黒ぼくのべーンせん断強度について

1. は じ め 1こ 火山灰土は自然状態では多量の水を含んでいるが乱さ ない状態では建物をささえるだけの強度をもっている。 いったん乱 されると上 の構造が破壊されるとともに拘束 されている毛管水お よび吸着水が 自由水化 して, このた め上が軟弱になる。したがって, このような土の力学特 性はきわめて複雑 とな り

,特

殊土 といわれるゆえんであ る。 一般に, 自然地盤や人工地盤の地表面に近い

,浅

い と ころでは地下水面上にあるので

,上

は不飽和状態になっ ている。不飽和上の強度機構は全応力 と間げき水圧のみ な らず

,間

げき空気圧にも関係す るので

,そ

の土の構造 とサ クション効果に影響をうけて非常に複雑で

,未

解決 の問題である。 一方

,地

盤のせん断強度を知 るため

,特

に軟弱な粘土 地盤の原位置強度を測定する試験 としてベー ン試験機が

黒 ぼ く の ベーンせ ん 断 強 度 に つ い て

藤

村

尚*・ 勝 見

雅 * (1980年 5月 31日 受 理)

Oll the Shear Strcngth cf Volcanic Ash So11

ヽ

lcasured in Vane Test。

by

Hisashi Fu」

IMuRA,Tadashi KATsUMI*

(Received May 31,1980)

This Paper describes the results of laboratory vane test 、Thich has been carried out on the Slurry― KUR()B()KU in unsaturated conditions under the gravitational consolidation.

The main subiects diSCussed here are as follows. Firstly, relationshiPs between depth and shear strenghth are noted, Secondary the anisotroPic ratios are examined with various vanes in shape, Finally, the laboratory vane strength thus obtained is related to the other strengths, such as the unconfined compressive strength, the direct shear stregth, triaxial compresslve Strength and the fa11-cone shear strength.

有効な手法であ り諸外国で広 く用い られているが

,わ

が 国では他の原位置試験に比較 して利用度が低い ようであ る。ベー ン試験に関する研究は,1∼1つ,月ヽ型室内ベーン 試験装置の開発

,ベ

ー ン試験に関する未解決の基本的問 題 の指摘

,原

位置ベーン試験強度の解釈

,お

よび他のせ ん断試験 との比較など数多 くなされている。これ らの成 果を踏まえていえることは

,ベ

ーン試験は直接せん断試 験 の一種であ り

,原

位置 の強さを直接は握できる利点が あることか ら, この試験はもっと利用されてよいものと 思われる。 本文では

,山

陰地方に広 く分布する大山火 山灰土特に 黒ぼ くを 自重圧密に よって不飽和状態 とし, この地盤の 強度特性をベー ン試験か ら明 らかにしようとす るもので ある。まず

,粘

性土地盤のせん断強さは深度が増す とと もに直線的に大 き くなるが

,地

表面下近傍においては土 が不飽和状態にあ り, これ らの関係 とは異なることが考

*土

_木工学科

_{,Dept.oF c}

il Engineering

え られ る。そのために深度別に採取 した黒ぼ くのベーン せん断試験を実施 し,これ らの関係を明 らかにする。 つ ぎに

,現

在常用されているベー ン寸法は高さと直径 の比が 2倍 のものであ り, これを用いてせん断し

,計

算 か ら求めたせん断強さ οは

,

円筒状せん断面の鉛直面 における強さに近い値を 与 えるといわれている。 しか し

,不

_{飽和度の黒ぼ くに対 しては必ず しも一致していな} い ことを説切するためにベーン寸法を3種_{類 に変えてベ} ーン試験を実施 し

,せ

ん断強さの異方向性について述ペ ている。 最後に

,黒

ぼ くのせん断強さは試験法によって異なっ た結果が得 られることが考え られるので, ここでは一軸 圧縮試験

,一

面せん断試験

,三

軸圧縮試験お よびフ ォー ル コー ン試験 とベーン試験結果を比較 している。

2.ベ

ーン試験装置 実験に使用 した小型ベー ン測定器は

,本

体, トーショ ンスプ リングとベーンか らなる。この測定器の伝達機構 は

Fig.1に

_{示す ようにモーターの始動によリトル クが} ベーンロッ ドに伝達されベー ンシャフ トを通 してベーン と トーションスプ リングに伝達され

,そ

れに対応す る抵 抗力が測定され るものである。 回転速度は 9,02×10 2 rad/Sの 一定 とした。ベーン寸法は

Fig.2に

_{示す よう} に直径 つ と高さ

'(カ

ッコ内 は総称 D/打

)が

26× ( unit mm )

