土の締固めに関する研究(第１報): University of the Ryukyus Repository

(1)

Title

土の締固めに関する研究(第１報)

Author(s)

上原, 方成

Citation

琉球大学理工学部紀要. 工学篇 = Bulletin of Science &

Engineering Division, University of the Ryukyus.

Engineering(8): 47-64

Issue Date

1975-01-30

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12000/26274

(2)

琉球大学理工学部記要(工学篇)

土の締固めに関する研究(第

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UEHARA Synopsis

The resultsof experimental studieson the compaction of localsoils are reported inthis paper. Threetypes of compacting apparatus; Dynamic (Proctor orJIS type)， Kneading (Harvard min. type) and Static (cornpressiveloading type) ones， areused toinvestigatetheirdifferences ofcompacting effectson the four soilswhich are the representativesoilson Okimawa island.

Threeor four different shapes of compaction curve; typical1-peak type， 2-peak type， 1ーをpeak type and

t

-1 peak type， areresulted from each apparatus. JIS type orKneadingtype has three shappes and Statictype has four shapes of ιurve forthosefour soils. Also， there aretwo ~ three differenttypes ofthe compaction curve ineach soil by rneans of those three compacting apparatus.

Factorsinfluencingon the test resultsare widely known and in this study， especial1y， the sizedistribution， mineral composition and compacting apparatus are correlated to the compaction effects.

Further， laboratory cone penetration tests areperformed into the compacted soils by JIS type apparatus to investigate the engineering chalacteristicsor the structures of those improved soils. 47 I まえがきニ￨ニの締固めについては，従来，いろんな問題提起がなされており，特にその「材料」としての利用ということから，土質工学の分野でも，経験的i'J:立場に立ったものとして，理論的な検討は，なかなかに困難なものがあった。 1933年に R.R. Proctorが論文を発表してから，工学的な研究対象として取扱われるようになったもの)..締li'llめ子法，方法，締固まり機構や現場締固め工法との関連など，締閲めがより必須的な土木工事であるだけに，数多くの研究報告がなされ今日 fr.至っている。室内試験の締固め手法についてみても，いわゆる，突き固め試験が標準となって採用され受付け:1974年4月30日 *琉球大学現工学部土木工学科ているが，突き固めによる土の締固まり機構およびその特性や現場におけるロ{ラ{締固め等とのむすびつきについては，まだまだ未解決の問題が多い。これは，締固め試験結果に影響を及ぼす因子として，二七の種類・性状はもちろんのこと，試料の準備のしかた，モールドの形状寸法，締固め方法，体積および含水比計測のしかたなど種々あげられ，一方，締固まりメカニズムを知るための，締固められた土の構造判定l乙関する諸研究が，なお今日的問題点であることから，当然のことであろう。本研究では，締固め方法の中で，締固め手段(装置)による土の締固め特性を調べ，それぞれの土の種類による影響と締固まりメカニズムの検討を目的として，沖縄の代表的な4種の“土"について，動的(JIS突き固め方式).半動的 (Harvard kneading type)および静的(圧縮方式)締固め試験

(3)

48 上原.土の締固めに関する研究 (第1報) を実施した。また， ]IS方式により締固めた土については，室内コ {ン震入試験を行ない，その締固め効果および様f習についての検討を試みた。なお，本報文は，第27回年次学術講演会 (昭和47年)に一部発表したものと，第四四年次学術講演会(昭和49年)発表予定のものに追加しまとめたものである。群 (泥岩，砂岩)や~Jjl羽呆層，読谷石灰岩を母岩 (コーラル)とする土と中北部地戚の，古生代，中世代の与那嶺，本部，名談および嘉陽の各層や洪積世国頭レキ周を母岩とする土が主としてあげられる。今回，試料として採用したものは，路盤材として広く使用されているコ{ラル，俗祢クチャと呼ばれている島尻厨泥岩土(堅硬な土塊を人為的に粉砕したもの)，俗祢ニ {ピと呼ばれる島尻厨砂岩土 (弱固結軟岩質で気乾による粉砕)および俗祢国頭マ{ヂと広く呼ばれている石川市以北の国頭レキ周土の4fil)であり，実験室le大量搬入して気乾状態になるまで放iむしたものを使用した。試料土の生成，物理的性質，粒度組成については，表1， 2および図-11乙示すとうりである。

