不飽和締固め土の圧縮等体積セン断特性について

位大燦読む 49:27-38 (1980)

不飽和締囲め土の圧縮等体積セン断特性について

i

藤 本 昌

(子桁水工学研究家) 昭和]55年 5月 3113 受 理

On thc Direct Shear Charactcristics under a Constant Volume of the Compacted Soils

Masanobu FU]IM01

。

、

(Laboratory0'1Shorc Reclamation and Hydraulic Enginccring)

ReceivedJ¥lIa)' 31‘1980

SUlllnlary

Thc cbaractcristics o[ sheal‘strength and compressivc strain01'compacted soil were experimentally investigated by means o[ the improved clirect shear appara tus uncler a constant volume.

The 1'o

l

1

owing results were obtaineclfr司omthc experiment.

1) The gradient0'1the straight line part o[ the relation curves between logarithmic time and compressivc strain was in proportion to logarithmic normal stress

，

but it was discontInuous near precomprcs日ionstress.

2) When the relation curve between time(1)and compressivc strain(e)was applicd to hype巾 1a

戸

ベ

…

1 山 valueso[(t and

s

becamc smallcr as附 mal

…

…

atcr

日寸-j:Jル

content increased

，

and as unit dry weight decreased.

3) As normal stress increased(> 3 kgfcm2)

，

the statically compressive strain of soil with high initial water contcnt bccame larger and shear strでngthincreased remarkably.

4) The ratio of pOl'e pressurc to shear strength atぬiluredcpended on over-consoli

-dationl'乱tio.

5) Thc collt~sion in lcrms of eftect.ive stress was in proportion to prccomprcssiollstl'e~日S

6) Thc rclation curvcs o!、logarithmice

f

T

eclivc nOl'mal stress and 0'1logarithmic shear strength(0 void ratio wcre rcpresented by straight lines uncler the normal comprcssion. 1 . 緒 雷 締閤めたニヒのセン断特性は

i

議題め同・の合水比，京町f凶めニEネノレギー，おr，留め方法および締固め後 の水浸の程度などによって影響される. 本実験は，動的ならびに静的に締阻めた不飽和状態の土を 0.5-6.0kgi cm2_{までの静的なき表直} 応 力 に よ っ て 圧 縮 ( 圧 密 ) し， 改良型一回セン断試験機によって等体積セン析を行なうことに よって，その庄縮特性，全応力および有効応力に践するセン態

r

r

強度特性，ならびに河特性の関係 を実験的に検討したものである. なお，本研究は昭和54年度文部省科学研究資(一般研究C) の補助を受けて行なったものであ る.

気H 9号 (1980) グ己資大学f奨学銃殺 28 要 試料はフィノレダム沼土として使用された

2

滋類のマサ土とし， これらを空気乾燥したのち， 2mmフルイ通過分を実験に供試した。供試土の物理的性質を Table1 1と，また校径加絞IHJ線を 概 験 話ヨ ::><: 2. Fig.1 1ζ示す. B 0.01 0.1 Grain size (mm) C;rain size accurl1ulation curves. 1.0 ミ)100 ... 会 80 申 長 そ ら60 A i 340 口 《口 d 2_ω 0 u

.

.

.

_<l) 且4 Physica! p1'OpC‘1'1 ics 01'soi!s B 16.3 Silty 10al11 Tablc 1. Samplc A Specific Gravity 2.660 2.673 Liquia limit(%) 38.4 43.6 Plastic limit(%) 24.5 27.3 Plastic Indcx 13.9 Soil Classifi仁川ion Sandy 10al11 Fig.l. セン断試料の作成は動的および静的な両締問め方法を採用し， Fig.3 K示すような土の状態、凶 とにおいて， Fig.2の締臨め曲線の結来を考慮して，合水比 ω 1 4，20， 2

6

.