2. Types Of vanes used

38alll(2/3),26×

26mm(1),26×

_{73Hull(2)の 直径} を一定にし

,高

さを変えた 3種 類を用いた。

3.試

料と実験方法 実験に用いた試料土は

,鳥

取県 日野郡桝水における大 山火山灰上のうち表層に分布 し

,有

機物を多 く合んでい る黒ぼ くである。この試料上の基本的性質は比重 Cs 2.36,液 性限界 WL l10・

0%,塑

性限界WP 88.4%, 塑性指数 IP 21.6, _{自然合水比}105.8%,粘_上分<0,005 1111125%,シ _{ル ト分} 0,005∼ 0.074111a150%,砂_分 0.074∼ 2.OllM1 25%でぁる。この黒ぼ くを511111ぶるいでぶるい, 水を加えてフイル ミキサーにかけスラリー状態にして直 径

lm,高

さ 1.2mの 円筒形土槽に入れ 自重圧密試料を 作成 した。スラリー状態の試料の合水比は液性限界 より 高い約 140%に 調整 したものであ る。排水は両面排水で 約 8ヶ 月間行なった。この試料のサ ンプ リングは最終地 盤高 さを 7等 分 し

,各

層毎に上槽の鉛直方向に直径70 11ull,高_さ12011111の_{円筒管を押 し込んで行 なった。この よ} うにして取 り出した試料を成形 して直径661ul,高さ604ul の内側にサンドペーパーを貼付 した一つ割れ円筒管に入 れ

,試

料表面の合水比変化を少 な くするため硫酸紙を置 き,円筒管の中心にベー ンを貫入 し

,上

部回転に よりべ ― ンを回転させて

,回

転角に対す る トル クを測定す る。

4.結

_{果 と 考 察} ベーンせん断試験結果の 整理はCadlingの式(りを基 本 とする1'。

ν

=チ

打

D2τ

υ

+考

D3α

τ

″

…

…………

(1)

ここに

,〃

:ベ_{ー ンを回転 したときの トル クの最大値}, Irと

D:べ

_ン

_{の高さと直径}

_,T7と

T口 _{:鉛直面 と水} 26 26 ２６ Ｆｉｇ toSユ On scale plate _′ shaft displaCement scale

平面上の最大せん断応力, α:ベ ーンの端面上のせん断 応力によってきまる係数である。 この式において

,ベ

ーンの鉛直面と上

,下

水平面のせ ん断強さが等しいとすると

,ベ

ーン試験から求まるせん 断強さ (C)は T7=T′ =ひ とおくことができるので, 慣用法として次式が示される。 伴

… … … 働 Fig,3∼6は土糟内の一様な黒ぼ くが自重による8ヶ 月間の圧密後における湿潤密度 γ

r,

間げき比9,合水 比

_",飽

和度 ■ のいずれの値も深さ方向にかなりばら

Hg.3.恐

子

_{THPS between deph Zmd}

5. Reiationships behween depth Z and water content ψ Fig. 96

Sr(%)

97 98 99

0半

OD/H=2′3 ●D′H3 1 ●D′H二 2

200 250

0「

十

一¨一一―一十

―

ODプ H二

2/3

●●

o

CDア

_{H=1 . .}

●

D/H=2

Hg'・

】

温

静彗

ョ

君

ナナ

S betWeen depth Z and

20 e ︷ Ｅ ユ Ｎ 80

20

H争

仇

盤輩撒 舶席∵

epth Z and

つ きがみ られる。特に中央深さ40∼5011ulょ _{り深い位置に} おいてその傾向が著 しい。密度は深度が増すにつれて増 加 している。一方

,飽

和度 と合水比の深い位置での分布 は通常の粘性上の両面排水状態における分布 とは必ず し も一致 していない。

Fig.7は ,地

表面か ら30011ull深_{さの黒ぼ くについて式} 12)の慣用法を用いて整理したベー ン試験時のせん断応力 θ∼ベーンの角変位 の 関係の例示 である。 せん断開始 後すく推 ピークが現れ,そ の後せん断強さが減少し残留応 力に近椀 ヽ_{ている。ビーク時の角変位の値 ωデ}=26°∼40° はベー ン形状比が小さい

