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路盤の安定処理工法に関する基礎的研究(3)-島尻層泥岩土 その1-: University of the Ryukyus Repository

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(1)

Title

路盤の安定処理工法に関する基礎的研究(3)-島尻層泥岩土

その1-Author(s)

上原, 方成

Citation

琉球大学理工学部紀要 工学篇(4): 63-88

Issue Date

1971-04

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12000/24012

Rights

(2)

路盤の安定処理工法 に関す る基礎 的研究 (Ⅲ)

一一

島尻層泥岩土

その

1-上

方 成 *

Experimentel Studies on Soiト Base■stabilization

(Ⅲ)

- Shimajiri Clay

,

1

-Hosei UEHARA

Synopsis

Asaserialthemeofthesoil-basestabilizationinvestigations on Okinawa lslands,theresultsandinterpretationsofalaboratorystudyof the Shimajri FormationClaytreatedwiththeportlandcementorquicklime, toimprove the localmaterials,arepresented.

First,thegeologicalconditionsoftheformationandthe general prop-ertiesoftheotherrepresentativesoilsofOkinawaIslandare reviewed. Also,

thenanaturalstateandfundamentalpropertiesofthismontmorilloniticclayare brieflyexpla-ined.Then,thephysicalpropertierandcompaction and strength characteristicsoftherawortreatedsoilarediscussed. Continuousstudieson thisproblemwillbereportedinfuture.

1. まえかき 本県経済の高度成長 とともに、自動車交通の発展 もめざま しく、1969年度 における本県の自 動車保有台数 は89,300台で、 これは人口100人 あた り4.2台の普及率である。 それに対 して、道 路事情 はどうかと言 うと、その整備状況 は香 しなく、主要幹線 で改良率79.1%、舗装率68.6%、 主要道蹄で改良率53.8%、舗装率36.2%、一般道路では改良率27.6%、舗装率 18.9%となって いるO全国平均改良率の44.1%、九州平均の41.8%に対 して本県平均 は48.2%と在るが、内容 的には、主要道路 および一般道路 (県道 に相当するもの)が全国平均や九州平均 より低 く、整 備のおくれが指摘 されている。舗装率 について もまた同様 である。 このよ うなことから、道路 整備 の目標 および施策 を確立 し、 その事業の推進 を急 か ナればならない。そのためには、現 在 琴定道路の整備、市町村道の整備 (一次改築お よび二次改築)は もとよ り、斬 設道路 (縦貫 道路や環状線 など)の早急 な計画 とその実現方 をはか らか ナればならか ゝだろ.う。I 以上の観点 から、道路材料の需要 は、今後益々高 まり、従来、路盤材 として または簡易舗装 材 として利用 されて きたコーラル リーフロ ック (石灰岩石粉 )のほかに、沖縄本島中南部 に広 く かつ大量 に分布す る島尻層泥岩土の活用 を考 えたい。 この泥岩土 は、第三紀島尻層群 中にあっ て、一般 に、地山状態 (Natural State )では硬 く強固であるが、掘削擾乱すると強度の激 63 * 受付 :1970年12月15日 †

*

理工学部土木工学科 琉球政府 1970. 7

(3)

上原 :路盤の安定処理工法 に関する基礎的研究 (Ⅲ) 減 を きたす を どの欠点 が あ って、 → 冊 伸 」に また は 、臨 海埋 立 や埋 戻 しに利用 されて い るにす ぎか 、。 本研 究 は、沖

JJ

)

伸 J

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圧 た道 路 々盤 等 の改 良発展 工法 に関 す る基礎 的 研 究 の一 つ で、島尻 泥岩 土 の基 本rJ引′‖'Lノ,EL_I;:・H井川 三を調 べ 、改 良 の方法 を見 出 だす こ とを 目的 と して い る.今 回 は、沖 縄 本 島∴ 1 I

,

'

f:.成 (地 質状 況 )、基本 的性 質 、 セ メ ン ト や石灰 によ る安 定処理 後 の物 理 的お〔l I.古畑′描 J)一端 につ いて報 告 す る。

島尻 層泥岩土 に関す る地 質

1. 沖縄 諸 島 の 地嘗 概 要 沖 縄諸 島 の地 質 につ いて は、古 くは-、闘こ博士 らのす ぐれ た調査研 究 (1935)が あ り、第二次 大戦 後 には、米軍 の軍 事地 質 に関 す る調 査 報 告 (1954、'59、'60)やS.F.MacNeil (1960) 、小 西健 二 (1963、'64、'65)の研 究 報 告 、更 には、沖 縄 天 然 ガス調査 団 によ る調 査 報告 (1967 ヰ・ 、'69)が あ る。 これ らにつ いて の総 括 的 な報告 はす で に行 な って い るの で、 こ ゝで は、一連 の 図 お よび表 を もって説 明 にか えた い〔 表

- 1a

琉球群 島 の地 史 一 覧 表 (半沢 ) 地 質 時 代 地 質 変 動 備 考 世 界 琉 球 琉 球 群 ー_ 良 日 本 1古(二畳紀 )生 代 琉球群島の主軸山脈 の核ノ成 る じ、 伊 平屋 列 島、慶良問列島 、石垣島 、小 浜 島成 る奄美大島 、沖縄本 島北 部、 上部一畳紀i 起 こす○ を生 ず ○脊梁 山脈 は数個 の 下部 中生代 大気 の風化作用 を受 ける○ 山塊 に分割 さるo 34新 生 代 古第三期前期 .宮 良 期 陸地下降すo宮良層堆積○ 秋 津 期 琉球群 島大部分海 中 に没 ナ 同古第三期. 後 期 陸地上昇 すo宮良層海上露出 高 千 穂 期 ・5 同断第三期 八重山期 陸地降下すo八重山爽炭層 八重 山爽炭 層 下部 に火 山灰 前 期 堆積o の薄 層 あ り 6 同断第三期 島 尻 期 島尻層、祖納磯層堆積す○ 棉 _穂 期 琉球群 島 の大部 か 毎中、 ト 中 期 火山爆発o 全 日本 、琉球群 島 、台湾 、米 島爆 発琉球群 島 の高 山 の 山頂 の み海 面 上 にあ り約カ ラ列 島 鳥島、粟 国 島 、久ア ジア大 陸接続 、約720米沈 下 700米 上昇 7 同新第三期後 期 後島尻期 陸地著 る しく上昇すo 矢部教授説大 陸 時 代 8 同 上 同 上 造礁 珊瑚繁殖陸地著 る しく降下す○ 9 新生代 第四.紀 洪 積 期 琉 球 期 陸地上昇すo琉球石灰岩海上露 出 10 同 第 四 紀洪積期 中期 後琉球期 陸地降下すo国頭磯層堆積 敷 島 期 染上盾 ;沖縄の地質および土質事情、第68回建設技術講習会テキス ト(1970) 全日本建設技術協会 64 (次頁へ続 く)

(4)