9

6，乾燥密度 i'a= 1.3， 1.5， 1.6

g

/

cm3のそれぞれ3つのレベノレを組合わせた8点の (ω，i'd)に調怒した. ことの締囲めは，試料を}否定の ω に誠援したのち，動的締悶めは寵筏 6cmのモーノレ lごと 1.1 kg，落下高さ 30cmのランマーを用い，

I

畜数を 1とし， 務下回数を変化させて所定の i'aと した.なお， ζの方法によって， ]ISA 1210の第 1方 法 と 河 じ 締 囲 め 仕 事 翠 瓦 を 付 加 し た 場 合 の締閉め防総を Fig.2lと示す.静的締潤めは，所定のおrairlUJJ重量をもっ土を同じモーノレド内に人 32 1.6 E U 、 、 、 b/J 1.4 で ト、 0 ';? 1.2 Ll-... 1 1' 20 26 :12 8 j，! 20 26 Iυ(%) 11'(九) Fig. 3. Thc initial condition 01'samplcs. 20 30 ω(%) 〈 コ0I11pactionCUl'VCS. 40 n u 唱 。 ょ っ 白 可 1 4 Fi宮.2. れ，問径のピストンを越して

CBR

用ジャッキによって一定の容積(つまり一定の i'd)になるよ う青争的に庇縮し，粒子配向の安定度を高めるために111寺開戦術状態のままで放置して行なった. なお，セン誌

r

r

試料の均質化をはかるために，モールドド部 lこl:E1訟tリング(直筏 6cm，~請さ 2cm) をはめζむことができるようにして，モーノレド内でのセン断試料作成位置を一定とした. セン断試験は，改良型(三笠式)一面セン断試験機1)，2)を用い，そのセン断方法は

E

E

絡等体積 セン断とした.実験に際しての丞臨荷重σは 0.5，1.0， 2.0， 4.0および 6.0kg/cm_{2 とし，圧縮} 1 1苛閥は 30分 -11時間とし，飽和度が向い試料については一次庄殺が完全に終了するまでとした. また平均セン断速さは 0.9mm/minである.

j熊本..不飽和締臨めことの圧縮!FJj

，

体積セン新特性について 29

3

.

実験結果と考察 3.1 霊霞応力の直接載荷による試料の任縮 所定の乾燥密度 Idになるように締泊めた後，セン民rr~ζ 先立って垂直静荷主主 σ によって圧縮 (庄密)を行なう. この場合の

i

l

&

f

i

l

j

は，標準

E

E

密試験のような段階的な救荷ではなく， 所定荷重 の直接戦術である.これによって生ずる民総沈下遺品あるいは圧縮ヒズミ sはFig.4 ~乙示す ように ，

r

t

l

，ωおよびσによって異る.一般的にはσならびにωの場加および Idの減少によっ て￡は大きくなる.動的ならびに静約締閤めで得られた試料のそれぞれのえを比較するため に，これらを Sc(D)，S.(S) とし ，S

c

C

D) / S

c

C

S) の形にしてこの値を検討すると， σ口 0.5-2.0 kg/cm2のように給対的に小さい荷重領域では ，1.1-1.5程度の僚となり，飽和度

γ

S

が尚くな るにつれて比の依は大きくなる傾向にある. しかし σ口 4.0kg/cm2以上では，その縦はほぼ1 になる.これは動的締閉めの場合 ，

S

r

の高い絡!羽では，いわゆる過締罰め現象がおこり，内部機

i

去の破壊によって粒子構造が不安定な状態となる.このために低荷重域では Sc(D)の方が Sc(S) よりも大きい値となる.一方，荷重が大きくなると，このようなおむ閉め時の構造の諜が小さくな り，Sc(D)キSc(S) となる. 次に，このような Scから計算される圧縮終了時の各試料の間ゲキ比Eを e-logσ曲線の形で

Fig. 5 ~ζ 示す.締閉め 11寺 iこ試料内 l乙~三ずる内部応力が圧縮降伏応力 σu の形で曲線、にあらわれ，

。

Dynamic Static

。

S

4

2

1

5

1

三

j

b

)

(mm) ね =1.3 g(cm' kg(cm'

sc:~ 宅建

(mm) I 必ー Ird=ょっt!/Cfi1"

s

c

O

r

事

き

さ

(mm) I 九

i

?

?

?

