
の圧 密 曲 線と な る と考え て も大 差は な い の で，
WNC≒WL
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
t・
…
（
6
） と する。・
また
，
tOMは，
最適含水 比ω。。r に非 常に近い値と な る ので ω聞≒ WePT………・
…・
・
…・
一 ……・
・
…・
………
（7） と す る と， 〔5 ）式は，
IUJ−
zvρPTl………・
…・
・
………・
・
………・
（8） R＝
tVL−
UJOPT と な る。
今，
1VC線と最適含水 比で締固 め て水浸 し た試 料の圧 密 曲 線 （WePTen
）のこう配を そ れ ぞ れCNC
，C
。pr と する と，
NC 線と tV。PT 線に囲 まれ た圧 密 曲 線の こう配はR
に比例し て大き く なる と考え ら れ る （図一
16）。 し た がっ て位置R
に お け る圧 密 曲 線の こう配CR
は 締 固 め 含 水 比 u丿L、
、
、
、
丶1
、
、
、
、
、
、
、
含水比
bNC
［ bR （P＞ ω 。PTbRl て、
、
、
、
、
、
、
，
” 0 CNC、
、
、
△w 、
靫
、
、
、
丶
CR
＼
・
、
卩
一
r卩
一
ワ界一R
，
” 二ニー
一
、
、
、
フー
、
畠
＿
／ borT ！’
0 COP τ 1．
O
P
圧 密 圧 力 図一
16 概 念図（
leg）
Cn
＝Copr
十（CNC− eoPT
）・
R ………・
…
（9） で表すこ と がで き為
。 ま た，
1VC線，
w。p，線 上で圧 密 圧 力が LO （kgf
／cmZ ）の 時の 含 水 比の 値 をそれ ぞ れ，
bNCi
，
b
。pn （％），
と す る と，
こう配がCs
で ある圧 密 曲 線 上で，
圧密 日f
力 が1．
0 （kgf／cm2 ）で の含 水 比 b，、 （％） は，
bRl
；bOP
” 十（bNCi− bepn
）・
R ……・
……・
・
…・
・
（10 ） で求め るこ とが で き る。
し た がっ て こ う 配 がCR であ る 圧密曲線に沿っ て圧密圧力がP
（kgf
／cm2 ）まで圧密さ れ た時の含 水 比の変化 量 をAw ・
（％）と す る と Aw ； （C
〜c− CR
）・
logP …・
…・
………
（11） と なる か ら， そ の状態でのb
値 （＝
蝋P
））は4
3
2
健 り ＼｝
諤
鯉飜
1
0
1
2
計算値 （Kgf
／cの3
図一17
（a｝ 非 排 水せ ん断 強 度の計 算 値 と実 験 値の比 較 （試 料’
4
3
2
曾
＼ ←諤
毳
1
o
No．
1）1
2
言十算 値 〔Kgf
／C ）3
図一
1ア〔b） 非排 水せ ん断 強 度の計 算値と実 験値の比較 （試料 No．
2） δ盈（P＞＝
bh吐・
十 ム 協厂；
bh
，十〔CNC− C
尺）・
109
P ・
・
…
7−・
…
一
・
∴（12 ） ま た，
（9），
（10）式から b．（P）＝
bOP71十｛bバc1一
δOP冗〉・
R
十（CNC− Copr
）・
（1− R
）log
P ………
（13）・
と な る。 （13 ）式よりb
値が求ま れ ば （3 ＞式，
（4 ）式か らAx
値が計 算で き，
ま た （2）式 を用い て圧 密 非 排 水せ ん断 強度を求め ること がで き る。 （2 ）式を用い て計 算 し た圧密非 排水せ ん断強度と今回の実験値を比較し た結 果を図一
17 （a），
（b
）に示 す。 同 図 に よれ ば， 試 料No ，
1，
No
♂2
ともラ ンヤたより締 固 めた試 料 と静 的 繰 り 返 し載荷に より作成し た試 料の区
別なく，
実 験 値は全 体 的に計 算 値 より若 干 大 きな傾 向 を 示し ているが， 両 者の 値は比 較 的 良く対 応 して お り，
（2 ）式 を用い て圧 密 非 排水せ ん断 強 度を概 略推 定する こ と が可 能である と考え ら れる。4．
ま とめ 飽和し た締固 め粘性土の非排水せ ん断 強 度を求め る た め，．
締 固め粘 性土の破 壊 時の 間 げき水 圧 係 数 ん に注 目 し， そ の推 定 方 法につ い て検討．
L
た。 そ の際，
低含水比 状 態で の練り返 し再圧 密 粘 土に対し明ら かに さ れて い る 事柄が，締固 め粘性 土に対して も適 用で き るこ と を示し， さ ら に その概 念を発展さ せ て種々 の粘性土に適 用す る方 法につ い て検 討し た。
本研究に おい て得ら れ た結果を ま と め る と以 下の よ う に な る。 た だ し，
本 実 験はすべ て等方 圧密 状態の試 料 を 対象に して いるの で，