琉球大学押 工学部紀要 (工学者 ) 12沖 積期前期 後国頭期 陸地 降 下 す o同 第 四 紀 沿岸 に裾礁 各 島20米 以 上 沈 下 秦 - 1b 琉 球 群 島 の 地 層 地 層 岩 石 お よび 地 賞 構造 l地 層 岩 石 お よび 地 質 構 造 舌 片岩 、桂岩 、板 岩 、 硬岩 、輝 緑 凝灰 岩 琉 白色 又 は淡 黄色 を_% し、珊 瑚 の遺 骸 、深 海 ・千 枚岩、結 晶片岩 、ラヂ オ ラ リア ン桂 板 性 珊 瑚 有 孔 虫 、石 灰 質 海 藻 等 含 有 ○ 岩 、結 晶質石 灰岩 o 古 生 層 、官長 層 、 八 重 山爽 炭 層 、 島尻 層 坐 上 記岩 石 の一 部 は火 成岩 に よ って貫 入 o お よ祖 納 磯 層 の 上 で 不 整 合 に重 な る○ 花 尚岩 、斑岩 、玲 岩 噴 出 し、激 しい摺 曲 秤石 byMac帖i1 ミ琉 球 層群 モ 膚 お よび反転 を安 くo 那 覇 石灰 岩 (第 三 紀 鮮 新 世 ) 一 般 走 行 は大 島 お よ び沖 縄 島 で は北 北 硬 質 ∼軟 質 、白色 、テ炎黄色 又 は 褐色 不 、東 -南 南 西 、八 重 山群 島 で は東 - 西 o 灰 均 質 、層 状 堆 積 荏 )小 西 によれ ば一 部 は 中生 層 に属 す o 岩 読 谷石 灰 岩 (第 四 紀 永河 期 )更 新 世 質 粗 く、硬 固 な らず 、多孔 質 のもの 多 Lo 普良 第 二紀 上部 始 新 続 で激 しく稽 曲 され た古ち密 石灰 岩 に砂岩 、 硬 岩 随伴 0 牧 港 石灰 岩 (第 四紀 永 河 期 後 期 ) 膚 欝 生層 の削磨 され た表 面 に堆 積 粒 状 珊瑚 が粗 に固結 堆 積 俗 称 栗石 国 頭 穫 一 般 に赤 土と本 層 以 前にできたすべ ての岩石 の 丸 い蝶 より成るo 表 面 は概 して赤 色 又は褐色 o再 々砂と淡 褐色 又は青 味 帯 び た褐 八 岩 質 の熔 岩 、凝灰 岩 お よ び集 塊 岩 をbed rock と して 互 層 を成 す o層 中 に石 炭 層 を爽 在 、宮 良 層 群 の 次 に堆 積 す o軟い 淡 褐色の砂岩 と灰 青 色 の 頁岩 か安 山 霊山 来 世 膚 層 色 粘 土 か ら成 る薄 層 と互 層 を成 す ○ 沿隆 冨蓋 海 に向つて傾 斜 し、現 在の沿 岸 珊 瑚礁 と直 .造礁 珊瑚 で暗礁 に附着 する有 機 物 質(有 孔虫等 ) を伴 う○ヽ 立 鶴 久米島では安 山岩 質 熔 岩 および集 塊 岩 と軟 い 沖 青 色 泥 灰 岩 、 軟 い 褐 色 砂 岩 o 尻 接続○沖 縄 島 で は古 生 層 の削 磨 面 に直 接

a

.A 膚 群 重 な るo他 の島 々 で は木 屑 が基 盤 を構 成注 )福 田 らは新 里 層 、与那 原 層 、分 く 那 覇 層 に および 接 連 続 o 砂 有 孔 中 の砂 o再 々軟 い石 灰 岩 (琉 球 石 灰 岩 異 質 )と結合 o 祖 丸 く削磨 され た硬 砂 岩 、石 灰 岩 の磯 、漂 石

6

5

(5)

上原 :路盤の安定処理工法 に関する基礎的研究 (町)

Fig・llaGeologlCalMapofOkinawaIsland

(6)

琉球大学珊工学部紀要 (工学篇)

Fig.1-bTectonicBeltsofOkinawa Island(小西健二、1965 )

2.島尻膚群の地賞構造 と膚序 本層群 の地質時代 に関 しては、未 だ明確 にはなっていないが、従来 の調査研究 か らは、

"

i

部 中新世の最下幣 ら鮮新世 にまたがる地層 〝で あると言 えるよ うだo沖縄本島南部地区の資 料 による地層

分は

表-2

の とお りで ある.小西 によれば:2毎 縄本島は、本部 、国頭 および烏 麦

- 2

沖 縄 本 島 南部 島尻 層群 層序 区分対 称 表 舵 世 派(1935 MAcNeil(1960) 牧野、樋 口 (1967) 福田、影山 (1967) 四 紀 琉球石灰岩 #琉球管

轡 課谷

a疏 石灰岩 知 念砂膚 琉球石灰岩 琉球石灰岩 秦 紀 節世# 那覇石灰岩 中 新 世 島尻層群 良局群尻 土原那層粘与 新里凝灰岩粘土、シル ト質砂 層 群層尻良 与

磨育 新 里南風原部層層 層尻群負 新 里 層与那原層 塊状砂 層 小禄部層

覇局 小 禄 砂 岩 尻の三黒帯 に区分 され、島尻黒帯 を区分す るものは、天顔断層 (北谷村砂辺 一嘉手納飛行場 の 其中一コザ市白川 一美里村平 田及誉川 -具志川市字堅天願川下流 、 この間具志川市安産名では 北西一南東 に走 る別 の断層 が交 わる)であ り、 この南落 ちの正断層以南 を島尻層 群分布地域 と している。 また、本地域では もう一つの断層-首里断層 (那覇市泊港 一安里 一校川 一南風原村 新川一与那原町与那原 に至 る)があって、 これは西北西一南東 の走向 をもつ北落 ちの正断層で あると言 われている。一般的 に言 って、本島群 の各層 は、北東 一南西の走向で、南東 にゆる く 傾斜 している (図- 2

参照

),また、天然 ガス調査団の地碁地質調i(弓':よれば、南部 の本層厚 は、 b7

(7)

上原 :路盤の安定処理工法 に関する基卿 勺研究 (Ⅲ) 約2,500mにも達 し、灰色 、帯緑色、育灰色 シル ト岩、泥岩 及細粒砂岩等 か ら成 り、上位 から新 里層、与那原層、那覇層の3層 に区分 されている (図1 3、および蓑- 3参照 )Oなお、那覇2 新里凝灰岩 与那原粘土の上層 同上 下層

Fig.-3 ShimajiriFormation in the SouthernPartOf OFGnawa island

(8)