J

J

:

%る)

￨

ミ

(

レ

五

)

w(%) 2~rd出1.6g(cm' 14 20 26 叩(%) Fig. 4. Effects of water content on compressivc strain (Samplc A). Sample B 1.1 0.5 0.5 0.5 1 2 4 6 σ(kg/cm') 0.51 2 4 6 σ(kg/c託子)

Fig.5. Void rat昨 normalstress curves

(Dyna-mic). 20 A H V τ a -N a u ¥ 切 M

一 一

) A E

。

ρo o O'yρ 111(JyS 2 2o 30 N 40 8 10 Ec (kg・cm/cm') Fig. 6. Relationships betwcen blow number

，

slatic compactive stress and precompressive stress (Sample A).

30 {!e焚 大 学 疫 学 議 報 第49.J予(1980) 0.5-6.0 kg/ cm2_{のσは(ω，1'<1) の古都、かんによって，正規圧縮，過圧縮領域のいずれかとなる.} 本実験の場合， 1'''= 1.3 g/cm3_{の試料はほぼ正規正総状態 ，r" = 1.5， 1.6 g/cm}3_{ではほとんど過} 圧縮状態 K.属する. これらの ε-logσ曲線の結果をみると， ω が同じ場合，締悶めの程度のち がし、によって初期のれあるいは e{と差があっても， σのJ段加によって正規領域に達すると，そ の処女任者

i

i

曲線はほぼ同一線上ζl震なることが分かる.これは，鬼塚ら3)が白色粘土を静的におrr 掴めて行なった実験結果と問機である.なお，その後のセン断を等体fi!

t

状態で行なうために，こ のような庇縮によって生じた eは試料のセン断破壊時まで同じ佑に保たれることになる. さらに ，e-log (JIJlI総から符られる円の大きさは試料作成11れと付加される動的な布石田め間数 N (あるいは締

m

!lめ仕事量広)または静的な成形EE紡 応 力 向 によって決定される.本実験の場 合， σが0.5-6.0kg/ cm2_{の範捌であり，すべての試料の内を求めることは不可絡であるが，} Casagrandeの方法によって符られた動的締悶めの内h 治的締臨めの円sのそれぞれ4つの{ほ と，全試料の

N(

あるいはfむ と

h

の依の関係をFig.6{と示す. この結果 ，NとPo(ま線型 関係にあり，メカニズムの兵る

2

つの締

i

潟め方法が]jJ乙比例して総j立地}J1{乙?な与することは輿'*I 深い.また ，(]y/Jとσれは測定自立が少ないが，いずれも内航と比絞的よく一致しており，伊勢 田ら4)のあii来とね:合している. 3.2 圧縮ヒズミの時間的変化 三相系である不鈎和土における圧縮ヒズミ ξの時間的な般移を理論的に解lザ吋ーるための試みが 従米よりなされている5).6)が，いまだ十分とはいいがたい. Fig.7 Iζ試料Aの

r

d

1.5 g/cm3_{における ε(Sc)-log t ltil線を示すが，一般に不飽和土の場} 合 ，S， が低い純協では，瞬間的な 11:紡ヒズミが大きく，あIJ~l 、て logt I乙比例したi波線となる7) し か し ふ が

i

f

l

加してくると，初郊の部分は飽和

l

:

の場合に類以した

f

l

h

線形があらわれ，その後 やはり logt {と比例して沈下が進行していく. ここでは，ドコα+blogtとした場合の bの似，つ まり e-logt 曲線の直線部のコウ配を求め，初期状態あるいは締間めi時の成形応力との関係につ いて検討した.なお， ω口 2696試料は圧縮によって

S

，ごと10096となり， このような試料に対して は滋]1定時間tが過少であるため考察から除外した. ζの結果を試料 A の場合について Table2 Table 2. The valucs0'1coefficient b ぴ (kgjcm")

