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極小供試体による一軸圧縮試験結果の 経済的評価手法

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(1)

長野工業高等専門学校紀要 ・第

26

(1992) 47

極小供試体 による一軸圧縮試験結果の 経済的評価手法

常田亮 亀井健史

ECONOMIC EVALUATION OF UNCONFINED COMPRESSION TEST RESULTS 

U S I N G   A   V E R Y   S M A I . L   S P E C I M E N

Makoto TOKIDA and Takeshi KAMEI

Scaleeffectsonunconnedcompressivestrength‑deformationcharacteristicsof marineclayhavebeeninvestigatedexperimentallyusinguncon丘nedcompressiontests.

ThetestresultthattheunconBnedcompressivestrengthofundisturbedsamples turnedouttobelargerthanthatofremouldedsamplesmaybeexplainedbythefact thatthegrainskeletonoftheundisturbedsamplesoffersgreaterresistancetocompres sionthanthedestroyedgrainskeletonofthepreparedsamples.Basedontheexperimen‑

tal丘ndingsdescribedinthepresentpaper,weproposedtheco汀eCtionfactorsforthe scaleeffectsontheunconnedcompressivestrengthandthesecantmodulus.Thetest resultsobtainedbysmallsizespecimensarefoundtobereasonableandencouragingfor theuseofthesmallsizespecimensinengineeringpractice.

1. は じ め に

一軸圧縮試験 は,粘性土地盤のせん断強 さを求める試験 として最 も簡便 なものであること が知 られてお り,数多 く実施することが容易であることか ら,最 も一般的に普及 してい る力 学試験の一つである.わが国では,昭和

30

年代か ら今 日まで粘性土地盤の強度決定 にあた っ て実地盤か ら採取 した不撹乱試料 を用いて一軸圧縮試験 を行 い,一軸圧縮強 さ

qu

1/2

の 平均値をもって実地盤のせん断強 さとす る方法が広 く用い られてきた

1).

しか しなが ら,現場における試料採取に着目す ると,実際に採取 した不撹乱試料 にはクラ ックが存在 していることもあ り1 ) ,不均質である場合や試料の総量が不足 してい る場合 も少 な くない. このような場合,土質試験法

2)

で定め られた標準寸法の供試体 を用いて試験 を行 うことが不可能 とな り,規格外の寸法の供試体を用いて試験を実施せざるを得 な くなる. 普 た,極小供試体の試験結果が工学的な観点から有意性を持つならば,サンプ リング長 の短縮 などにより,サンプ リソグ時間及 びサンプ リングコス トの低減が図 られる. したがって,檀

'第

26

回土質工学研究発表会において一部発表 日 土木工学科講師

' ' '基礎地盤 コンサルタソツ㈱ 地盤物性室室長

(2)

小供試体 に関す る試験結果を定量的に評価できることは,工学的に重要な問題であることが 容易 に想定 される.

さらに,サソブ リング時に乱れを受 けた試料 に対 して乱 さない試料 とほぼ同様の評価が可 能 となれば,その評価手法の工学的有意性 は大 きいものと考 えられる.

既住の研究例 によれば

)

・ 4

)

,節理や クラ ックが存在 している岩盤及 び粘性土地盤のせん断 強 さは,供試体の断面積比 の増加 に伴 って低下す ることが明 らか となっている.また,亀 井 ・ 常田5 ) 紘,塑性指数が異なる

2

種類 の練返 し陸成粘性土を用いて,供試体 の直径及 び高 さ と直径の比 ( H/D 比)を変化 させた一軸圧縮試験 を行い,一軸圧縮強 さ

q

。と変形係数 E

5。

が供試体寸法の低下 に伴 って増大することを明 らかにす るとともに,一軸圧縮強 さ及 び変形 係数の寸法効果 に関す る工学的評価手法を提案 している.

一方, 自然地盤か ら採取 した粘性土 の強度 ・変形特性は,室内で調整 された練返 し粘性土 の強度 ・変形特性 とは異 なることが指摘 されてお り6 ) ,佐野 ・亀井

7)

は,不授乱及 び練返 し 海成粘性土に対 して一面せん断試験を行い,練返 し試料の含水比が不捜乱試料 よりも僅 かに 低 くなったにもかかわ らず,不撹乱試料の最大せん断強 さが練返 し試料 よりも大 きくなるこ

とを明 らかにす るとともに,その差を定量的に示 している.