E 試料土および試験方法

1. 試料土沖縄本島の地質事情から，土の種類は，河川・海岸における沖積性堆積物もふくめて，多くあるが，分布および盆，これまでの建設工事対象頒度からみて，中南部地域の，新第三紀中新世，第四紀洪積世の島尻層表-1 試料土の生成地質 (母岩) 分布 (採取地) 新第三紀中新世鮮新世沖純市，具志川市東部以南島尻周泥岩土 (島尻層群泥岩・帯緑帯 (浦添市ノてイパス工事現青色・過圧密硬質粘土) 場) 同上島尻庖砂岩土 (島尻周群砂岩-帯緑灰同上茶褐色・細粒砂岩) 第四紀洪積世(読谷石灰岩本部町浜元一浦崎，読谷，コーラ Jレ :多孔質，透水性，白色・糸満市一東風平村一具志頭サンゴ片多) 村接地(読谷村楚辺) 間上石川市以北東西海岸段丘国頭レキ厨土 (国頭レキ周・残存段丘上の泥質，砂，レキ堆積物) (石川町北郊外)

(4)

琉球大学理工学部紀要 (工学総) 表-2 試料土の物理諸量及粒度組成

L

入

比霊液性限界塑性限界収縮限界 2棚以下

I

5m1J以下 (%) (%) (%) ぬ尻厨泥岩土 2.722 2.767 59.60 29.63 22.51 山尻厨砂岩土 2，740 2.743 (23.18) N.P. 22.81 コ { ラル 2.698 2.726 (21.76) N.P 20.29 国頭レキ周土 2，676 2，704 36.39 30.99 30.43 ¥ 寸刻泥岩土￨砂岩土￨コーラル￨レキ厨土 2 mm

I

5 mm

I

2 mm

I

5棚砂・レキ分 ₃₂_.₀ ₅₁_.₀ ₆₅_.₀ ₇₂_.₀ ₁₇_.₀ ₁₆_.₀ 5.0~0.074 シルト分 ₄₈_.₀ ₃₉_.₀ ₂₇_.₀ ₂₁ .5 35.0 35.0 0.074~0.005 粘土分 ₂₀_.₀ ₁₀_.₀ ₈_.₀ ₆_._{5 4}₈_.₀ ₄₉_.₀

<

0.005棚一有一一括径 ₀_.₀₀₁₅ ₀_.₀₀₂ ₀_.₀₀₅ ₀_.₀₁₁ ₀_.₀₁₃₀_.₀₀₃₁₀_.₀₀₃₅ mm 100 90 80 70 次 60 3 5 0

5

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0

王寺 30 20 10 均等係数 34.0 800 20.0 40.0 59.2 58.0 65.7 分旧三角座標粘土質ローム砂、質ローム砂質ロ {ムロ { ム日 _三 _角 _{細粒土} _F _砂質土_{S M} _{砂質土}_SM _{細粒} _土 _F 本類統 _ソ性図 _粘 _土 _CH _(ML) _(ML) _シ_ノ_レ_ト_{M L} 注:液性限界; ( )内の値は試験困難によってお〉よその値。粒度組成;コ {ラノレ搬入 (実用)試料の最大粒径は約50棚，レキ以上 63%.砂分20%. 細粒分 17%一-分類レキ質土 (GF) 11

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r 0.001 0.002 0.005 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 粒径("，，) 0.5 1.0 2.0 Fig.ー1 Grain Size Distributions

ζ7

5.0 49

(5)

50 上原:土の締固めに関する研究(第1報) 2. 締固め試験方法試料土は，5棚フルイを通過したもので，気乾状態 (初期含水比段低，乾燥法)から締固め，くり返し法および非くり返し法ともに実施した。締固め方式は，写真1および表-3のとおりである。試験方法は，動的方式が JISA1210-1969(土質工学会)の第1方法 (1・1法)1)I乙準拠し，半動的方式が，S. D. Wilson2) によって提案された方法に準拠した。静的締固め試験竹刀明 2 ま線引耳目詰侃料段位 ) 噌_h u ( (c) Picture 1 Compacrion Apparatus; (a)JIS， (b)Harvard， (c)Static 表-3 締固め方式