,ベ

ー ンの高さが大 き くなるほ Ｏ ４ ︷ Ｅ ｏ 一   Ｎ

60

80

WI°/c) OD′ H・2′3 ●D′H・ 1 ●D′H=2 rt(g/cma)

﹃Ｅ ｃ ヽ Ｄ Ⅸ   ０ C(kg/C m2) D/H=2/3 C(k9/c m2) ︵ Ｅ ｏ ︶ Ｎ

Eig.7.Ftti報

猟 厳

:沼

斑 哲

T Strength ど大 きくなる。全 ての試験結果をまとめると, ピーク時 の角変位 彎 はベーン形状比

D/fr 2の

場合には26°_∼ /33°

,D/打

=1の

場合には30°_∼35。

,D打

=2/3の

_場 合には33°_∼40° の範囲にある。ピーク時のベーンせん 断強度はベー ン形状比 つ/打が大 きくなるとともに増加 す る。なお, この事実は

,ベ

ー ン貫入時に発生する間げ き圧やベー ン周辺の試料の乱れ

,沈

下などに影響を受け たものかどうか明 らかでない。 Bishop12)はピ_ク_{時のせん断応力 T/と 残留せん 断} 応力T″ の関係をbrittleness指_数

rBを

_{用いて式は)を} 不 してい る。

L=子

… …… … …… … … □ 式儒)を用いて得 られた黒ぼ くのraは直応力がきわめ て小 さいにもかかわ らず

,50%の

値を示 している。 した がって

,黒

ぼ くは破壊に伴なうダィレィタンシー

,す

べ り面に隣接 した土粒子の再配列

,粒

子お よび粒子群間の セ メンテーション結合をかな り有 しているものと考え ら れ る。

Fig,8(a),(b),(C)は

_{せん断応力 じ∼深 さ}

Z関

係を式修)で整理 した ο値 の 深度分布をベー ンの寸法別 に示 してある。図より

,地

表面か ら深 さ

lmの

浅層地盤 _20 E N4

ng.8.と

_電

i暗

需謀輩

"を

4潔:。:hear strength ではベー ン試験によるせん断応力 θの値は 深 さととも に直線的に減少する。これは,Hg。 3∼

6に

示 した地盤 状態か ら知れるように

,上

が不飽和状態にあるので

,サ

クション効果を受けている。深度が等 しい場合には

,ベ

ー ン形状比が大 きいほど θの値は大 きい。ただ し

,せ

ん断応力 ♂はベー ン形状比 の増加 とともにば らつ きが 大 き くなる。 また寸法別に得 られた οの値は地表面近 くでその差が大 きく

,深

度が増すにつれて河ヽさ くなって い る。試料の端面に各深度に等 しい土かぶ り圧を加えた …20 〔 N40 60 80 D/H‐1

。 努

C tkg/Cド)

正規圧密試料

(N.C)と

加えない過圧密試料

(O.C)

のベー ンせん断試験結果をFttg.8(c)に_{示 した,同図} によれば各深度における σの値はほぼ等 しい。 したが って,ひ 値は圧密応力に よる影響がないものとして

,以

後解析に用いた ιの値はほとんど過圧密試料 のもので ある。 一般に正規圧密状態の地盤中のある点に作用する水平 方向と鉛直方向の応力は互いに等 しくない。ベー ン試験 を実施 した際

,ベ

_{ー ンに よる破壊の両水平面 と円筒鉛直} 面 とではそれ らの面に作用する垂直有効応力が異なるた めに

,測

_{定 されたせん断強度に差が生 じうる。黒ぼ く試} 料のせん断強さの異方向性をAasa),柴田つ の研究に よる方法で求めてみる。式(引を変形 して 審 繕 め+α τ″子 … … … 硼 となる。式14)はベーン形状比を種 々に変えた測定結果を 列η″D2汀 _{と D/rrの 関係にプロットすれば}