以上 の点に着 目し,本研究 では,不渡乱及 び練返 し海成粘性土を用いて供試体の直径及 び H/D 比 を変化 させた一軸圧縮試験を行い,試料の準備方法及 び供試体寸法 の違いが,粘性 土 の強度 ・変形特性に及 ぼす影響 について検討 を行 った. また,上記の試験結果に基づいて, 極小供試体の試験結果か ら学会基準の寸法 を有する供試体 の一軸圧縮強さ及 び変形係数を推 定す る場合の簡便 な評価手法を提案 している.

2.試料及び実験方法 2‑ 1

試 料

実験 に使用 した試料 は,東京湾の海成沖積粘性土地盤か ら採取 した塑性指数

,が

30

程度 の不授乱及び練返 し海成粘性土である.不撹乱試料 の採取深 さは

29.0m〜31.8m

であ り,有 効土かぶ り圧 はほぼ同程度であると考 えられた.また,練返 し試料は,不撹乱試料が受けて いた有効土かぶ り圧 と予備圧密圧力を一致 させ,スラ リー状 にした試料に対 して約 1週間圧 密を行い作成 した.その結果,練返 し試料 の含水比 は,自然含水比 よ りも

5%

程度低 くなっ た.代表的な不虎乱試料の物理的特性 を

Table

lに示す.

供試体 の形状 は,土質試験法

2)

を参考 に して円柱形 とした. また,供試体 の直径 は

,5.0 cm,3.5cm,2.0cm,1.0cm

4

種類 とし,高 さと直径 の比 ( H/D 比)が

2.0

,

1

.

5

,

1.0

となるように成形 した.直径 が

5.0cm

3.5cm

の供試体 は, ワイヤー ソーと トリマーで円 柱形 とした後,マイクーボ ックスを用 いて所定 の H/D 比 となるよ うに成形 した.一方,

Table

1

.Indexpropertiesofsoilsample.

SoilSample Gs (Wn%) (% )〃R

( 紺 %) L

(u%)Jp p Sa(%)nd S(%)ilt 鴇 丁 TokyoBaySoil 2.686 53.6 46.3 62.2 34.1 28.1 3.0 45.0 52.0

(3)

極小供試体 に よる一軸 圧縮試験 結果 の経済的評価手 法

JLI'(''

こ..I

Fig.1 Samplingtubeusedin thepre

sentstudy

Fig.2 Specimenpreparationmethodfor verysmallspecimens

直 径 が

2.0cm

1.0cm

の供 試体 は,講 料 の

1こIO

乱れ を極力少 な くす るため に,先端部 を

0.1

mm

に加工 した ステンレス製サンプ リソグ装

1。。

(Fig.

1 )を用いて

,Fig.2

に示す よ うに, 。

所定 の

H/D

比 とな る よ うにあ らか じめ高

さを調整 した試料か らサンプ リングし成形 L

b 50

た.

2‑ 2

実験方法

一軸圧縮試験 はひずみ制御方式 で行 い,せ ん断時のひずみ速度 は

1.0%/min

とした

2).

なお,実験 は, データのば らつ きを考慮 して, 同一条件 の供試体 に対 して

2

本以上行 った.

また,強度 ・変形特性 に及 ぼす端面摩擦 の影 響を軽減す るために,一軸圧縮試験装置の上 下拘束板 にシ リコング リースとシ リコンオイ ルを混合 した ものを塗布 し,供試体作成後 の 含水比 の変化を避けるため, トリミング後 た だちに実験 を開始 した.

3.実験結果及び考察 3‑ 1

応力 と軸ひずみの関係

Fig. 3(a),(

)

は,直 径 を

3.5cm

と し て

H/D

比 を

1.0

及 び

2.0

とした場合 の不撹乱及 び練返 し試料の代表的 な応カー ひずみ関係 を

49

0 2 4 8 8 10 12 14 16 8. (% )

0 2 4 8 8 10 12 14 18 C. (% )

Fig.3 Typicalstressaxialstrain behav‑

iour:undisturbed and remoulded samples.