。

ynamic Static もγ (glrcma) d (%) 0.5 2 4 6 0.5 2 4 6 L3 0.055 0.074. 0.128 0.141 0.150 0.036 0.055 0.128 0.150 0.166 14- 1.5 0.022 0.040 0.055 0.073 0.100 0.019 0.026 0.055 0.070 0.096 1.6 0.004 0.021 0.037 0.044- 0.067 0.008 0.025 0.035 0.037 0.061 1.3 0.055 0.092 0.131 0.150 0.133 0.055 0.074 0.092 0.117 0.131 20 1.5 0.035 0.037 0.092 0.117 0.131 0.037 0.044 0.061 0.100 0.118 1.6 0.015 0.037 0.07+ 0.096 0.105 0.009 0.035 0.044- 0.070 0.083 i ζ，さらに ωロ 14形 の 場 合 安Fig.8Iと示す.この国はb-logσ 政機としているが， σ口 0.5-6.0 kg/cm2_{の応カ純捌で・は， ζ} れらは陸線関係であらわされる. しかし，動的，静的締!読め共ζl_， Fig.5のe-logσ曲線から得られる σ!lD，σys付近で不述統となっている.つまり ，e-logσの曲

線がσく円では弾性的挙動を，び〉円では塑性的挙動を示すことと問様l乙，

b

のfほも円以上で、 は急増する.そして，この依は ωの増加とれの減少によって増加する.

総本:不飽和締間め之の任給等体積セン断特性について ₃₁ 次ζl，このような比較的短時間の庄織における沈下曲線を双山総によって表示することを試み た ¥ 実 験 の 結 果 と t/εがほぼ直線関係にあることから，沈下曲線を t/ε口 α十st，つまり， ε口 百 戸 と し た . こ れζlt

e

eの測定値をあてはめ， a!， /3なる係数を求め，その精度を中央誤笈 γで表わした8) 試料

A

の静的締附め場合の α，

3

/

および rの似を Fig.9 1ζ 示す. ここで. ε ー で あ り ，

1

/

ß と ß/α は t~e 則禁附ける荷物hの漸近線技わす

このー

二

十

s

s

l

t.

十詰/

来， α，

，

9はω，σの地方11ならびにれの減少によって小さくなり，したがって l/s，つまり最終ヒ ズミが大きくなることを示している.また α も同様の傾向を示すが ，

s

/

αについてははっきり した傾向はみられない.さらに了は ，(Jが小さくて引が大きいほど小さくなり， 4'

H

と過圧縮性 の高いω=1496，7，，=1.6g/cm3_{の状態で絞も/ふさい.} Fig.7. Compressivc山.'ain-timecurves (Sample A，

r

<l'OC 1.5 gfcm3). 0.2 Fig. 8. Effccts of vertical strcss and unit dry weight on coefficient b(Sample A‘ 回 出14%). 3.3 庄縮等体機セン断強さ Jf説i(庄筏)等{本竜Cfセン断は，セン断前lこ;瑳 磁応力。によって試料の圧縮を行ない，その後， f本fl1fが一定l乙保たれるようにσを土台減させなが らセン断ヒズミを付加するものである.この試 験は三jl411配給試験における圧密非排水試験![tfj 当するものであり，得られたセン断強さりは 各々のσのもとでの非排水(気)強さとなる.

TiJ

β

ピ」己

A 4 ・ の ノ “ ( N g u ¥ _出 M C Q Fig. 10. Vector curves (Sample A

，

static).

32 佐焚大学農学設報 ~49 号 (1980) また， Fig. 10 Iζ 例示するように:1"産直応力はセン断の遂行につれて拙かれるベクトノレカーブ9) に沿って増減し，破壊11寺の丞直応力σfは有効応力である. したがって， σ1--::1賂擦に織かれる 夜線は有効応カに関する強度線をあらわず. 初期状態の異なる試料ζ 対して， σを事選々にかえて得られるでfの1l fIIは， σ が小さい範凶 (σ< 2 kg/cm2)では，締閉めiを後の状態によって影響され ，r(zが一定の場合 ω が大きいほど小さく なる.しかし ，(Jが1([1JJnし， 4 kg/cm2以

t

になると ω の小さい絡間より大きい飽聞でのりの 値が大きくなる.本実験の;場合 ，

r

d 1.3， 1.5 g/ cm3で ω=2096より 2696でのでfが大きい伎を 示す.この様子を動的締盟めの

r

"