_

1

モ { ノレド

l

仕事 2.5kg 動的荷重 (衝専力) 内径 10C1ll

J

1 S方式 3周 25回内径 5C111 2 ton 静的荷重 (圧密圧縮力 ) 手動ヅヤッキ高さ 13.9C111 1庖1分間内径 3.36C111 20 Ibs Harvard 半動的荷重 (スプリング圧) 高さ 7.14C111 3周 25回 mln. type

(6)

琉球大学理工学部紀要 (工学篤) 51

20 7午水i七(%)

Fig.ー2a Compaction Curve， ShimajiriClay (]IS)

は，室内

CBR

誠荷装置を利用し，内径5C11I，高き 17.8c閣のBS細粒土用二つ割れモ-レ}ドK，所定の重量の試料をモールド上端まで適当に充摂して，上端からのみプランヲヤ{をおしこみ，手動ヲャツキによって，最高 2.0tonfr.逮せしめ，そのま'>1分間保持する要領で締固めた。あとモ-}レド内での供試体の高さを計測して，湿潤密度の算定に用いた。 3. コーン貫入試験方法 ]ISA 1210(1・1法)によって締固めた供試体(気乾状餓から含水比 1~2% 間隔でふやした)を即座 l ζ，先端角 300_，_{円錐底面積} ₆_.₄₅_{C11lのコーンを}_， 1 C11IJsecの速さで貫入し，5 C11I貫入深さまでの最大貿入抵抗値を求めた。同時

K

，含水比および乾燥密度をも求めて対比した。

E

試験の結果および検討 1. 締固め試験について 1) 動的 (]IS) ，半動的 (Harvard)，および静 il~I'U. JlS JIー〈リi延し 1.55 「号

、

国 . _ ， 1.50

1

世話邸星誕誕~ j .45 1.41 戸 d 10 15 i泥岩土 JIS くり返し 1.55 吉、、回 ~ 1.50 当き己毒昔話主 1.45 F h d l A 旬

、ム

Picture 2 Cone Penetration Apparatus

的 (Static)締固め方式による，4試料土について

の，くり返し，非くり返し試験の結果は，図ー2，3，

4， 5および表-41乙示しである。

25 30 35

(7)

上原:土の締固めに関する研究(第1報) 1.50 1尼岩土 Hvd. ~I，くり返し

言

1.45 、、、 bC 当

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1.40 毛主主記 1.35 52 35 20 含水比(%)

Compaction Curve， Shimajiri Clay， (Harvard) 30 25 15 1.31

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1.5 j尼岩土 Hvd くりJsし ~ 1.45 宮、、 bO 生活 {唱1.40 議金記

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ちま 35 20 合7l<比 (%)

Compaction Curve， Shimajiri Clay， (Harvard) 30 25 15 10 1.35 R d 唱止 η δ

•

守﹃ l 品 Fig.-2b〆 1. 75 ~ 1.70 吉、、 bO 4是正街 1 .65 重量主主

。

1尼岩土 static 非くり返し 30 15 含水比(%)

Compaction CUl:ve， ShimajiriClay (Static)

25 20 10 5 Fig.ー2c 1.55

(8)

5

3

琉球大学理工学部紀要(工学篇) 1尼岩土 static くり返し 1.75 ~ 1.70 ち、、 bD 悩事担 1.65 重量話

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30 20 15 10 5 1.55 合水上じ(%)

Compaction Curve

，

Shimajiri Clay (Static)

ー_レ土返岩 S り砂瓦︿， hd

勾

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噌1 ム ~ 1.70 吉、、 bD 巡嗣 1.65 重量誕 Fig.-2c' 25 20 20 10 15 含水比 (%) 1.55 1.70 砂岩土 JIS 'C' PI!三くり返し ~ 1.65 bD 生当記喜 1.60

Compaction Curve， Shimajiri Sandy Soil (JIS) Fig.-3a

(9)

54 上原:土の締固めに関する研究(箆 1報) 1.65 E 1量制 1.60 悌業主t 砂岩土 Hvd. くり返し 1.50 15 20 含水比(%) 25 ? レ土晴岩也︿砂札 m 非 5 0 6 6 ( E ¥ 国 ) 組側、殺説 n v A U E U I 20 15 含水比(%)

Fig.-3b Compaction Curve

，

Shimajiri Sandy Soil (Harvard)