(4)

示 したものである.

直 径が

3.5cm

の場合,不撹 乱試料 の応 力

‑ひずみ曲線 には

,H/D

比 によらず明瞭 な どークが認め られ,変形特性は若干異 なるも のの,軸 ひずみが

5%

程度 に達すると破壊 に 至 っている. これに対 して,練返 し試料の場 合 には明瞭など‑クが認め られず,軸 ひずみ が

6%〜 8%

程度に達す ると圧縮応力 はほぼ 一定値 を示 し,破壊 時 の軸 ひずみ は

H/D

比 の低下 に伴 って大 きくなっている.また, 応力‑ひずみ曲線 の初期勾配 は

,H/D

比 に よらず不撹乱試料が練返 し試料 よりも大 き く なってお り,不投乱試料のせん断剛性が練返 し試料 よ りも大 きい ことがわか る.

一方,一軸圧縮強 さは

,H/D

比 によらず 不授乱試料が練返 し試料 よ りも

20%

程度大 き な値 を示 している. このことよ り,有効土か ぶ り圧 と同等の圧力で予備圧密を行 った場合 には,練返 し試料の含水比が不撹乱試料 よ り も低 くなっているにもかかわ らず,練返 し試 料 の一軸圧縮強 さが不撹乱試料 よりも著 しく 低下 していることがわかる.上記の試験結果 は,既住 の研究例

7)

とも一致 してお り,一軸 圧縮強さは,試料の準備方法の違いによる影 響を顕著 に受けていることが明 らかである.

また,一軸圧 縮 強 さは,両 試 料 とも

H/D

比 の低下 に伴 って増大 してお り,寸法効果 の 影響 が明瞭に認められる.

3‑ 2

一軸圧縮強 さと直径の関係

H/D

比を変化 させた場合の不捜乱及 び練 返 し試料 の一軸圧縮強 さ と直 径 の関係 を,

Fig.4(a)〜(

C

)

に示す.

200m500

(一 缶

[

)

.b

200

150

100

80

tB。5

(t)'

b

I ,

〔亘

t l

=i ー 8

8

I8

J ‑ ー ●

‑ ‑I

I ‑

l l

0 1 2 3 4 5 6

D (cz))

Tk,Aa,.5.,1l

I

l

o

S= 8

.

= 8

.

l

0

l

l

l

O Un

l

V

l

D

Zte‑1dlLlOul.8t

udt

r

e

1 b

d

. e 6 d

1 2 3 4 8 6

D (ch)

㌔ i = ; ●一 一 . . ・ . . . . ・ . 一 一 . ‑

8

1

L

lⅠ0 Un+vT

JtI三0edl耶1.さtJ卜 1luderbd.e1d

0 1 2 3 4 8 6

D(cL)

Fig.4 Relationship between unconfined compressivestreng也 anddiameter:

undisturbedandremouldedsamples.

一軸圧縮強 さは

,Table

lに示す ように,

練返 し試料の含水比が不撹乱試料 よりも

5%

程度低 くなっているにもかかわ らず,直径及び

Il/D

比 によらず不波乱試料が練返 し試料 よりも

15%〜20%

程度大 きくなっている. したが って,両試料が同含水比の条件 の場合では,練返 し試料の一軸圧縮強 さがさらに低下 し,両 試料 の一軸圧縮強さの差 はより大 きくなるもの と考 えられ る.

これは,従来 か ら指摘 されているよ うに6 ) ・ 8 ) ,不撹乱試料 は海底 において長期間にわた り

ゆっ くりと粘土粒子が堆積 して形成 されるために,セメンテーシ ョンや二次圧密などの時間

(5)

極小供試体による一軸圧縮試験結果 の経済的評価手法

Table2.Indexpropertiesofsoilsamples.5)

51

SoilSample Gs wL(%)

wp( %)

p Sa(%)nd (Si%)lt Eoh汀 KaesaSoi1 2.707 54.8 18.7 ‑36.1 44.8 31.3 23.9

効果 の影響 によって土粒子構造が発達 してお り,その結果 として,一軸圧縮強 さが大 き くな っていることを示唆 している.一方,練返 し試料の場合には,土粒子構造が再構成 されてい るために,時間効果の影響が失われているものと考えられる. また,一軸圧縮強 さは,両試 料 とも直径及 び

H/D

比 の低下 に伴 って増大す る傾 向を示 してお り,一軸圧縮強 さの寸法 効果 に関す る変化傾向は、不撹乱及 び練返 しの影響をほとんど受 けない ことが明 らカさとなっ た.