口1.5g/cm3_{の場合について Fig.11 Iζ 示す. さらに1:[伎} を破壊i侍の ω と γ"との関係で示したのが Fig.12である .ω=26形の場合は， σ=1.0kg/cm2 以上で圧縮されると Sγ は 1005ぢとなり，ゼ、口~ゲキ IHr 線に沿って ω が減少していく. この 1~1 の 1.4 Sarnple B 14 20 26 w (%) Fig. 11. Effects of initial condition and normal stress on shear strength (Dynamic). Fig. 12. Equi-shcar strength curvcs (Dynamic). 実線は等σ線を，点線は等τf線をぷしている.これより，高合水比側で大きいσを付加した場 合のりが，低含水比 ~IIJ のそれより大きくなるのは，。の付加による庄紡f査が地力fJしてねが大 きくなることと， ωが減少することのために，留において点線より実線のコウ配が大きくなるた めである. び =0.5-6.0 kg/ cm2で圧縮したのちの 1:[をσおよびめとの関係で示したのが Fig.13であ る. 全応力で表示した σとりの関係曲線のコウ配は σの噌加に伴う非排水強さの場力11率を示す. Fig.5の e-Iogσ曲線にあらわれる注総降伏応ゴ'JlJyの存在によって， σ-;:[ 泌総は正規圧縮領

域と過庇総領域とではそのコウ配であるらuの依は異なる.。が大きくなり正規領域lと入ると，

IfiJ じ ω の試料では e~log σIflJ線と同様にほぼ同一な線となる.

また，圧縮等体積セン断においては，セン斯fII.iIζ付加されるげによって発生する閥ゲ、キ庄 U を十分に消放させたのち，体積を一定l乙保ったままでセン断を行なうために ，uもゼロのままで 保たれる. したがってセン断中に σ は変化し， これが有効応力となる.試料の破竣時の有効応 力をσ[，閤ゲキ庄をめとすれば U [ =σ一σfである. この U[の値を Fig.14 Iと示す.この際!と Fig.13の σ

-

'

f

曲線を比べてみると非常1とよく対応している. 一般に，飽和土の三三指lJ圧縮試験 において発生する問ゲキ水圧は次式であらわされる10) L1u =B[L1

σ

3

十A(L1UI -L1

σ

3

)

J

さらに，任密非排水試験においては庄密終了呼応

B

L1σ3はゼロとなるので，セン断破壊時に発生 する問グキ

E

E

は

藤本..不飽和締掴めことの圧縮等体積セン断特性について ₃₃ Static

。

rdお1.3gfcm' . 1.5 " 1.6 〆戸

- .

o

2 4 叩=14%

3

4

/

/

一二

む

2J

フノ

6 Dynamic 01'，/:::::1.3 g/cmJ

・

1.5 " 1.6 w=14%

?

2

ヒ

ヲ

6 6

?

2

i

F

f

t

ど

d 斗 占 の 〆 ω ( N E U ¥ 凶 器 、 心 4 6

!:lt/

4 2

。

6 4 2

。

1

2

i

〆

〆

10=26% 6 (a)

Fig. 13. Relationships betwecn l10rmal strcss and shear strength (Samplc八).

J L U (

l

s

t

k

F

さ

￨

円 It~

1

.

i T，

]

y

ヂヲヨ￨レチヲラ

l

-]~ケーイ伊ケ

l

ト ~Jt~汗→l

r

刊 誌

U

， a . •

.

1

0"γ守η乙z戸

=

1

す;

守κF

一

寸

引

l

t

丸←寸

Af 0 2 Af 0 却=26% ιーーーーーー... 2 6 0 4 σ(kgfcm')σ(kgfcm') Fig. 14. Relationships between normal stress and pore pre田urc(Sample A). c m a V 4 D L I -A U 今 、 υ 。 0 1 1 ハV'i ヮ “ 。 。 。 δnJM14Aυ1 ‘つ白 η ο 。 &τ ム ハ υ 1 品 ( N E U ¥ 凶 器 、 ど ( N E U ¥_出 器 、 J N F g u ¥ 汐 { } 、 お 10 20 O.C.R. Fig. 15. Relationships bctwccn normal stress

，

over-consolidated ratio and A f (Sample A).