琉球 大学押 上学 部 紀 要 rT_学 籍 ) 時代 地 層 層厚m 柱状 鮮

世 琉 球 石 灰 岩 島 尻 層 新 里 層 300畠

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那 覇 局 小 禄 砂 岩 80責-;I.:耕苦諾

Fig.-4 Soil ProfileofShimajiri 匠 ≡

砂 岩 匡 ≡ ∃ 粘土岩 国 互 層

F・lin southernOkinawa E

正ヨ

凝 灰 岩 E ⊇亘ま 化石 を含 む(貝・軽石 、

(工業研究指導報告第

2

号、 1968) サ ンゴな ど) 表

- 3

地 妾 地 質 調 査 に よ る 島 尻 層 群 地 質 層 序 (工 業研 究 指 導 報 告 第3号、1970) 地 層 名 層 厚 特 徴 節 約25nm12..下 位 の 与 那 原 層 の 上 に整 合 に基 底 部 は砂 岩 を主 と し、それより上位 は粘 土 岩 (泥 岩 )を主 と した互 層 で あ るoわれ て い る0 重 なり、 琉 球 石 灰 岩 を主 とす る第 四 系 に か l 盟局 34.とす る互 層 で 、 貝 、 サ ン ゴの 化 石 や炭 化 木 庁 (貝化 石 は水 深.質結 晶凝 灰 岩 )基 底 よ り上 位本 層 の 主 体 を な す の は基 底 部 の 上 に重なる帯 緑 灰色 泥 岩を主とし、 砂 岩 を従約2を数枚はさみ 、0mは砂 岩 と泥 岩 の 互 層で、基 底 部 に は磨 砂 凝 灰 岩 (安 山岩 ■軽 石の円磯 を多量に含 む和 一 中粒 砂 岩 が あ る0200-300mに生 息 す る もの が 多 い )を産 出 す る -この部 分 の上部にも凝 灰岩がはさまれ て い るO 全 体 約9日()m1.地 表 で 見 られ る島 尻 層 群 の 主 体 を なす ものでその分布 も広 い0本層 の 貝化 石は300-500mの 水 深 に生 息 す る もの が多 いO 2.主 と して帯 緑 あ る い は帯 青 色 の 泥 岩 か ら成 り、砂 岩および凝 灰岩をもは さむq 上 約3.FX)m1.本 部 層 の F隈 は厚 さ4- 5mの 徴 細 粒 砂 岩 の始 ま る と こ ろ と したo 邸 2.本 部 屑 の 卜位 と下 位 に は厚 さが あ る○ 20-30cTnの磨 砂 凝 灰 岩(安 山岩 質 結 晶凝 灰 岩 し次頁へ続 く) I;Q

(9)

上原 :路盤の安定処理工法に関する基盤的研究日TH I 中 約500m 1.本部 層 は主 と して散在 す る浮石 片 に富 む泥岩 か ら成 るo 部 .層 2.全層 にわた って凝灰 岩 の薄 層 を爽有 す るが、上半部 の もの は菅 山岩 箕、また 下半分 の もの は石 英安 山類 で あるo 下 約 2この砂岩 は風化 す ると黄褐色 とな り 持七厚 く発達する付近では小禄砂岩 に1.本部層 の最上位 には 貝化石 を含 む細 粒 砂岩 が あり、とをつて い るO 与那原層 中の良好な甥 層 部 50-8m0 似 て いるが貝化石 が含 まれて い るこ と、重鉱 物組 成 が異 なることか ら両者′Lグ L -局 を区 別 す るこ とがで き るo 3.上記砂 岩 の下位 に本 部 層 の 主体 をなす泥岩 が あり中仇 二は厚さ数10cm以下 の細 ∼ 中粒砂 岩 と凝灰 岩 の薄 層 を爽有 す るo I i 約1150m」1.本 層 は か な り厚 い層 で 、地 表 に「は最上部 の65cmほ ど しか露 出 して いない( /jTS そのうち60m-は小禄 砂岩 と して知 られて い る砂 質岩層 で あるo 2.小禄砂岩 は主 と して帯締灰 色 の粘土 、シルト質徴細粒∼ 細 粒砂 岩 か ら成 り、 節 薄 い泥 岩 をは さむ こ と が あるo全般 的 に雲母 片 に富 ん で い るo 層 3.地 表 において小禄 砂岩 以下 の那覇 層 が見られるのは、那覇市小棒付 近 と豊 見 城 村 我那覇付 近 だ けで あ り、 両 地 域 と も5m前後 の青緑灰 色 の泥岩 がわ 号試験 井 (天然 ガス調査団 による) によれば、基盤岩 類`は、硬 質泥 質徴 細 粒砂 岩 と黒色 粘 板岩 の互層 か ら成 って い る。島尻層群 中 の重鉱物 につ いて は、新 里層 中 に紫 蘇輝 石50%、普通輝石 20-30%、与那原層 中 に普通角 閃石 多量 、普通輝石 、那覇層 中 には小禄砂岩 、青緑色角閃石 多 量 、緑廉 石 、普 通角 閃石10-20%含有 されているとの報告 がある。島尻 層群 の露 出地 と しては、 沖縄本 島の ほか に、喜 界島 、平 安座 島、池 離 島、浜 比 嘉 島、久米島 、宮古島 が あげ られて いる (半沢 )0

島尻 膚泥岩 土の基本 的性賞 1. 沖縄本 島の緒 土壌離脱 沖縄 にお ける土 の生成 は、 その地 質条件 か ら、沖積 世堆積 物 (隆起 サ ンゴ礁 、沿岸地積 )新 生代第四紀洪積世 堆積 物 (国頭磯 層 )、第三紀鮮新世 ∼中新 世堆積物 (琉球石灰 岩 、島尻層群 ) 芸 …宗 TV 95*27 3 .0禁 で芸票 苦 芸 誓言 芸誓 三 三憲 三言這 ‡ 芸孟芸 孟課 苦 衷 - 4 沖 縄 島 にお け る土妓 型 (鴫 下 、横 井 、兼 松 、 1952) 土 壌 型 地 質 系 統 、母 岩 俗 称 気 候 的

壌 型 赤 色 土 国 頭 磯 層 国 .頭 マ - チ 岩 石 土壌型 Ⅰ: -/'三++.= -= 喜 藁 葺 島 尻 ■マ 」 ヂ 国 頭 マ - ヂ クチ ャ、 ジャー ガル ニ ー ビ、 ウ ジ マ 地形 土壌 型岩 屑 土 古 生■雇粘 板 岩 等 国 頭 マ - ヂ

7

0

(10)

琉球大学押 工学部紀要 (工学篇 )

あらま し次のよ うに言 える。

赤色土 は、気候的土壌型の一種 として、高温多湿 なる気候 下 に生成 し、わが国本州中部以西 より台湾 にわたって出現するO沖縄 本島では、国頭地域東部こ本部半島東部、中頭地域北部の 台地上 に分布す る。一般 に、粗、柵、微砂 か ら粘土分 (その含量多 し) まで含有 し、強酸性土 と して知 られ、Si

O2

,A

1

2

03

、Fe

zO3

お.よび

Ca

O

または

MgO.K2

0

、Na

20 が多.く検 出 されている。テラロ ッサ様土 は、元来、冬季湿潤、低温 ;夏季乾燥、高温 (た とえば地中海地 域 )下 の石灰岩地帯 に生成するものであるが、沖縄では、サ ンゴ礁 の風化の際 にサ ンゴ中の不 純物、特 に鉄、石灰珪酸等 が赤色 または赤褐色の土状 を呈す る残梓 と して堆積 したもの として いる。沖縄本 島島尻地域南部、中頭地域西部の隆起サ ンゴ礁上 に広 く分布 しているが、一方、 本部町、国頭地域北部 の古生層石灰岩地帯の削刺の結果生成 されたカルス ト地形面上 に分布 し ているもの もこの類 に入れ られている。両者 とも一般 に、磯、粗砂分 は少 なく、細、微砂分や ・・多 く、そ して粘土分がかなり含 まれている。土性 は中性 ∼微 アルカリ性で