_,

_両者の 間に直線関係が成立 し

,そ

の直線の傾斜 は α・

Trを

, また縦軸との切片長は Tァ _{の値 を 与 えることを表わし} ている。ここで係数 α は

Hg,0に

例示 するようにベ

Fig.9,謙

翫潮♂

l識

輩蟄胞特鶏謂

lき

Υ

tte

― ン端面 の応 力分布 に よってきまる 値 で

,

長方形分布 α

=1/3,楕

_{円分布 α}

_=0.3,三

_{角形分布 α}

_=1/4で

あ る。さ らに鉛直面 と水平 面上 のせ ん断強度比

,異

方 向 比

T7/TVは

2MttπD牝卜

0と

し た ときのD/打 _{の 値} か らただちに として求め られる。 黒ぼ くの異方向性は

,各

深度 の試料について

7打

の 異なるベー ン試験を実施 し

,得

られた測定値を式(41,15) に適用 して求めた。

Fig。 loは Fig。

8の

ベーン寸法が異なるせん断応力

∼深度分布図か ら得 られたそれぞれの深さにおける トル ク 〃 の値を用いて

,式

14)の左辺 駆lπD2rrと 右辺D/ 汀 の関係にプロッ トした一例を簡単のため深度 を 3点

H夢

1∝

移

F卵

露協配越

]輩

♂線ぎ

守

S different shape, 選んで例示 している。同図に よると深度別にそれぞれ異 なった直線関係がえ られ

,し

かも各直線は つ/∬軸上の 1点 ω/打

=-1.5)で

交わ る。 したが って

,地

盤 のせ ん断強さの異方向性は認め られるが, 異方向比 T7/T∬ は深 さ方向に一定である。ゆえにベーン端面の応力分布 が長方形分布 α

=1/3の

仮定に対 して T7/T2言0,5, 三角形分布 α

=1/4の

仮定に対 して

T7/T2=0.375

が得 られる。このように

,係

数 α が大 きくなれば

T7

/T″ の値は大きくな り

,い

ずれの場合にも T7/T″ の 値は0.5以下 となる。 慣用計算法ではベー ン鉛直面 と上

,下

水平面のせん断 強度が等 しいと仮定 してT7=T打=ε としているが, こ の仮定は慣用計算法による θが最大 となる角変位の付近・ で

T7=T打

となることか ら判断されている。しかし, 一般 の 粘性土地盤 では 水平 と鉛直方向 のせん 断強さ 〓 Ъ ぐ ＼ 屋 ﹃ 0 1 layer ●

3

①

5

/タ

考

= α

_(〕

2ワ

″

2F O…

…………側

Tπ

_'T7は

_{等 しくないので}

_,ベ

_{ー ン試験 か ら求めた θ} はT打 と

T7の

中間値をとるものであ り

,

これ らの相 互関係は上の種類 と圧密応力の状態によって変動する性 質をもっている。なお

,常

用されているrr/D=2のベ ー ンに対 しては

,正

規

,過

圧密を問わず実用的には

,=

T7と

_{されている。黒ぼ くに対 しては前図の結果をもと}

ξ にベーン端面上の応力分布を長方形分布 α

=1/3と

し て各深度の

T7と

T″ _{をベー ン寸法別 に求めた結果を} Fig,1l laI(b),(9に示 している。 図 より

,式

(4)から

N

求めた

T7と

T河 _{お よび式}12)の慣用法か ら求めた σと を比較すると

,深

度にかかわ らずベー ン鉛直面のせん断 強度T打 に比べて小 さい 値 であ り

,

慣用法 の じ値は

Fig,11. variatiOn with depth Z of shear stre― ngth c and shear strength On vertica二 surface T 7 and on horizOntal surface

TF at different D/F ratios

Tyと

T汀 _{の間にある。 深度 が同一 の場合,σ の値は} 身/打_{ヵ羽、さぃほど}

T7に

_{近づいている。また}

_,ベ

_{ー ン} 寸法別のT7'T打 の値は つ

/1r=2/3の

ときのT7' T汀 _{の値が最も大 きく}

,つ

ざに ツ 打

=2, D/打

=1の

ときのT7'T〃 の値が最 も小 さく現われている。 正規圧密状態 の 黒ぼ くのせん 断強度が等方性 である か

,

異方向性をもつかを調べ る。 この実験に用いた試 料は 2節 で示 したものと同一である。 この試料 を 内径 60Dul, _高さ601ullの_{圧密 リング内に入れて}