さらに,直径の低下 に伴 う一軸圧縮強さの増大傾向は,練返 し試料が不濃乱試料 よ りも僅 かに顕著であ り,両試料の一軸圧縮強 さの差は,

直径 が

3.5cm

の場合

20%

程度であ った ものが,

200

直径 が

1.0cm

になる と

13%

程度 と減少 してい る.

Fig.5(a)

, ( b) 紘,試料の生成過程の違いが一 軸圧縮強 さに関す る寸法効果に及ぼす影響 を検 討す るために,練返 し海成粘性土 と練返 し陸成 粘性土

5)

の一軸圧縮強 さと直径 の関係 を示 した ものである.各試料の予備圧密 は,同一の圧密 圧力

(200kPa)

で行 ってい る.なお, こ こで は

,H/D

比が

2.0

及 び

1.0

の場合 について検討 している.また,練返 し陸成粘性土

5)

の物理的 特性 を

Table2

に示す.

150

仁 d

l

d ) 100

亡 7 1

50

図 より,一軸圧縮強 さは,各試料 とも直径及

H/D

比 の低下 に伴 って増大 してお り,‑

150

軸圧縮強 さは異なるものの,寸法効果 の変化傾 冨

向には試料による相違が認め られない.また, メ

.oo

直径 の低下 に伴 う一軸圧縮強さの増大傾向 は, 各試 料 とも

H/D

比 が

1.0

の場 合 が

2.0

の場合

よりも顕著であることがわかる.

さらに,一軸圧縮強 さは供試体寸法 によらず 陸成粘性土が海成粘性土 よ りも大 きくなってお り,粒度組成の違いによる影響が認め られ る.

以上のことより,一軸圧縮強 さは,直径及び

H/D

比の低下 に伴 って端面拘束の影響が大 き

1 2 3 4 5 6

D (cm)

0

1 2 3 4 5 6

D (cm)

Fig.5 Typical relationship between uncon丘ned compressive strength anddiameter:remouldedsamples.

(6)

くなるために,過大 な値を示す ものと考 えられ る. したがって,極小供試体を用いた場合 に は,測定値を低減す るような補正 を行わなければ,一軸圧縮強 さを過大評価す る可能性があ る. また,練返 し試料を用いた場合には,一軸圧縮強 さは不撹乱試料を用いた場合 よ りも低 い値 を示すので,補正を行わなければ実地盤の一軸圧縮強 さを過小評価す ることになる.

さらに,練返 し海成粘性土 と練返 し陸成粘性 土の試験結果か ら判断 して,一軸圧縮強 さに関 す る寸法効果 は,試料の生成過程 によらずある 程度対応性を有 しているものと考 えられる.

3‑ 3

変形係数 と直径の関係

Fig.6(a)〜 (

C

)

紘,不虎乱及 び練返 し試料 の変 形係数 E

5

0と直径の関係を示 した ものであ る.

変形係数 は,直径及 び

H/D

比 によらず不渡

4000

rtl 負 3000

品 2000

1000

乱試料が練返 し試料 よ りも大 きくなってい る.

0

この ことは,不撹乱試料の土粒子構造が時間効

果の影響 によって練返 し試料 よりも発達 したも

のになっているために,せん断剛性が増大 して

8000

いることを示 している. また,両試料 の変形係

4000

数 の差 は

,H/D

比 が

2.0

程 度 の場合 には

10%

程度 であ った ものが

,H/D

比 が

1.5

以下 にな

≦ 3000

ると

15%〜20%

程度 と大 きくなってい る. この

よ うに

,H/D

比 が

1.5

以下 になると両試料 の

L; 2000

変形係数の差が増大す るのは,不撹乱試料 と練

1。。。

返 し試料の一軸圧縮強 さの差が大 きくなる結果

か ら生 じているものと考 えられ る.さらに,変

0

形係 数 は,両試料 とも直径及 び

H/D

比 の低

下 に伴 って増大 してお り,試料の準備方法 によ

6000

る相違が認め られない.