、Si

0

2、A

1

203

Fe

r

2

0 、およ

びCaO

または

MgO、K2

0

、Na2

0が多 く検出 されているO レンジナ様土は、母 岩 の化学性 が著 しく影響 している土壌型で、石灰 質母岩 の破片 を含み、黒色 または暗灰色 を呈

し、炭酸石灰 を多量 に含有 している。沖縄本島南部 か ら中頭地域 にかけての丘陵地 に広 く分布 し、泥岩 に由来するもの と、石灰質砂岩 に由来す るもの とがある。前者 は、細 、微砂 もや ・含 まれるが粘土分 (シル トサ イズ以下)が圧倒的 に多 く、中性 または微 アルカ リ性土で、やは り,

Si

02

、A)

z

O

3

、FeO3

2

および

Ca

O

または

MgO、K2

0

、Na

_

20が多 く検 出 されている.後者は、 砂質土で細∼微砂分が圧倒 的 に多 く、乾燥 しやすいが、化学組成 は前者 と同様 である。岩屑土

としては、古生層地帯 を主 とした粘板岩分布地域 にみ られ、一般 に、灰色 を呈 しているが赤色 に向か う傾向にあao粒度組成 は、嫌、粗 ・細微砂 をほ ;'-様 に含有 し、粘土分がそれより多い(

分析の結果は、強酸性土で

、Si

0

2、Al

203、Fe2

1

03

1

、MgO、K,

2

・0

、Na2

0が 多 く検 出 されて ている。地下水土壌型 とは、地下水の影響 を著 しく受 けて、教化鉄、亜酸化鉄 の存在 により赤 褐色、青褐色 を呈 している土である。沖縄本島では、海岸地 の低地々帯や河川沖積 に局部的 に 分布 し、一般 に粗、寮臥 微砂 、粘土分の順 に漸増 して含 まれているO本土壌では

、Si

O2、

Al,;意

'

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:

,

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2

1

3

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55だ:

f篭 <E警墓誌 Td註孟o/Aの鉱物 は上欄 に、長欄 が

3

。%

Ll上 そのほか輝石類、磁鉄鉱、角閃石類、燐灰石、 ジルコおよび風化鉱物 となっている。 また、粘 土鉱物 については、島尻層泥岩 に由来す る土 (本研究試料土 )の14A鉱物 としてモ ンモ リロナ イ ト、バイデライ ト、 ノン トロナイ トの膨脹型 2 :1型鉱物 が主で、そのほかに1 0A鉱物のイ ライ トが考 えられている。 なお

、Mg

一粘土 (14A)

、.

K

一粘土 (13A)などが認 め られている。 石灰質砂岩 に由来す る土の主要鉱物 は、バーキュライ ト、イライ ト、ハ ロイサイ ト、ギブサイ トおよびゲータイ トが認 め られている。琉球石灰岩土壌では、イライ ト、バー ミキ ュライ トが 多 く,古生層石灰岩土壌ではハ ロイサ イ トが多いと考 えられるが,両土壌 ともそのはかギブサ イ ト、ゲータイ トがあげられているO国頭横層 に由来す る土ではイライ トや14A鉱物 が支配的 で、他 にギブサイ ト、マグネタイ ト、ヘ マタ トイの ピークが認め られているO 、古生屠粘板岩 た 由来する土は●■ 、14A鉱物 として少量のAlを居間 にはさむバー ミキ ュライ ト、10Aのイライ ト 7Aのハ ロイサイ トのほかゲータイ ト、マ グネタイ ト.を含む と考 えられているが、風化 が進 む につれてイライ ト、バー ミキ ュライ トが少 なくなり、結 晶度 のよいハ ロイサ イ トが多 くなるよ うである。

7

1

(11)

上原 :路盤の安定処理工法 に関す る基礎 的研究 (Ⅲ)

なお、沖縄本島各地 の土 につ いて ( 上記 のよ うを生成類型 には関係 を く)の コ ンシステ ンシ ーは、別 の 目的で一部報告 して あるので こ ゝでは省略す る。

2.

島尻泥岩 土

(

Shi

maj

i

r

iCl

ay)

島尻層群 中の泥岩 に由来 す る粘土 を、吾 々は通常、島尻粘土 と称 して お り、方言で クチ ャと 呼んでいるもので ある。 本粘土 は、すで に述べ たよ うに、沖縄本島中南部 に多 く分布 してお り、 泥岩 (半沢 は泥灰岩 と称す ト と して地 山の状態 ではかな り堅硬 で、一般 的 にいって、基礎支持 力の問題 は な く、良好 を地盤 と して認 め られている。 那覇市 内の ある地点 で、載荷試験の結果、 破壊荷重400トン、降伏荷重300トンとい う記録 がでてお り、一方 、未撹乱試料 (塊状体 か ら供試 体成形 )で、-軸圧翻 身度28-40kg/。l芸が得 られて いる

(

.

6

)

た 上 本層 の堆積条件 によっては強 度 に変動 があった り、層間すべ りを生 じた り、 また、島尻層群 の沈下状況 につ いては未 だ調査 研究 が なされていない な どとあって注意 を要 す る。 更 に、本層 を掘削 し風雨 にさらす と、風化 現象 が顕著 にあ らわれ、材料土 と しての取扱 いな どにつ いては今後一層 の研 究 が必要 で ある。 今 回の試料土 は、豊見城村豊見城 中学校 西南の与那原層 に属 す るもので、 ブル ドーザーで掘 りおこ した もの を実験室 に搬 入 し、気乾粉砕 した もので (写真 1、 2、3参照 )、掘削搬入時 Picture 1 Picture 2 ※上原 ;器具の相違 による液 性 限界値 の ちが い と一点 法 の適 用 につ いて 琉球大学理工学部 紀要工学篇第2号 (1969) 72

(12)

「 琉球大学理 工学部紀 要 圧 学篇 ) Picture 3 の含水比 (自然含水比 とみ なす ) は、 およそ25%で あった。 これ を

J

IS A 1201によ り試料 調整 を行 ない、粒度 お よび物理 試験 を行 なった結果 は、表

-5

に示 す通 りで ある。 また、木づ ち等 で粉砕 した あ と、19.1mmフル イ通過 分 、 5mmフル イ通過 分 お よび 2mmフル イ通過 分 の粒径 加積 曲線 は図

-5

に示 して ある。 嘉一 5 試料土 の物理 的性 質 比 重 2.764 液 性 限 界 59.

6

0

% 塑性限 界 22.57% 収 縮 限 界 2口.37% 撹 荏 粉 砕 分キレ 砂分 分ルシト 棉土分 通 過 率2〃00フルイ0 通 過 率〃420フルイ通 過 率7〃4フルイ 三角分 類 統一 十 土 % % % % % % % 座標 汰 80 60 40 20 ( % ) 掛 f7 桓 朝 潮 禦 勲

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0

.