20

10 15 20 含水比(%)

Fig.-3c Compaction Curve， ShimaJiri

Sandy Soil (Static) 10 25 l L 土返 E J 弘司、 c d

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' I ド t J 4 3 0 5 0 8 7 7 ( E ¥ 3 M m 髄輩説 20 1.80 ~ Iレキ府土 l ! I JIS

、

1<リ返し } 封1.75 悔輩桜 1.70 1.65

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10 15 宮水比(%)

Fig. -4a Compaction Curve， Kunigami

(10)

55 琉球大学理工学部紀要(工学篇) 1.85 :;;- 1コーフル ...!:! I JIS ~ 1くりit6l 組1.80 棋譜説 1.75

。

7 1 レキ!日土 Hvd ~ 1 (1)返し云1.70

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位，~ 5 165 20 ).85 コーラル JIS 非〈リ返し百1.80 1通量当

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A 10 15 含水比(%) n u A U F h v

-1.75 E ¥ ~ 1.7 当抱強 ili'1.6 20 Compaction :Curve. Corals 01S) 10 15 背水比(%) Fig.ー5a 10 15 含水比(%)

Compaction Curve

，

Kunigami Gravelly Soil (Harvard) 20 n υ A U 6

•

1 Fig.-4b 20 10 15 含水比(%) 1.8 1.80 1.6 1ι E ~ 1.7 当髄諸説 1.7 レキliH. statlC 〈リ返し 20 10 15 合水比九 ) 1.95 1レキ肘上 . ... Istalic 主，，1-<リ返し ~ I叩当駐軍E j;j.1.85 zα1 ハ υ 0 m l M N M 別邸 ( 草、 } 制 -4 ‘ # 聖誕 Compaction Curve， Corals. (Harvard) Fig-5b 20

Compaction Curve. Kunigami Gravelly Soil (Static)

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(11)

上原:土の締固めに関する研究(第1報) 20 1.90 コーラJレ static - I (リ返し里J.邸凶生当榔書1.80

。

1.90 コーラル static - I非〈り返し言1.85 生当期主1.80 ￨コーラル￨

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Hvd 非くり返し ¥ ¥ 一L ¥ ¥、ー--，

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ム t 1.85 1目80 吾、 1.75 組御霊量書記 1.70 56 1.65 20 10 15 含水比(%) 5 1.60

。

20 CompactionCurve

，

Cora1s

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(Static) A U ' 3 7 1 Fig.-5c Compaction Curve

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Cora1s

，

(Harvard) Fig.ー5b' 締固め手段による各試料土の締固め効果締国めくり返し非くり返し試料最度大(乾

g

J

燥CI4密

5 I

最比適合(%水) 最度大(乾g燥/C14密

5 I

最比適合(%水) 手段泥岩土 1.544 23.4 1.533 25.0 ]IS 砂岩土 1.740 14.5 1.686 16.4 (3層25回) _国頭_レキ_層土 ₁_.₈₂₀ ₁₄_.₁ ₁_.₇₉₈ ₁₄_.₅ コーラル 1.868 14.2 1.813 15.8 泥制E 土 1.489 27.4 1.486 28.0 Harvard _砂 _岩 _土 1.675 17.2 1.662 17.1 (201b3層25回) _国頭_レキ_層土 ₁_.₇₆₈ ₁₇_.₀ ₁_.₇₂₆ ₁₇_.₇ コ { ラ Jレ 1.851 13.7 1.810 15.1 泥岩土 1.751 17.7 1.732 18.1 Static 砂岩土 1.759 17.8 ，1.752 18.0 (2ton1分) _国頭_レキ_層土 ₁_.₉₇₇ ₁₃_.₂ ₁_.₉₃₈ ₁₄_.₀ コーラル 1.879 13.7 1.876 14.4 表- 4

(12)