34 佐 焚 大 学 燦 学 染 報 第49号 (1980)

.duf=AB(.d

σ

l

-

.d

σ

3)f=Af(.d

σ

1

-.dび3)f

となる.ここでA，B，_{Afは関ゲキ庄係数である.非排水直接セン断における Afの変化を検討す} るために，上式の 11uj， (11σ 1 1ぴ3)fのかわりに，それぞれ Uj，りを沼いて Afを求め， σ と過 庄密比(O.C.R.)との関係で示したのがFig.15である.一般に

A

_fの依は飽和粘土においては， 正規正密状態すなわち 0ιR.=1で最大依を示し， σが減少して O.C.R.が増加するにつれて減 少し，負となる.有明粘土の場合， O.C.R.=4付近で

A

fはゼ、ロとなる.締毘め土についても同 様_{K，過庄紛状態では σの減少とともに Afの値は減少する.そして Af=O となる σ(3.4で} 述べる σBに等しい)は試料の初期状態によって奨なる.そこで，静的な締固め応カ

P

o

を圧縮 降伏応力と仮定し ，

P

O

/

IJをO.C.R.とし， ζれと

A

_f との関係を求めると Fig.15 (b)のように 試料の初期状態に関係なくほぼ1本の泌総であらわずζとができる.試料 Aの場合は O.C.R. 2-3でAf=Oとなる. 一方，破壊時の有効芯カである σfと り の 各 初期状態毎の関係曲線は，Fig.13にみるように 会応カ表示と比較して松互に非常に近接してい る.合水比加にみると，

ω=2696

の場合のよう にωが大きくなり， σが正規圧縮領域では ，Yd K関係なくほぼ1本の藍線であらわされる.し かし， 20， 14必とωが減少してくると， σは過 圧縮領域となって σf -:rf線はYd毎lこ分離し， それぞれ異なったコウ況をもっ線となる.これ らの荏線から得られるコウ況と τfi!4hの切片を 有効応力に関する内部摩擦角。粘着ーカ

C

と し，これらの伎を初期状態との関係で示したの が Fig.16である.

ト

[

当

j

l

:

1

1

k

l

:

;

己

j

10(%) zl'(9~ó)

Fig. 16. Values of

1

>

'

and C' (Sample A).

i

鼠圧密試料において，粘着カは拡カのヒステリシスによって，ある大きさの庄縮降伏広カ(先 行応力)が付加されることによる， その残留強さと考えることができる.飽和土の場合は， Fig.

1

7

の記号にしたがって， Tf

。

σ' Fig. 17. Diagram illustrating symbols. tan (j/口

-c'

-y 1.5

。

Dstyarltati @ I C H11C

h

" 0.5

。

5 10 15 Po(kgjcm')

Fig. 18. Relationships betweenpo and C' (Sample A).

ζ ζで -であるから， したがって 藤本:不飽和締慰め土の圧縮会事体絞セン断特性ーについて 3htan件 、 ， y c'= σ~(tan ゆ -tan

ゆ

'

)

τf=C'-トσ'tan

o

'

口 kσ~+σ'tanグ これより， σ'口OすなわちでJ

i

l

i

f

l!の切片は

c'=k

σ

;

となり， C'はσfrl乙比例する11) 35 不飽和土の場合についてこれを検討するために， Fig.13より求めた

C

と圧縮降伏応カの近 以傾としての

ρ

。値との関係をFig.18 ζ!示す. ζの結果，試料Aの場合 ，

P

o

と C'はほぼ直線 関係が認められ， C'ヱヱ0.080れとなって，不飽和土の場合も有効応力で;1受理した C'は飽和二七と 向様な意義を持つものと考・えられる. 3.4 セン断強さと破壊時の状態の関係 3.1，3.3において或料の圧縮性および配縮等体積セン降