1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 50.n r印m) 粒径 Fig.-5 Grain SizeDistribution 73

(13)

上原 :路盤の安定処理工法に関する基礎的研究 (班)

安定処理土 の物理 的 および力学的性質

1. コ ンシステ ンシー試験 本試験 は

、JI

S A

1205-1969

、JI

S A

1206-1969、 および

JI

S A

1207-1969に準 じT#1子 なった。試料土 は、 あ らか じめ粉砕 し調整 を行 った もの を用 いたが、セ メ ン トおよび生石灰 に つ いては、特別 に試験 を行 なわず市販品 をその ま ゝ使用 した (以下 の諸実験 につ いて も同様 )0 テス トは、セ メ ン トまたは生石灰添 加混合後 た 、ぐちに行 ない、 その混合比 は土乾燥重量 に対 す る割 合で表示 した。試験結 果 は、表

-6

に示 す通 りで ある。 表- 6 セ メ ン トまたは石灰添 加土 の コ ンシステ ンシー セ メ ン ト 添 加 土 石 灰 添 加 土 セメン ト又は石 灰 %

2 4 6 0 3 6 9 L.L. 59.6ー) 58.30 57_50 55.23 59.60 57.20 55.8(ー 53.15 P.L. 22.57 30.18 34.68 37.52 22,57 28.70 31.71 33.73 S.L. 20.37 28.40 31.51 33.95 20.37 25.85 28.30 30.35

2.

締Eilめ試験 および

C.

B.

R.

拭挨 1) 突固め試験 本試験 は

、JI

S A

1210の規定 に準 じて行 在ったが、モール ドは内径9.98cm、高 さ12.74cm、 ランマ ーは2.5kgの もの を使用 した。 あ らか じめ粉砕 しておいた試料 の4,760〝 フルイ通過分 ( その粒度分布 はほ ;t図- 5の とお り) を用 い、非繰返 し法 によってテス トを行 なった。 なお、 試 験初期 の含水比 は平 均5.5%で あった。セ メ ン トおよび生石灰 の品質 は、上記 1の場合 と同 じ も のであ り、試験結 果 は表- 7の とお りで ある。 表- 7a 最適 含水比 と最大乾燥密度 (セ メ ン ト混合土 ) セメン ト量 (%) 0 2 4 6 8 最適含水比 (%) 23.40 22.52 22.10 21.50 21.30 表- 7b 最適含水比 と最大 乾燥密度 (生石灰 混合土 ) 生石灰量 (%) 0 3 6 12 最適含水比 (%) 23.40 24.45 25.09 25.13 汝セメ/卜:ポル トランドセメントである.生石灰 :CaO Ca)citic Limeである。 74

(14)

琉球大学押 工学部紀 要 日 二学欝 )

2) C.a.R.拭験

本試験 は、JIS A1210および1211の規定 に準 じて行 なったが、突固めには、米国製Mechani cat Compactor を使用 したO突 固め機 の ランマーは101bsの重 さで、落下高 は18吋 となってい る。 あらか じめ粉砕 された試料 の 19.1mmフルイ通過分 を用 い、非繰返 し法 によったので、各試料 の粗壁組成 が同等 になるよ う心 がけた。吸水膨脹試験 の際 の押 え荷重 は

5k

g

と し、

、 4

日水浸 を 美施 した。今回はセ メン ト添加土 につ いてのみ試験 を行 なったが、 その結 果 を

蓑-8

および

9

に 一部示 したo

蓑-8

最適含水比 J:最大乾燥密

度 (

C.B.R.)

セメント量 (%) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 最適含水比 (%1 18.25 18.∩3 17.20 16.85 16.60 最大乾燥密度(g′C品) 1,706 1,707 1.709 1.710 1.721 表- 9 C.良.R.試験結果 セメント 突 固 め 吸

膨 噴水後含 噴水後 事乞

C B R 修T

T

.

'

,

CBR

量 (%) 回 数 脹比(%) 水比(%)(kg/cm3 )燥 浮き 度 (%) (%) 0 5255 2.2.3280 229.4.2529 -1.1.564565 7.7ー28.r5:i 7.42

1

0

2.85 30.32 1,4tiO 3.9∩ 2..0 2555 0.L1934 223.5.2247 1,1.671416 352.3.6915 32.15

3.

1軸圧相拭験 供試体作矧 ま、 r土質試験法 」第7編第2章作製法- 1 (昭

4

4)

に準拠 したO養生方法 は、 モール ドか らとり出 した供 試体 を直 ちに良質の半紙で包み、パ ラフィンワ ックスで完全 に被覆 して重量 を測定 し、養生室 に所定の期間静置す る方法 をとった。 この場合、所定華生強度の1 日前 に、重量の変化 がか 、ことを確認 し、被覆 をとり除 き、湿気箱 (湿壁は

ゞ1

0

0

%)の中で24 時間兼生 し、更 に重量確認ののち強度試験 に供 した.圧縮試験 は、非水浸、歪制 楽 形式 (

1

m

m

/min.)を採用 した。 1)含水比 を変 えた場合 セメン ト量 を 0、 2、 4.、6、 8%:生石灰量 を 0、 3、 6、 12%の割合で混合 し、供試体 作製時含水比 を変 えて、 3- 5本の供試体 をつ くり、 6日パ ラフィンワ ックス被覆養生、 1日 湿気箱内養生のの ち庄締試験 を行 なった。試験結果 をそれぞれ平均値 で示 したのが表

-

10で あ る。 75

(15)

上原 :路盤の安定処理工法 に関 す る基礎 的研究 (Ⅲ) 表- 10 含水比 を変 えた場 合 の強度 変化 セメン ト圭 作製時含 作製時事密度 乞燥 圧縮強 度7日-軸 セ メン ト量 作製暗合 作製時乾燥密度 圧縮強度7日-軸 (%) 水比(%) I(g/cm3) (kg/cm3) (%) 水此 (%) (g /cm3 (kg/cm2 ) U l l 19.72 1.421 ど,440 4 24.45 1.487 12,501 21.50 1,502 3,826 25.20 i,485 12,485 22.03 23.24 24.75 1,1,1,555123708 3,3,3,581572377 26.88 i.46?. ll.4FiF; 6 20.59 1.480 9,490 27.40 1,515 2,525 2224.3.5.627720 1,1.1,444988928 1113,2,4,137803300 21.37 1,417 4,540 26.82 1,476 13,305 ∃ 2 I I 21222.4..586753 1,1,1,444886942 8.7.6,328607977 27.41 1_47∩ 13,106 8 20.14 1,4とi9 10,960 25.82 1,480 7,356 22.01 1,499 14,215 26.59 1,478 6,951 23.00 1,480 14.437 27.91 1,470 5,937 22226.3.5.7.22377657 1,1,1.1,444471606957 11114,5,5,5,797052604709 23.93 1,494 12.733 27.46 1.447 14,607 右/火-最 u γd qu 石灰畳 a) γd qu l , 3 , 18.50 1,451 4.91 25.09 1,440 5.97 20.64 22.49 24.45 1,1,1,444627746 4,6,6.895760 27.03 1.442 5.95 l2 20.28 1,407 4.37 26.69 1.468 6.71 2222.5.12.29032 i1,1,1.414141751 4.5,5.316442 6 19.06 1,437 4.93 2)養生 期間 を変 えた場合 セ メ ン トによ る処理 土 につ いて、上 記 1)で得 られた最高強度 を示 す含水比 で供 試体 をつ くり、 養生期 間 を7日、 14日、21日および28日と した場 合 の強 度増 を調べ た。同一条件 で、 それぞれ の期 間用 と して3- 5本 の供 試体 をつ くり、すで に述 べ た養生方法 によ って養生 したあと圧縮 試験 を行 なった。 セ メ ン ト8%添 加土 につ いて、 その平均値 を とって示 したの が、蓑-11で あ る。 表-11 養生 日数 の変化 に よる強 度変化 (セ メ ン ト量 8