,

_{圧密応力を} 0,02k9/cM,0,05k9/cM, 0,lk9/前 ,0.219/c∬ として, 24時間圧密を行なった供試体をそれぞれ 2個 作 った。 この供試体のせん断強さの異方向比は Donaldm)ら の 研究による方法で求めることに した。解析 方法はF二g. 12に示す ように

,直

径が等 しく高さ 打 が異なる2っ の ベーン,rFlと fr2を用いてベー ン試験を実施 し

,そ

れ

ぞれの最大トルク

A■

とィ

_2を

測定する。

ベーン端面

上の応力分布が長方形分布 α

=1/3で

ぁると仮定し,

Il,rF2'嶋

_'お

_{よび 力名を式}(りに代入して

T7と

T打 _{を誘導すると式}(6になる。 げ 隅

Trみ

_〔

払―

_≒

_1各

_卦≧

₎ kg/Cm= 3 ／ ′ ／ Ｖ ／ τ ／ ／ ， ′ ／ ／ ′ _′′ ′

/π

h ′ ′ ′ ′ ′ ′

/

―許

=2

03 kg/CmE

。

4

′ ／ ′ τ ／ ， Ｗ ′ ／ ′ ″ ′ ′                                           ・_ｈ Ｖ ′ ′ ′ ′   称_﹁                 〓 ′ ′ ′ ′         Ｄ 一 Ｈ ,・…・₍₆₎

ヽ

ｃ

Fig. 12, AnisotrOPy analysis

Fig.13は_式俗)を用いた正規圧密状態の黒ぼ くのせん 断強度

T7'Tπ

_{と圧密応力 σじ 関係を示 している。図} に よれば

T7と

T打 _{の値の差異はほ と ん どな い よぅ} で

,前

図の

Fig.8(c)の

_{結果 とも一致 している。一般} に正規圧密や過度の過圧密をうけた粘性地盤では

,Tr

■

T7で

正規圧密地盤ではT打_>ι

>T7'過

_{度 の過圧密} では T7>θ >T打 であるといわれてい るので

,

黒ぼ く の試験結果 とは異なっている。 かの影響を及ぼすものと考え られる。一般に

,ベ

ー ン断 面積比力Ⅵヽさいものが良 く

,12%以

下が好ましい とされ ている。そこで木実験に用いたベーンが適合 しているか どうかを調べた。ベーン断面積比は次式で表わされてい る。 ベー ン断面積比

=8T(D―

,)十 π02

X100(%)・

………(7) ここに

, T:ベ

_{ー ンの厚 さ(l lll),つ :ベーンの直径} (aull),':ベー ンシャフ トの直径 (aul)である。本実験 に用いたベーンの断面積比は,T=l mm,D=2611ull,ぉ ょび ブ=5 11ullとすると式(ηか ら■

.6<12%で

ぁ り

,基

準 値以下であることがわかる。したが って

,本

実験のせん 断強度はベー ンシャフ トの影響を受けていない。 最後に

,ベ

ーンせん断試験 と一軸圧縮試験

,一

面せん 断試験

,三

軸圧縮試験

,お

よびフ ォール コーン試験 を比 較す る。一軸圧縮試験は標準型の試験機を用いて実施 し た。Fig.14は一軸圧縮強さT″ ∼ 深 度

Z関

係 を 示 す。一面せん断試験は 従来型 の 試験機を用いて実施 し

＼

1

老

く

A

珍

Ａ・Ｂ，

Ａ

一

岬

℃

℃

ウ

＼

□

゛ Ｅ ｏ ＼ ∽ ︼ 。

α

ttb

σ

c kg/Cm―

Fig. 13. variation with T7and Tィ at different consolidation stress σc ベー ンシャフ トの太 さに よって