琉球大学理工学部紀要(工学篇) 57 2) これらの図から，周一締固め方式による同一試料土についての，くり返し，非くり返し試験の締固め曲線は，ほ'>類似していることがわかり，一般にいわれているように，くり返しテストの結果が非くり返しテストK比して，最大乾燥密度やh増，最適合水比や h減という傾向を示している。 3) 各締固め方式による同一試料土の締固め曲線を対比してみたのが，図6. 7. 8. 9および表ー5である。これらの図から，動的と半動的両締固め方式による締固め曲線は，国頭レキ層土lζ関する問題を除いて，類似しており，静的方式による場合と大きなちがいがあることがわかる。また，締固め方式が，土の締固まりかたに3).かなりの影響をもつことが，土の種類によっては明瞭であるが，最大乾燥密度は，何れ 75 1.7 _¥ 泥岩土 S

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1.3 10 Fig.-6 15 20 25 30 吉水比(%) Differencesby Compaction Methods (Shimajiri Clay)

¥

¥ ¥ 35 1.80 Fig.一7 2.00 1.95 1.90 1.85 吉、、 bO 悩 1.80 悌重量誕 1.75 ) .1.70 g 5 10 15 含水比(%) 20

Differences by Compaction Methods

(Shimajiri Sandy Soil) レキ層土ーくり返し一非くり返し

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1.60 Fig.-8 5 10 15 含水比(%) 20 Differences by Compaction Methods (Kunigami Gravelly Soil) 25

(13)

58 上原:土の締固めに関する研究(第1報) 1.90 1.85 1.60

。

コーラノレーくり返し一非くり返し 5 10 15 含水比 (%) Fig.-9 Differences by Compaction Methods (Corals) ¥ 20 2. 1.9 1.9 1.8 を基調."

3

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6 1.6叫 1.5 1.5 0:くりi且L x: "，<リ返し JIS 3 F25回2.5kg Hvd. 3戸25回201bs. static 2 ton 1分 IUj 乎

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JIS statlc Fig.ー10 Compaction Results 表-5 土の種類による各締固め方式の比較くり返し非くり返し試料締固め手段最度大(乾g;燥d密

5 I

最適合水(%比) (g ;aA)

I

(

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)

JIS 1.544 23.4 1.533 25.0 泥岩土 Hvd. 1.489 27.4 1.486 28.0 Static 1. 751 17.7 1.732 18.0 JIS 1.740 14.5 1.686 16.4 砂岩土 Hvd. 1.675 17.2 1.662 17.1 Static 1.759 17.8 1.752 18.1 JIS 1.820 14.1 1.798 14.5 国頭レキ層土 Hvd. 1.768 17.0 1.726 17.7 Static 1.977 13.2 1.938 14.0 JIS 1.868 14.2 1.813 15.8 コーラル Hvd. 1.851 13.7 1.810 15.1 Static 1.879 13.7 1.876 14.4

(14)

琉球大学理工学部紀要(工学籍) 59

も，飽和度8Q~叩%で得られていることがわかる。さ形の締固め曲線を示す。これは，大平ら7)の提示しらIL，図-10から，三方式における最大乾燥密度IL，た危険含水比 (Wcr.)，最小乾燥密度 (rmin.) が出

大きなちがいのでる土(細粒土Fである泥岩土および現して，かっ"steepであることに注目すべきものが国頭レキ層土)と，大きなちがいのでない土(コ{ラある。静的方式によると，その形状特性はまずまず明ルおよび砂岩土)とがあることがわかり，土の種類確になっており，レキ質土の特性と考えられる。まと性状IL関係があるといえる。全般的 IL，今回採用した，コーラルの鉱物組成は，約99%が CaCOaであた方式の締固めエネルギーまたは圧力IL関しては，る点，他の粘土鉱物等を含む三試料土とは別に考える Static方式， JIS方式， Harvard方式のj噴IL，大き必要がめる。い最大乾燥密度を与えている。こhで，各試料土につ 4) 同一締固め方式における土の種類による締固めいて，検討をつけ加えると，およそ次のようなことが曲線のちがいを比較したのが，図11，12， 13である。いえる。これに関連して， Peter Y. Lee4)らが，動とれらの図から，動的，半動的の両方式による場合，的方式による多くの土の締固め曲線については，多様コ{ラ)1/，国頭レキ層土，砂岩土の順11::，最大乾燥密な形があるとして，大きく 4つに類型化を試みている度は大きし泥岩土のそれとはかけはなれている。しので，それらの呼称(“"で表示)を使って以下述ぺかし，静的方式による場合，粘土質土の泥岩土の最大ることにする。乾燥密度は，砂岩土のそれと近接していることが注目泥岩土;動的と半動的両方式による締固め曲線は類され，コ{ラルと国頭レキ層土の立場が入れかわって似していて，二つの極大値"2-peak type"を有レ，いる点， irregularityがみられる。動的または静的締