%)

ー 養生 日数 7 14 21 28 76

(16)

琉球 大学押 T_学 部紀 要 (T.学 籍 ) 3)突歯め仕事量 を変 えた場合 安定処理土ではか 、(処理土 につ いては未確 定 なので あ らためて報告す る)が、供試体作製 の段階で、層数 を3層 と 5層 に分 け、 かつ、突固め回数 をそれぞれ10臥 25臥 40回 および55 回 と変 えた場合 の

7

日圧縮強度 の変化 を調べた。 た ゞし、 この場 合 は

、 2-

1)で求 めた最適 含水比の上、下約2%差 の含水比 で もって供 試体 をつ くった。試験結果 は、表1 12に示 す とお りである。 表- 12 突 固 め仕 事量 の変化 によ る強度 変化 (未処理土 ) 局数

度実

10 25 40 55 作 製 暗合′

1

く比(%) 3 7日qu 1,897 3,600 5,U59 5,790 21.10 7日qu 2,070 3,261 3,56b 3∴736 25.90 5 7日qu 3,248 6,419 7,846 8,35⊥ ∠1.12

拭換結果の検討 および考察 1.セメン トまたは生石灰の添加 によるコノシステ ンシーの変化 について 粘性土 に対 す るセ メ ン ト添加 の効果 の うち、 コンシステ ンシー につ いては、 a)液性限粧 ノ.LL 少 し、塑性服 界 を増大 して塑性指数 を′卜さくす る、b)収縮限 界 を増大 し、含水量の変化 に上、IL る容積変化 を小 さくす る、 と言 われている(.7)また、生石灰添加 によ っ rも同様 の効果 が i,/ ・ されている警本実験 において も、従 来の報告 と同 じよ うな結 果 が得 られ、 したがって、JlH JH... 土の物理 的性質の改良 が なされ ることになるoセ メ ン トまたは生 石灰 の添hl麦試験実施 ま で''・ 時間 (または 日数 )の経過 によ って も、 その物理的性質の変化 が影響 されるとの報告 もあ ら,,,、 今回は先 にも述 べたよ うに、混合後 た ,11ちに実施 しているので、 その点 につ いては今後 検.トい てみたい。 コ ンシステ ンシーの変化 の度合 を、原試料土 を基 に して増減 の変化率で示セ ば、 ノ ー13のよ うになったっ 表

-1

3 セ メ ン トまた石灰 の添 加 によるコ ンシス テ ンシの変化 セメン ト量 コンシステンシー変化率 (%) セ メ ン ト 添 加 土 生 石 灰 添 加 」∴ 石灰景(%) 0 2 4 6 0 3 6 12 L

L.(

%)

59.60 -2.2 -3.5 -7.3 59.60 -4.0 -6.4 -10.H P

.L.

(

%)

22.57 +33.7 +53.6 十66.3 22.57 +27.2 +40.5 +49.3 注)0%の欄 はL.L P.L S.L の 値 そのものである_ ※ た とえば A.M.JollnSOn;H.R.B.proc.γol28(1948)pp.496-507 M.Herrin,H.Mitchell;H.R.B.Bu日.304(1961)pp・99-138

(17)

上原 :路盤の安定処理工法 に関する基礎的研究 (Ⅶ)

2.

突filめ効果について セメン ト添加土 につ いての締 固め勅栗 については、従来の報告 にもあるよ うに、セメン ト量 が増加すればその最大乾燥密度は増加 し、最適含水比 は減少す る傾向 にある。 しか し、その変 量は さほ ど顕著 をものではな く、 また、最適含水比の変化度合 に此 して、最大乾燥密度の変化 の割合 は不活発 で ある. これか ら、本粘土の場合、密度 の増 はあまり期待 で きか 、と言 えよ う が、後述す るよ うに、-軸圧絹 重度 の増 はや ゝ大 きく得 られ、セ メン トと本粘土の反応機構 が それにあづかっていると言 えよ う。今後 は、本粘土の鉱物組成や含有有機物 などの影響 につい て検討 されか ナればそ らか 、と思 う。一方、生石灰添加土 につ いては、 その量 が増 すにつれて、 最適含水比 は増加 し、逆 に最大乾燥密度 は減少 がみ られた。 これ も、 これ までの報告例 のなか 芝ヨ でみ られるほ とん どの結果 と同様 で ある(セ メン トまたは石灰 の添加量 の増 による最適含水比 や最大乾燥密度の増減 を変化率 で表 わす と、表-14のよ うにな り、両者の効果の間 には差異 が 友一14 セ メ ン トまたは石灰 の添加量 による最適含水比 および 最大乾燥密度 の変化率 (%) セ メ ン ト添 加 土 生 石 灰 添 加 土 添加量 0.M .C.γdmax 添加量 0.M.C. γdmax 2-質 -3.76 +0.07 0 % 23,40% 1.532g/cm J 4

%

-5,55 +0.26 3% +4.50 -3.84 6% -8.13 +0.46 6% +7.32 -6.97 うかがわれ る。 なお、突固め試験時 の単位体積量 (γl)につ いて、セ メ ン トの量 の増 によって はγtの増 がみ られ、含水比 の増加 によって ピークが明確 に認 め られたが、生石灰 の場合 は、そ の量の増 によるγtの増 はみ られず また ピークも明確 に認 め られ なかった0 3. C.B.R.試験結果 について セメ ン ト添加土 につ いて一、供 試体作製のための突固め試験結果 か ら、セ メ ン ト量 が増す とそ の最大乾燥密度 は増大 し、最適 含水比 は減少す ると言 う一般的 な傾向がみ られるO こ ゝで も、 最大乾燥密度の増加 度合 に比 して、最適含水比の減少割合 (セ メ ン ト量2%で約9%の変化率 である)はかな り大 きく、変化率 でみ ると前者の約 10倍 となる。貫入抵抗 で もって供 試体 の強 度の測定 と考 えれば、本試料土 もセ メン トの添加 によって強度 が増加 していることは明確 であ る。膨脹比 につ いて も、わず かなセ メ ン ト量で、未処理度約 % (平均) とい う結果 をもた らし ている。た ゝ∼、セ メ ン ト量2%では、修正 C.B.R.は、 「アスフ ァル ト舗装要綱 」の提案値 を滴 足 し得 か 、ので、 その量 の増 につ いて検討せねばそ らない.実験 か らは、C.B.R.と作製時の乾 燥密度 との関係 につ いては明確 を判定 が得 られなかったが、吸水膨脹 の時間経過 については、 セメン ト量 を添加す ることによっ.て膨脹終 了が短縮 されている。未処理土 は、96時間経過後 も なお膨脹 は とま らなかった。 4 -軸圧縮強度 について 1) 含水比 が強度におよぼす影響