r

r

強さについて述べた. ゴ二のセン断強 ~は一般に次のような要因の関数としてあらわされる 12) セン断強さ口F (土の稜類;合水上

t

，千密度，骨組構造) ニト.の筏:類ならびに締悶め方法が同じ場合は， セン断強さ

=G

(合水上~，後度または関ゲキ比) であらわされる. ここでは，不飽和締固め土ζ 対するl ζれらの関係を切らかにするために， 3.3で述べたσ，σfと りの関係を3.1で述べたωやEのような土の状態、と関連づけて考察する. Hvorslev， M.].13)によれば，正規庄密飽和粘土の場合， Fig. 19 !と示すような土の合水比(庄 :30 w 26 (%) 24 22 5 10 201 0.2 0.5 1 2 5 10 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10logT/ (kg/cm') log stress (kg/cm') Fig. 19. Shear strength and water content♂-l"ormal consolidationI3_). Fig. 20. Shear strength alld water COlltCllt of Viellna ClayI3).

36 佐 賀 大 学 燦 学 紫 報 第 49号・ (1980)

密終了11寺ωc，セン断破壊時ωJ)と応力(庄窃終了特有効応力 σ;，破i即時有効応カり，セン新強

さ 'J)の対数の関係留上で， ωσ--log(J~， ωJ~log りおよび ω"ωJ~log'f はいずれも斑総関係

0.8 瓦BC lTli'i Ti σ/ (a) 4 6 0.5 1 2 4 6 0.7 0.8 0.6

:

J

1

h

l

、

e σ w=20% 0.5 0.5 1.0 2.0 4.0 6.0 ! J ，!Jf， Tf (kg/cm') p h v A 告 の ノ ω t i p 内 υ -A H v p h d ハ H V 0.51 2 4 6 4

:

;

;

¥

¥

( 目 (b) 吉3 U 、 、 l2'2 2 4 ! J ，J!f (kg/cm') 6 0.5_5ω=26% 司嶋刷'-ーーーム幽幽幽 0.51 2 4 6 0.51 2 4 6 qσj， rf(kg/cm2 ) Fig. 22. ReJationships between σ， J!f， 'f and e (Samplc A). Fig. 21. Relationships betwecn e-σ

，

σJ

，

'J dia“

gram and

'

J

-

σ，σf diagram.

1.1 log!Jf (kgfcm') 0.2 0.9 E 0.7 0.5 0.2 0.5 1.1 IOg!Jf (kgfcm') 0.2 0.9 e 0.7 0.5 2 5 o w=14% • 20 x 26 0.5 0.2 0.5 2 5 logTf (kgfcm')

藤本:不総和締1il!1め土の圧縮等体積セン断特性について 37 にあり，かっこれらはすべて平行で ，a~>り>τf となる. また，過EE密状態、では Fig.20

r

c

示 すように，正規圧密状態から分岐したe-logσ 曲線の除千百!f，再戦布

I

曲線ζ 対応する曲線となる.l 不飽和締罰めことについてζのような状態を顕示したものの一例を Fig.21 (a) 1ζ示す.これは， Fig.5のe-logσ曲線

r

c

e-logσf' e-log'f曲線を重ねてあらわしたものである.さらに， Fig. 21 (b)は(a)と同じ状態を示したもので，図上の伺じ符号はそれぞれ同一状態、に対応している. ζれらの図において ，

A

，s，

C

点のあらわれる応力をσA，aB，σc(口町〉とすれば， σc は圧縮降伏 応力をあらわし，引はσ口りとなる応力で，む〉σでは τ

f

>

σ となり，締囲めによる過圧縮性 のために，霊臨(，c-;カよりもセン断強さの方が大きくなる.さらに ，(JB はσ口めとなる応力で， σ

B

<

σではめ<びとなり，セン断破壊時lζ 開ゲキ水庄は工

E

となって，排水セン繊の場合は試料が 収総することを示している. 穏々の初期状態を土を圧縮等体積セン能

r

r

した 場合l乙符られるこのような関係踏の一例を試料 Aのy"= 1.5 g/cm3について Fig.221乙示す. ま た ，Y d = 1.3， 1.5および1.6g/cm3の場合の e-logτf，logσf

u

J

l線を Fig.231ζ示す.これによ れば，一般に ，(JAくσnくσcとなり，さらにωの 増 加 と 刊 の 低 下lζ 伴ない， σcは減少し，それ につれての，内は粉対的に小さくなる.この様 子安Fig.24

r

c

示す. またω が増加するにつれ て，本実験の応力範間で正規鎖域が拡大し， σA， ハ h U 4 4 4 n r h u A U V ( " g u ¥ 同ぷ)て b ， A T A ソ 〆 d w g u ¥ 出 ︾ 一 ) b O Fig.24. Values of(JA and σB (Dynamic).