低含水比の飽和度30~40% で第 1 のピークがあらわれ固め方式において，砂岩土とレキ層土がそれぞれ近似ている。この形状は，板状コロイド粒子を多く含む土の曲線を与え，半動的方式の場合，コーラルと国頭レ 11::多いとされている。5)一方，静的方式による場合キ屑土が類似の曲線(告-1 peak type) を示していは，典型的な“1-peak type"となっており，かつ，最大乾燥密度は，前二者によるよりはずっと大きい。 "2 -peak type"については， R. E.Olson5)が，細粒分の多い粘土質士の場合適用される有効応力理論でもって説明しているが，臨床的例示がなく不完全である。砂岩土;動的，半動的方式による締固め曲線は，典型的な "1-peak type" であるが，最適合水比より乾燥側では，やhゆるいカーブをえがいている。静的方。式によれば，飽和度40~50% で第 1 の低いピ{クが現われ，続いて，乾燥密度の増大がみられるが，それは，ある含水比以上11::増えても増減がないケ{スであり，その時点を最適合水比一最大乾密度として考える。この形状は "1ー告 peaktype" といえよう。国頭レキレ層土;動的方式では，砂岩土と類似した典型的な締固め曲線が得られるが，半動的方式によると， u告 -1 peak type"注}が得られ，特異なカーブである。これについて Lambeめは Bulking説をとっている。静的方式によれば，砂岩土におけるそれと似たカーブ“1ー告 peaktype"を示すが，勾配はこちらが急である。コ{ラル;!動的，半動的方式によれば，国頭レキ層土の半動的によるそれと類似していて，大きく上11::凹注)1一告 peaktype と告ー 1 peak type とは筆者が図形から意識的11::区別した。 1.4

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(15)

60 上原・土の締固めに関する研究(第1報) 1.8

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当選1.6 詳 1.5 1.5【 1.45 1.4 5 10 15 20 含水比(%) 25 ることなど，締固まり機構を考えるのに困難な問題をもってし、る。 5) 動的締固め方式(JIS1・1法)11:対する今回採用した静的および半動的方式の締固めエネルギ{または圧力を変えて比較してみると， JIS rdmax IL相当するrdを得るために，Staticの紙荷圧は泥岩で 0.4ton，砂岩土で 1.0ton，コ{ラル 0.83ton，国頭レキ層土で0.7tonという値を得たが，粘土分の多い国頭レキ厨土，泥岩土では，低圧力で JIS相当値が得られる。一方， JIS方式と Harvard方式との比較試験については，コーラルにおいては，両者とも3 眉25回でほY同値を得られたが，他においては， Harvard方式の突き固め回数の増による乾燥密度の増は，さほど期待できず，厨数の噌や突き固め回数の増は，その作業上11:問題があるように思われる。 6) なお，これらの締固め各方式および各試料土について，締固め特性と粒度組成とを関連づけて，赤井8)の報告にならってプロットしてみると，図-14のようになり，均等係数が小さくとも，また，大きすぎ 2 static

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Fig.-14 Relation between Uniformity Coeffivientand Maximum Dry Density

(16)

琉球大学理工学部紀要(工学篤) 61 ても，最大乾燥密度は低くなる傾向11:あることがわかる。た山本実験では， 4試料土とも最大粒径5棚としていること，泥岩土については，土塊の粉砕のしかたによって粒度分布が変動しうること，および，砂岩土の自然状態最大粒径は2酬以下であることなど，考慮ζ入れる必要がある。またl ，最大乾燥密度と最適合水比との関係を，酒井・佐藤9)や森9)または赤井8) や箭内・風間10)の報告と比較してみると，図-15のようになり，各締固め方式によって多少のちがいはあっても，了承しうる関係にあることがわかった。 1"".、，.-，

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0.55 0.50 10 15 20 25 設大乾燥密度と最適合水比との関係 (くり返し，非くり返し) Fig.ー15Covrelationbetween OptimumM oisture