7

日-軸圧縮強度 について、含水比 を変 えた場合の各 セ メ ン ト量 に対 す る強度 の変化 を図

-6

戦前掲 H.良.B.Proc.vo128およびH.良.B.Bull.304 78

(18)

琉球 大学稚 丁や 部紀 要 (T草欝 ) へ▲ 七 旦 軸 圧 縮 強 度 ( kg ふ ) 3 2 1 1 1 1 7 6 5 4 J l l l l l I 1 f L I l l J f I I OMC

J

O

M

C

'

8

;

%

L

jT

UMC 6%74% 7 ↑ OMC

2

%

T OMC 〟 0 8.

l

l t I f i l l 1 I 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 含水比 (%)

Fig.-6 RelationshipbetweenUnconfinedCompressive strengthandMoistureContent (Cement)

(19)

上原 :路盤 安定処理工法 に関す る基礎的研究 (Ⅲ) に示 しである。図か ら、セ メン ト量 に関係 なく含水比の変化 によって、強度 に変化 をもた らし、 ある含水比で ピークを示 している。 この ピークを示す含水比 は、セメン ト量の増 とともに高 く# なり、突固め試験 で求 めた最適含水比 よ りwet側 で その差 はよ り大 きくなっている。 し かも、 その時の乾燥密度は小 さくなっているにもか ゝわ らず、強度 の方 は増Otされている。 これは、 土塊 を木づ ち等で粉砕 して、各含水比 についての供 試体作製試料 をつ くったために、それぞれ の粒度組成 を統一 しえなかったことも一因 と思 うが、 このセ メン ト添加土の特性 と して考 えら れる。 生石灰 の場合 につ いては、図- 7に示 す。含水比 の変化 によって、強度の ピー クが現 われる m 七 旦 軸 圧 縮 強 度 (

.L

b Lh c )

T

生石灰3%

OMC

-.

-†

oMC ー 6% 千 OMC 12% 千 OMC 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 含水比 (%)

Fig.- 7 Relationship between Unconfined compressive

Strength and Moisture Content (Quicklime)

※セメン ト0%の場合 はdryofOptimumで最大強度 を示 してお り、T.W.Lambeらの報文 (May,1958, A.S.C.E.ProrJ.Paper1655)と同様。セメン ト添加の場合 はD.T.Davidsonらの報文(H・R・B・Bul1.267.

196∩)に同様 な例 がみ られる。

t 強度 と乾燥密度の間 に明確 な関係 はみ られ か 、。

(20)

琉球 大学押 下_学 部紀 要 fT'.学 宥 ) ことは同様 であるが、突固め試験 か ら得 られた最適含水附近 で、各生石灰量 とも最高の強度 を 示 している点 が異 なるO また、生石灰量 によって、最適含水比 にあまり差異 はないが、強度の 方は、添加量 の増加 に反 して低 くなっている。 2) セメン ト量 または生石灰量や養生期間が強度 におよぽす影響 裏-10か ら、各 セ メン トまたは生石灰 の量 につ いて得 られた最高の-軸圧縮強度 をプロ ッ ト t してみる_と図

一8

の よ うにな り、セ メン ト添加の場合 は、 その量の増 に応 じて強度 も増加 し、 15 14 13 12 11 .10 9 七 日 一 軸 圧 縮 強 度 ( 叱 勺 仰

)

4 3 2 1 セメ ン トまたは生石灰量 (渇)

Fig・- 8 Relationship between Unconfined Compressive Strengh and CementContentorQuicklime Content

生石灰 の場合 は、 その添加量 が3%の時 ピークを示 して、更 に量 を増やす と強度 はむ しろ減少 漢

す る。本粘土の場合生石灰 の添加量 には適量 とい うものがあると言 えよ う。

-

11か ら、セ メン ト添加

玉 8

%の処理土の養生 日数 と強度の関係 を、図

-9

に示 してある 紫Optimurnlimecontent;すべての土にではか 、がこういう事例がしばしばあると言われている0

(21)

上原 :路盤の安定処理工法 関する基礎的研究 (Ⅲ) 一 軸 圧 縮 強 度 ( ラ .% ) 7 14 21 28 養 生 日 数

Fig・- 9 Relationship between Unconfined Compressive Strength and Curing Days

が、養生 日数 が増 えれば、 その強 壁 も増加 しているOた 工 4週強度 で20

k

とつに雪たか の で、一層の検討 が必要 である。生石灰 の場合 は、長期間養生 が注 目されているので今後の課題 としたい。

3)

突固め仕事量が強度 におよぼす影響 未処理土 につ いて、層 および突 固め回数 を変 えた場 合の7日圧縮強壁 を図

-

10に示 した。図 か ら、突固め回数 が増 えると一般 に強度が大 きくで ることは明白だが、含水比や層数 によって 相違 がみ られ る。す をわち、含水比 が最適 含水比 よ り低 い側 では、三層 に詰 めるよ り

5

層 に詰 める方 が常 に強度 も大 きくでているが、高 い含水比 では

、 3

層 も

5

層 も差異 がな くなるかまた は、過転庄現象 を もた らしているチ また、含水比 が高 い と、突固 め仕 事量 の影響 について注意 せねばをらか 、だろ う。 なお、セ メ ン ト添加土 にっ いては

、C.

B.

R.

試験 の結果 か ら推 して、 も っと強度の増 が期待 されるので、引続 き調べたい。

※た とえば、S・Diamond,E・B・Kinter;MechanismsofSoil-LimeStabilization,H・R・8・Record92,

pp83-95(19651

+D・Hampton,E.∫.Yoder.EffectofRateofStrainondleStrength of CompactedSoil,

(22)

琉球 大学町Ⅰ二号部紀 要 け 学籍 ) 七 旦 軸 圧 締 強 度 (.k B t n 6 ) 7 6 5 4 3 原 試料 士 5層 21.1%

●- 3層

H

一一一5層 3層21.1% 3層25.90% 5層25.90% 10 20 3〔) 40 50 60 突 固 め 回 数

Fig.-10 RelationshipbetweenUnconfinedCompressive Strength and CompactiveEffort

4) 変形係数 について 変形係数 は、土 の含水量 、試料 の乱 れなどによって著 しく異 な り、未 だ多 くの問題 をもって いるが、一軸圧縮試験 の応 力-ひずみ曲線 を利用 して、次式(守)=よって計算 した。表_ 15およ 表- 15 セ メン ト量 および生石灰量 の変化 による最大変形係数 の変化 セメン ト量 (%) 0- 2 4 6 8 変形係数 (hg/cm 2 ) 333.33 607.14 695.56 790.00 852.60 生石灰量 ( %) 3 6 12 変形係数最大値は図ク値 をとった○-11及12のピー 83

(23)