異 方 圧 密 状 態で は別 途検討を加え ること が必 要であろ う。
（1） 締 固め粘 性土 を水 浸し再圧密し た試 料の含 水 比 と締固め時の含 水 比の関 係は，
最 適 含 水 比よ り少 し大き めの含 水比を対 象 軸と ず．
る上に凸の曲 線となる。
（2） 締固 め 粘性土 を水 浸し再圧密し た試 料の圧密 曲 線は締 固め含 水 比の違い に よ り そ れ ぞ れ異なる。（3
’
） ラン マ によ り締固 め た試料お よ び静 的 繰り返 し 載荷によ り作 成した試 料と も， そ れ ぞ れ別々 の限界 状 態 線 を有 しtt
その限界状 態線は， 締固め含水 比が変
化して．
もあ ま り変わ ら ない。
（4）
ランマに よ り締固 め て作 成た試 料お よ び静 的に 繰り返し載荷し て作成し た試料
，
正 規 圧 密 試 料とも，
有 効 応 力に関す る見か けのせ ん断 抵 抗 角は試 料が飽 和 し て い る 場 合 には等し く，
粘 着 力 成 分 （C’
）は認め られ な い。 （5
）飽 和し た締固 め粘 性土の （δ／ち）と破 壊 時の間 げ き水 圧 係 数At
は 比例関 係にあり，
両 者の関 係は，
静 的 に締固 めた場 合と ラン マ によ り締 固 め た場 合とでは異な る。 ただし，
関 東ロー
ム の場合に は， 両者に有意 な差は 認め られ ない。（6 ） 飽 和し た締 固め粘 性 土の場 合の
b
／lp
のb
の値一 119一
は
、
締 固め時含 水 比，
最 適 含 水 比， 液 性 限 界， 拘 束 圧 （上 載 圧 ）および圧 密 曲 線 を利 用 して求 めることが できる。
（7
）b
／lp
が求め ら れ る と，
（3
）式あ るいは （4） 式 により，
ん を定め，
（2）式 から圧密 非 排 水せん断 強 度Cu
を概略推 定す るこ と ができ る。 謝 辞 本研究 を進め るに際し， 愛媛 大 学教授八木則 男工学 博 士に は種々適切 な助言をい た だい た。 こ こ に深く感謝致 します。
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UDC ：624．
131．
3THE
ESTI
｝ljATION
OF
THE
CONSOLIDATED
UNDRAINED
SHEAR
STRENGTH
OF
THE
FILLED
UP
GROUNDS
WITH
COHESIVE
SOLS
FOR
HOUSING
LOTS
by MIKIO FUTAK 【
，
Building Research Insしitute，
Ministry ofConstruction
，
Member of A．
1，
J．
This
paperdeals
with experimental studies on thefilled
up grounds with cohesive soilsfor
hQusing
lots．
Though Inany
kind
of soils are made use ofhousing
lots
constructiens ， cohesive soils comparatively containma 皿y technical problems
in
the construction of thef
三lled
up ground．
In
the pτesent paper the experimental results are shown in regard to the consolidated undrained shear tests of cokesive compacted soils，
The
results o正this study are su皿 marized asfollows
．
1）
The
saturated compacted cohesive soilshave
the respective compression curves according to the com．
pacted water contents
．
2
）The
saturated compacted cohesive soils，
however，
theyhave
the samefailure
envelope，
have
the respec・
tive critical state
lines
according to the mak 三ng methods of the test samples．
3
）The
co 皿solidated undrained shear strength of saturated compacted cohesive soils can be estimatedby
fun・