5【00

次 に

,H/D

比が

2.0

及 び

1.0

の場合 の練返 し

海成粘性土 と練返 し陸成粘性土5

)

の変形係数 と

4000

直径 の関係を

Fig.7(a)

,( b) に示す. 室

図 よ り,変形係数 は,各試料 とも直径及 び

H/D

比 の低下 に伴 って増大 してお り,変形係

凹 2。。0

数に関す る寸法効果には試料の生成過程の違い による相違が認め られない. しか し,塑性指数 が小 さい上村土の場合,変形係数は直径の低下 に伴 って著 しい増大傾向を示 しているのに対 し て,塑性指数が

30

程度の東京湾土 と

35

程度 の替 佐土の場合には,ほぼ類似 した増大傾向を示 し

ている. したがって,直径 の低下 に伴 う変形係

0 1 2 3 4 5 6 D (C■)

l l

‑ .o O I l

8.●一L 一 トoo ‑

I

lr/D‑I.4‑1.6 0 UndL● TteJIOul9tuJ.rbeded

1 2 3 4 8 6

D (cA)

0

一〇 l q ー I \ O

I ‑ll

i‑ l

l I

lVD‑0.9‑1.1 0 UndISttlrhed

● Re JIDultled

0 1 2 3 4 6 6 D (cL)

Fig.6 Relationshipbetweendeform ation modulus(E5.)anddiameter:undis turbedandremouldedsamples.

(7)

極小供試体 による一軸圧縮試験結果 の経済的評価手法

数の増大傾向は塑性指数に依存 し,塑性指数が

低い試料の場合 には,変形係数の増大傾向が著

6000

しくなるものと考えられる.

5。。

以上のことより,変形係数は,供試体寸法の

低下に伴 って増大す るので,極小供試体の試験

3 4000̲:

結果を用いる場合には・変形係数を低減する補

V.,ooo

正を行 う必要がある.また,練返 し試料の試験 b

d

]

結果を用いる場合には,その実験値に対 して不

2000

撹乱 と練返 しに関する補正を行い,変形係数を

評価する必要があるものと考えられる.

3‑4

強度 ・変形特性 に関する補正係数

(α

,

β

)

上記の試験結果に基づいて,本研究では,檀 小供試体の試験結果から学会基準の寸法を有す る供試体の一軸圧縮強さ及び変形係数を評価す る場合の補正係数

α

及び

β

の検討 を行 った.

なお,補正係数

α

及 び

β

は,式 ( 1 ) 及 び式 ( 2 ) で 定義 した.

α‑qu/q

。‑‑‑‑( 1 )

α:

一軸圧縮強 さに関する補正係数

q。。:

標準寸法の一軸圧縮強さ

(kPa)

(D‑3.5cm,H/D≒2.0) q。:

標 準 寸 法以 外 の一 軸 圧 縮 強 さ

(kPa)

β‑(E50)0/E5。‑

‑‑‑・ ( 2)

β :

変形係数に関する補正係数

6000 5000 6 a4000

.

.

冨3000

2000 1000

53

1 2 3 4 5 6

D (cm)

1 2 3 4

D

(cm)

5 6 Fig.7 Typicalrelationshipbetweendefor

mationmodulus(ES)anddiameter:

remouldedsamples. (E50)

0:標準寸法の変形係数

(kPa)

(D‑3.5cm,H/D≒2.0) ES。:

標準寸法以外の変形係数

(kPa)

Fig.8(a

)

〜(

C

)

紘,一軸圧縮強 さに関す る補正係数

α

と直径の関係を示 した ものであ る.

ここで,補正係数

α

は,不撹乱試料の標準寸法の供試体 の一軸圧縮強 さを

q。

。として算出 し,図中の

1

点 は,同一条件の供試体 よ り得 られた補正係数

α

の平均値を示 している.普 た,同図において補正係数

α

1.0

よりも小さくなることは,測定値が標準寸法の供試体の 試験結果よりも大 きいことを示 してお り,測定値から標準寸法の一軸圧縮強 さを評価す る場 合には,補正係数を乗ずることにより一軸圧縮強さを低減 しなければならないことを示唆 し ている.