,土

試料 に接 す る部分 に生 じる摩擦抵抗や上 が乱れ るので

,せ

ん断強度 に何 ら ｑ_ｕ ｏ ．︲

kg/Cma

Hg.望

.鍵

_ヒ

F密

量

鮮

,メ

魂患鶏そこ

魅

_

nfined compressin tests

た。 この試験 の垂直荷重 は各深度におけ る土かぶ り圧 と 等 し くす る。Fig,15は一面せ ん断強 さ S∼ 深度

Z関

Ｓ︲Ｄ Ｅ ＝

O O

O O

O O

S

O,1

kg/cm=

Fig. 15, Relationships between dcPth Z and

酷

:訴 ::ζttgth S measured in direct 係を示す。三軸圧縮試験は英国型の試験機を用いて非圧 密非排水試験

, y試

験を実施 したと この試験の側圧は 0.519/cM,1.Ok〕 _{/c這,2.Ok9/誘 の 3種類 とする。実験} に用いた試料はほとんど不飽和であって

,間

げき水圧 と 間げき空気圧を 分離 して 測定 することがむづか しいの で

,測

定結果は全応力で整理 した。三軸圧縮試験の結果 を

Fig.16,17に

示す。 Hg。 16はモールの応力円の 例示であるが

,供

試休が不飽和であるので包絡線はそ― ル・ クーロンの破壊規準に準 じた σ3=0・ 5k9/cMと σ3 =1.019/前 の 2っ の応力円に接する直線 として求める。 さ らに各深度の三軸圧縮強さT′ は各深度における土か ぶ り圧を垂直応力 として包絡線か ら求める。このように して得 られた三軸圧縮強さTチ と深度

Zの

関係をFig. 17に示す。

フ ォール コー ン試験 (Fal卜Cone Test)は 上の 液性 限界

,

塑性限界を求めるために開発された 装置 である が

,つ

ざの方法で上のせん断強度が求め られる。いま, コー ンと上 との接触部に治って流 れ が発生 しないと考 ぇ, 2次元的 くさび状載荷板に対する貫入抵抗はソコロ フスキ13)により次式の ように表わされている。

P=2ら

cz■

2-手 ),

… … □ ここで, コー ンは円すい状であるので

,式

(8)を Fig。 18 の ように 3次 元的に拡張すると次式のように 表 わ さ れ る。 了 lkg/c評)

Fig。 16. TyPical triaxial test (kg/c m2)

0 0

Fig. 17. RelatiOnshiPs between depth逐 ア

and

shear strength Tι

_{measured in tia―}

xiai tests. 電 く 竪 ︶ ざ 02 Ｃｔ 餌 0♀ ０         ０ ︷ Ｅ ｏ ︶ Ｎ 60

80

Ｂ

●

▼

ホ

′

=2ら

_(π

+2-2β

)cosИ ……・・(9) ここに,,σ :上_{の粘着力 (k9/clR),P:荷 重 (19),β}: コーンの面が水平 となす角

,4:土

に接 しているコーン の面積 (前

)で

ある。また,β=π

/2-α

1/2で

ぁるか ら,β を式Ю)に代入す ると

P=2ち

(2+α

_l)

n多

・

4

……

lo となる。したがって

,式

19から上の粘着力 ♂σは次式の ようになる。

P

2(2+α

l)π

ん

2tan2考

……

…

……

…

10 ここに,α

_l:コ

ー ンの先端角,″ :コーンの貫入量であ る。

Hg.19は

コ_ン_{先端角 αュを} 30°_{, コ}_ン_童量

P=

200gぉ ょび αlを60°

,P=218gの

2種

_{類 でフォール} コーン試験を実施 し

,

実験 か ら得 られた コーン貫入量 んと α

_l,Pの

値を用いて式 QOか ら求 まる上 の 粘着力 θ_σと深度

Zの

関係を示 している。

Hζ

"・

驚

Fζ

選堺

「

T寵

」

g誕

上盈解

cone tests.