上原 :路盤の安定処理工法 に関す る基礎的研究 (Ⅲ) 900 ㈹ 仰 ㈹ 500 400 300 200 1 変 形 係 数 a ( kP 亮 ) セ メ ン ト添 ガロ土 OMC (8)

J

OMC(F日

J

oMC (4)_

1

4% .6% 8%

T

1

2% ー

o

M

C(

O

M

2

C(

)

0

)

J

セメン ト 0% 19 20 21 22 23 ?4 25 26 27 28 29 含 水 比 (%)

Fig.-ll Relation.Ship between ModulusofDeformation and Moisture Content(CementTreatedI

oo oo 00 oo 仰 00 6 5 4 3 ヮ J 1 変 形 係 数 警 k 亮 ) 生石 灰添加 土 OMC (3%) l O.MC (6%) ▼ 0-hc 3% 6% (112%)2% 6% 3% 1生 石灰2% _千 0% OMC 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 含 水 比 t% )

Fig.-12 Relationship between ModulusofDeformation and Mc・isture Contene (QuicklimeTreated)

(24)

琉球大学LTH二・';I:部紀 要 (工学篇 ) 0 0 0 0 9 、kJ ∧U 変 形 係 数 払 ( kg 急 ) 7 14 21 28 養 生 tj 致

Fig.-13 RelationshipbetweenE由 andCuringDays

E

50

-

q,a X与 quの -tに相 当す る歪 (質)/100 (kg/cm2 ) び図-11、12、13に、セ メン トまたは生石灰 の添加土 につ いて、含水比 を変 えた場合や養生 日 数 を変 えた場合の変形係数の変化 を示 した。 これ らの図 か ら、変形係数 は、含水比 によって ピ ークを示 し、養生 日数の増 によって増加 し、 また、セ メン ト添加量の増 によって増大す るが、 生石灰 の場合 は ピークを示す など、-軸圧縮強度 の示す傾向 と同様 で ある。変形係数 と

7

日-軸圧縮強度 との関係 を図

-1

4

に示 した。年石灰添加 の場合 は、最高強度 を示す時 の変形係数 が 最大値 を示 してお り、含水比 (強度 ) に関係 あ りと考 えられるが、添加量 が増 えると強度 、変 形係数 ともに減少'している。 しか しなが ら、セ メン ト添加 の場合は、セ メン ト量 が少 ない うち

(0、2

%)は、最高強度 を示す時 の変形係数 が最大値 ではか ゝこと、セ メン ト量 が

6%

以上 になると強度 と変形係数の関係 が明確 になることなど特異 である。 これ も、島尻粘土 とセ メン トまたは生石灰 の作用機構 に原因があると思 われる。 85

(25)

上原 :路盤の安定処理工法に関する基礎的研究 (Ⅲ) o

2

変 形 係 数 LS ( kg

/

cm

) 変 形 係 数 蜘 ( kg -5 ) 900 800 700 600 500 400 300 200 100 600 500 400 300 200 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7日-軸圧縮強度 (kg/cm2)

Fig.-14 Relationship between ModulusofDeformation and Unconfined CompressiveStrength

(26)

琉球大学理 丁.学部糸己要 (∫.号篇 ) Ⅵ むすぴ 以上、島尻粘土 の安定処理 に関す る基礎 的研究 の結果 を報告 したが、資料 が充分 とは言 えず、 今後 とも継続 して検言寸すべ き事項 が多 々ある。今 回の実験 的研究 か らは、ほ ゞ次 のよ うなこと が言 えよ う。 (1) セ メン トや生石灰 の添加 によって、 プラスチ ックな島尻粘土の物理的性質 を改良す るこ とがで きる。 (2)締固め特性 は、他 の一般的 な粘土 とは ゝ寸同様 で あるが、最適 含水比、乾燥密度 およびそ れに対す る強度の関係 に特異 な点 がある。 (3)強度特性 については、含水比 、華生期 間や締 固め仕 事量 などによって強度 の増 がもた ら されるが、充分ではない。また、セメ ン ト添加 の場合 と生石灰 の場 合 とでは著 しい差異 がある。 (4) C.B.R滞 性 については、セ メ ン ト量 をわず かに添加す ることによってかなり改良 され、 下層路盤 と しては

、 2%

程度 のセメ ン ト量 で も充分 である。 次 に今後 の間膚 と しては、土塊 の粉砕、混合、締 固 め仕 事量 および方法や養生条件 、強度 を もっと高 めるために

他 の添加剤 の一次的 または二次的使用や それ らの反応機構、更 には、浸 水崩壊 に対す る抵抗性増強 の検討 をどがあげ られよ う。一方、盛土への適用性 につ いて も考 え たい。 最後 に本稿 をまとめるにあた n'、 いろいろと引用 させて頂 いた文献 (特 に地質関係 )の各 著者 に深 く謝意 を表 し、 また、本研究 を遂行 す るについて、卒業研究 と して実顔等 に協 力 して くれた、卒業生の上原幸光、首里勇治、高山朝福 の諸君 に謝意 を表 します。 87

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上原 :路盤 の安定処理 工法 に関 す る基礎的研究 (m)

参 考 文 献

1)半沢編、朝武士監修 ;琉球群島の地形 ・地質、中部高等学校理科教育研究会 (1963)※

MacNeil

,

F.S.;

Tertiary and QuaternaryGestropodaofOkinawa

,U.S.

G.

S.

ProfPaper339 (1960) 牧野、樋 口 ;沖縄本島南部の天然 ガス鉱床の地質学的考察、石油技術協会誌32- 2、 pp・1-36(1967) 福田外14名 :第3次沖縄天然 ガス鉱床調査の記録、地質ニ ュース157、pp・14-132 (1967) 2)小西健二 ・,琉球列島の構造区分、地質学雑誌71-840、pp.437-457((1965) 3).琉球政府通産局工業研究指導所 ;工業研究指導報告第2及3号 (1968、1970) 4)鴨下、横井、兼松 ;沖縄県土性調査報告、琉球政府農業改良局 (1952) 松坂、出井、音羽、浜崎 ;沖縄本島土壌調査報告、琉球政府 (1963) 5)小林、品川 ;南西諸島の土壌 に関す る研究、鹿児島大学農学部学術報告 16号、pp.ll-55 (1966) 6)新城俊也 ;沖縄 における.泥灰岩 の2、 3の工学的特性 について、農業土木学会九州支部 沖 縄学会講演集、pp・101-102(1970) 7)三木、山内 ;土質安定の理論 と実際、オーム社、p・132(1959) 8)土質工学会 ;土質試験法、p・337(1969)

※CeologicalHIStOryOftheRyukyuIslands,TopographyandGeologyoftheftyukyuIslands,

S・Hanzawa,Scl.Rept.,TohokuImp.Univ.ser.2No.17,1-61(1935)または琉球政府経済局 、 琉球群 島の地形地 箕及鉱床し1954)を基 に してい るO

表 - 11 か ら、セ メン ト添加 玉 8 %の処理土の養生 日数 と強度の関係 を、図 -9 に示 してある 紫Opt i mur nl i mec o nt e n t ;すべての土にではか 、 がこういう事例がしばしばあると言われている0

参照

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