補正係数

α

は,供試体寸法 によらず練返 し試料が不投乱試料 よりも大 き くなってお り,

練返 し試料の試験結果から実地盤の一軸圧縮強さを評価 した場合 には,補正を行わなければ

実地盤の一軸圧縮強 さを過小評価す る可能性のあることがわか る.また,補正係数

α

は,

(8)

050

(I))JO33dJtZ0Ual

J

OU

l・O

o5

(Zこ10}UVJUO

!1Ua1100

1 2 3 4 5 6

D (cm)

1 2 3 4 5 6

D (cm)

o5

(D)JOIUVJuO

!

1UEJOU

0

1 2 3 4 5 6

D (cm)

Fig.8 Relationshipbetweencorrection factor for specimen size in unconmedcompressivestrength and diameter:undisturbed and remouldedsamples.

(g

)hO]U

V

3tJOUalJOU

1.0

050

(g)JO)DdJtJ

03

3aJJPU 0510

(g)JO33qJUOUa.Z18

1 2 3 4 5 6

D (cm)

1 2 3 4 5 6

D (cm)

0 1 2 3 4 5 6 D (°∫n)

Fig.9 Relationship between correction factorforspecimensizeindefom a tionmodulusanddiameter:undis turbedandremouldedsamples.

(9)

極小供試体による一軸圧縮試験結果の経済的評価手法

55

両試料 とも直径及 び

H/D

比の低下 に伴 って減少 してお り,極小供試体 を用いた場合 には, 強度に関す る定数を低減 しなければ標準寸法の供試体の一軸圧縮強 さを過小評価す ることに なろ う.

Table3

は,各寸法条件 において算出した補正係数

α

を とりまとめた ものである.標準寸 法の供試体の一軸圧縮強 さは

,Table3

に示 した補正係数 α を各供試体寸法の試験結果に適 用す ることによって,ある程度評価す ることが可能であると考 えられる.

ここで,不撹乱試料を例 にとると,直径が

1.0cm,H/D

1.0

の供試体を用いた場合 には, 測定値を

28%

程度低減す ることによって,標準寸法 の供試体の一軸圧縮強さをある程度評価 できることがわか る.

次 に,変形係数 に関す る補正係数

β

と直径の関係を

Fig.9(a

)

〜(

C

)

に示す. ここで,補正 係数

βは,不撹乱試料の標準寸法の供試体 の変形係数を (

E

5

)

。として算出 した.また,図 中の

1

点 は,同一条件の供試体 より算出した補正係数

βの平均値を示 している.

補正係数

βは,両試料 とも直径及 びH/D

比 の低下 に伴 って減少 してお り,極小供試体 の試験結果か ら標準寸法の供試体の変形係数を評価す る場合には,補正係数 を乗ず ることに よ り測定値 を低減す る必要のあ ることがわかる. また,補正係数

βは,供試体寸法 によら

ず練返 し試料が不撹乱試料 よりも大 きくなってお り,練返 し試料を用いた場合には,実地盤

Table3.Correctionfactorsforthescaleeffectsontheunconnedcompressive strength

SoilSample Undisturbed Remoulded D(cm) H/D H/D

2.0 1.5 1.0 2.0 1.5 1.0 5.0 1.00 0.89 0.82 1.19 1.07 1.02 3.5 1.00 0.88 0.81 1.17 1.05 1.02 2.0 0.97 0.85 0.77 1.10 0.99 0.89 1.0 0.95 0.81 0.72 1.03 0.88 0.83

( 注) 不波乱試料の標準寸法の一軸圧縮強さを基準値 として算出した.

Table4.Correctionfactorsforthescaleeffectsonthedeformationmodulus SoilSample Undisturbed Remoulded

D(cm) H/D H/D

2.0 1.5 1.0 2.0 1.5 1.0 5.0 1.06 0.88 0.76 1.15 1.06 0.90 3.5 1.00 0.81 0.73 1.13 1.02 0.88 2.0 0.95 0.80 0.70 1.06 0.97 0.83 1.0 0.90 0.78 0.69. 1.03 0.90 0.76

( 注) 不撹乱試料の標準寸法の変形係数を基準値 として算出した.