Fig,14,15,17に

_よると

_,ば

_{らつ きはあるが土の各} 種強さ?″ ,S,T′ は深度の増加とともに大きくなる。し たがって,T″,S,T′ の深度分布は

ng,19に

よると フ ォール コー ン試験か ら得 られた θσは αl の大きさに よって深度分布が異なるが,σ￠の値は深度の増加ととも に減少することがわかる。特に,α lが30° のときの じ_じ の深度分布がベーン試験か ら得 られたθのものと一致し ている。 5。 _結

_論 特殊土 といわれる黒ぼ くのせん 断強 さを 求 めるため に

,室

内ベー ン試験を実施 した

,そ

れ らの結果を要約す るとつ ぎのようである。 (1)スラリー状態か ら両面排水条件の自重圧密によっ て得 られた黒ぼ く地盤は不飽和状態であり

,上

の飽和度 は地表か らの深度 とともに増大する

,一

方密度は減少す る。 しか し

,そ

れ らは中央以深においてかな りば らつ き がある。 12)慣用計算法 (式12つ で求めたピー ク時のせん断強 度 (θ

)は

ベー ン形状比 D/打 に影響を受けて,θ は

D/

打 の増加 とともに大きくなる。 また, brittleness指 数 rBは 一般の粘性上のものに比べて低い値を示 している。 団 θ値は深度の増加 とともに直線的 に 減少 してい る。この関係はサ クション効果に よる影響が大であるこ とを示 している。 (41 地盤の異方向性は認め られたが

,異

方向比

T7/

Tμ _{は深 さ方向に一定である。} 15)過圧密状態の黒ぼ くに対 しては

,ベ

ーンの水平面 のせん断応力T打 _{は鉛直面のせん断応力} Tァ _{の 値 より} 大 きく,θ値はTァ とT〃 _{の間 にあ る。ひはベーン寸} 法に よって異なるが

,T7と

Tπ_{の中間値 より}

T7に

_近 づいている。正規圧密状態の試料に対 しては

,式

(0で求 めたT7'Tμ の値はほぼ等 しい。 この関係は粘性上の 結果 と異なっている。 俗

)ベ

ー ン試験 と他の試験を比較すると

,一

軸圧縮強 さf″

,一

面せん断強さ

Sお

よび三軸圧縮強 さTr は 深 さとともに増加 している

,そ

れ らの値は同一深度のべ ― ンせん断強さ σより小さい。 これ らの差異は各試験 時の上の拘束状態

,せ

ん断変形, これに伴 う間げき水圧 の発生

,せ

ん断機構および上の構造の違いなどによるも の と考え られる。一方,フ ォール コー ン試験か ら得 られ た上の粘着力 θσ と深度の関係はベーンせん断試験結果 と一致する。 なお

,

本研究の実験を実施するにあた り

,

村脇正仁 (自営

)氏

の御協力を賜ったことを付記 して感謝の意を 表する。 参 考 文 献

1)柴

田 徹 :粘 上のベー ンセ ン断強度に関する研究, 土木学会論文集,138号

,pp.39∼

48,1967.

2)柴

田 徹 :原 位置ベー ンセ ン断試験結果の意味

,第

C. (kg/c m2)

:::

′

/。

_,/イ

,/ /

° // 。 /・

11回土質工学 シ ンポジウム

,pp.105∼

109,1966.

3)米

津 聖 :室内ベー ン試験 に関す る実験 的考察

,上

と基礎, VOl・

28,No,4,pp.39∼

46, 1980.

4)三

_{木 。今村・ 佐藤・ 後藤}:新しい室 内ベー ン試験 の 試作 とそれ を用いた きわ めてやわ らかい上 のせ ん断 特性の試験結果 につい て

,第

10回土質工学 シ ンポジ ウム, pp. 161∼ 164, 1965`

5)神

_{谷 。今野 :関 東 ローム地帯 のベー ン試験 な どにつ} い て

,土

と基 礎,VOl.24,No。 7,PP.33∼38, 1976.

6)伊

藤・ 松井・ 折立 :ベ ー ンせ ん断試験におけ る間げ き水圧の分布 につ い て

,

土木辛会第28回年次講演 会,PP。 37∼38,1973.

7)R.D. Goughnoru,J.R.Sa■

berg : Eval,ation

oF the Lλbolatory Vane Shear Test, Highway Research Recod, No. 48, pp. 19-33, 1964.

8)G,Aas:A Study of the EfFect of Vane Shape

and Rate of Strain on the Measured Values of

ln―Situ Shear Strength of Clays, Proc. 6th

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9)C. E. R.

Viesel : Discussion on ln―Situ

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C,T.Toh: The Vane Test―

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):塑

性 学

,朝

倉 書