。

B以上の応カでは Fig.19Iζ 示す正規圧密粘土

と同様1:，1 e-log'f，logσf I曲線はe-logσi出線と次第に王子行となる.Fig.23ではe-log'f曲 線と e-logσf曲線を応カ ili!l¥をずらして表示しているが， Fig.20の飽和した Vienna粘土と同 様に過任紛状態では正規状態での直線から分岐した曲線となる. 摘 要 不飽和絡協めこ仁の圧縮等体積セン断を改良裂の直接セン断試験機を使用して行ない，その圧縮 および非排水セン断強度特性について実験的に検討を行なった. 1)

n

封筒(対数)-圧縮ピズミ 11ilh~j{の直線部のコウ況は，震直応力の対数に比例して大きくな るが，圧縮j海伏!ぶブJ付近で不述続となる. 2) 開 圧 縮 ヒ ズ ミ 酬 を 双 曲 線 辛 口 王 手 戸 で 表 示 す る と ，

αJ

の値はとも日直応力， 合水比の地方/Jと乾燥密度の減少につれて小さくなる. 3) 悉商応力が大きく (3kg/cm2以上)なると，初期合水比の大きい範閤では，静的な圧縮 が進行してセン断強さの増加が著しい. 4) 非排水セン断中 l乙発生する間グキ庄のセン断強さに対する比は，試料の初期状態ζ 関係なl く，過I:

E

密上七によって決定される. 5) 有効応カi乙関する粘着力は圧縮降伏応力に比例する. 6) 悶グキ比--有効愛車応力(対数)および間ゲキ比 セン断強さ(対数)は正規圧縮状態で は直線であらわされる.

38 佐 賀 大 学 農 学 説 線 第49-j号(1980) 参 考 文 献 1) 三笠IE人 (1965).三徹底織と一部セン断の試験機および試験法について. 第10図シンポジウム. 土質 工学会.117-123. 2) ごiニ質工学会編(1970).ニiニ質試験法(第1tii1改訂版).土質工学会.JiUA.pp.361-389. 3) 匁塚克忠・古武茂樹・熊案提政敏(1980). 締{速めニヒの圧縮沈下特性について. 土木学会西部文部研究発 表会 ifl\~がH長. 83-84. 4) 伊勢悶哲也・水野:記滋 (1971). 絡協めた土の圧縮性状 K 関する研究.ニi二本:学会論文報告~188. 45-52. 5) Barden， L.(1965). Consolidation of compacted and unsaturated clay. G品。technique15， 267-286. 6) 大1(i.丞康iiR (1971).フローリンの土質カ学 第II~.森北出版. pp. 134-148.

7) 伊勢田智也(1971).皇室ニヒの締閉めと圧縮沈下.土木研究所資料 ~702号. 1-117. 8) 沼倉三郎 (1966).d!U定依計算法.森北出版.pp.214…216.

9) Casagrande， A. and Wilson， S. D. (1953). Prestress induced in consolidated叩lIcktriaxial tests. Proc.Third Int. Con.fon Soil M巴ch.and Found. Engi.1. 106…110.

10) Skempton， A. W. (1954). The pOIe-pleSSUle coefficient A and B. Gるotechniqu巴4.143-147.

11) 山崎不二夫・山内議総訳(1972).土質工学の主主縫(ニヒの力学的挙部u).鹿島出版会.pp.271…277.

12) 三笠恋人(1964).土のヱ学的性質の分類表とその意義.土と基礎 12，20-21.

13) HV01s1ev， M.]. (1960). Physical components of the shear strength of saturatec.clays. R巴search