(10)

の変形係数を過小評価す る可能性があることを示唆 している.

Table4

は,各供試体寸法 における補正係数 β をとりまとめたものである.標準寸法の供 試体 の変形係数は

,Table4

に示 した補正係数 β を各寸法条件 の供試体の試験結果に乗ずる

ことによ り,ある程度評価で きるもの と考えられ る.

ここで,不撹乱試料を例 に とると,直径が

3.5cm,H/D

1.0

の供試体 を用いた場合 には, 測定値を

27%

程度低減す ることによって,標準寸法の供試体の変形係数をある程度評価す る

ことが可能である.

4.

本研究では,不撹乱及 び練返 し海成粘性土を用いて種々の寸法を有す る円柱供試体 に対 し て一軸圧縮試験を行い,試料 の準備方法及び供試体寸法の違いが粘性土の強度 ・変形特性 に 及ぼす影響について検討を行 った.今回の実験により得 られた主要 な結果を列記す ると,以 下の ようになる.

( 1 ) 不撹乱及 び練返 し試料の強度 ・変形特性を比較 ・検討 した結果,有効土かぶ り圧 と同等 の圧密圧力で予備圧密を行 った場合,不按乱試料の含水比 は練返 し試料 よりも

5%

程度高 くなったにもかかわ らず,各寸法条件において一軸圧縮強 さは

15%〜20%

程度,変形係数 は

10%〜20%

程度不撹乱試料が練返 し試料 よりも大 きな値を示す ことが明 らか となった.

(2)

一軸圧縮強 さ及 び変形係数は,試料の準備方法によらず供試体 の直径及 び高さと直径 の 比

(H/D

比)の低下 に伴 って増大す る傾向が認め られた. よって,極小供試体の試験結 果か ら実地盤の強度 ・変形特性 を評価 した場合 には,実地盤 の強度 ・変形特性を過大評価

している可能性がある.

(3)

本試験結果 に基づいて提案 した一軸圧縮強 さと変形係数に関す る補正係数

(α

,β )を 極小供試体の試験結果 に適用す ることによって,標準寸法

(D‑3.5cm,H/D≒2.0)

の 供試体 の一軸圧縮強 さと変形係数をある程度評価す ることが可能 となることを示唆 した.

(4)

粘性土供試体の寸法効果 には試料の生成過程 による違いは認め られず,海成及 び陸成粘 性土 とも同様の傾向を示す ことが明 らか となった.

本研究 を行 うにあた り,広島大学日下部 治教授には有益 なご助言 とご指導をいただ きま した. ここに,記 して感謝の意を表す る次第です.

参 考 文 献

1 ) 土田 孝 :三軸試験による自然粘性土地盤の強度決定法に関する研究,運輸省港湾技術研究所 資料

,No.688,1990

12

月.

199p.

2)

土質工学会編 :土質試験法 [ 第

2

回改訂版]

,1979.

3)

土質工学会編 :土質調査試験結果の解釈と適用例 [ 第

1

回改訂版],土質基礎工学ライブラリー

No.4,pp.208,1984.

4)

吉中龍之進 :岩石質地盤の強度に関する寸法効果,施工技術

,Vol.9,No.8.pp.58‑60

.

1976.

(11)

極小供試体による一軸圧縮試験結果の経済的評価手法

57 5)

亀井健史 ・常田亮 :一軸圧縮強度 ・変形特性 に及 ぼす供試体寸法 の影響 ,土木学会論文集 ,

No.436/rlll16,pp.131‑134,199

1.

6) Graham

,

∫.and

L

i,E.C.C.

:

Comparisonofnaturalandremoldedclay,JoumalofGeotech

nicalEngineering,ASCE,Vol.111,No.7,pp.865‑881,1985.

7)

佐野博昭 ・亀井健史 :試料の準備方法の違いが一面せん断試験結果 に及ぼす影響 ,平成

2

年度 土木学会中部支部研究発表会講演概要集

,pp.304‑305,1991.

8)

中瀬明男 ・亀井健史 :日本近海 における海底沖積粘土地盤の工学的特性,土木学会論文報告集 ,

No.338,pp.217‑224,1983.

参照

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