Content and maximum Dry Density

2. コーン貫入試験について 1) ]IS締固め土についての室内

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動式コーン貫入試験の結果は，表-611:示すとうりであり，それぞれの土について，合水比一最大貫入抵抗値とその時の締固め曲線とを対比させたのが，図-16，17， 18， 19である。これらから，砂岩土および国頭レキ厨土は，~まちJ 類似の曲線をえがき，乾燥密度ーセン断強きの原則的なことがらが成立している。しかし，泥岩土では，締固め曲線の第一のピークの位ちにおいて，最大賞入批抗表-6 ]IS締固め土コーン貰入試験結果

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0.15 0.10 2 4 6 8 10121416 1820 22 24 26 28 合水比 (%) 泥岩土:コ{ン貫入抵抗一含水比一乾燥密度 (JIS非くり返)

Fig.ー16 Cone Penetration TestResults

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l 砂岩土・コ{ン抵抗ー含水比一乾燥密度 (JIS非くり返) 6 8 10 12 14 1618 20 ;'>，水比(00) Cone Penetration Test Results (ShimaJiriSandy Soils) Fig.-17 コ{ラル:コ{ン質入抵抗一合水比一乾燥密度 (JIS非くり返し) Cone Penetration Test Results (Corals) Fig.-19 1.85 1.75 I.RO 1.70

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Fig.ー20Relation between Maximum Penetration

Resistance and Dry Density

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Cone PenetrationTest Results (Kunigami GravellySoils) Fig.-18 0.20 0.15 値が得られ，いわゆる最大乾燥密度に対する最適合水比よりかなり低い含水比で与えられる。これは，筆者の別の研究11)による一軸圧縮強度判定結果と dry sideであるという点で同様であるが，今回のは，より低含水比側11:寄っていることで，泥岩土の締固め特性としてとらえている。さらに，コーラJレについては，締固め曲線における，いわゆる危険含水比または最小乾燥密度において，最大の貫入抵抗値が現われている

(18)

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占 ~ 、。。点注目しなければなら江い。これについても，筆者の他の研究11)で，一軸圧縮強度との対比で得た結果とは異なっていることがわかった。これらのことは，一軸圧縮試験とコーン貫入試験における破壊のメカニズムの相違，また，締固められた土の構造の判定のしかたとの関連などで，今後の課題である。なお，松尾・ 70 60 50 ︽け v n H U A H V A 釦 1 q J q L EU¥M4) 宍窓例入 ln 10

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₁_.₄₀ ₁_.₄₅ ₁_.₅₀ ₁_.₅₅ ₁_.₆₀ 1:!L.t~~ 持ii!t (g/<附) 1.65 1.70 1.75 宋ら 12)は，砂質土について，乾燥密度一合水比曲線とコーン貫入量一含水比曲線とを対比させて論じているが，本件とは異なった結果となっているので，今後の問題としたい。 2) コ{ン貫入抵抗値と乾燥密度との関係で総括してみると，図ー20のようになり，砂岩土が原則からは Fig.ー21 Correlation between Cone lndex and Dry Density ずれて異なっている点を検討する必要がある。また， E.A. Nowatzkilら13)の報告によれば，コ {ン先端角による qc-rd曲線について，図-21の実線のような関係があるとされているが，人為粉砕のコーラノレや泥岩土の締固め状態では，そのような関係は認めがたく，砂岩土と国頭レキ周土については，点線で示すような関係が考えられる。これらのことも，締固められた土の性質を考えるうえで，今後とも研究しなければならないものであろう。 l V あとがき土の締固め試験結果1(:影響をおよlます諸々の因子についての総括的な報告14)が，10余年も前に出され，その後も，これらについての研究報告は多い。また，前述の各文献などでは，Proctor以来の締固め理論についての試みも紹介されているが，未

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種々の問題点が残され，完全なものではない。一方，締固められた土の構造と工学的性質と関連させた!研究が，Lambe. Mitchell. Seedらによって行なわれ，本邦でも，包子顕微鋭などの最新テクニックを駆使しての取組みが，京大松尾新一郎教授らによって行なわれている。本研究も，これらの諸問題の基礎的研究に加わるべく着手されたが，今後の数多くの臨床的な研究が必要である。今回は，若手の事象をとらえたが，締固め曲線の irregularityや compactionmechanismおよび compactedsoilstructureなど，土の粒度組成，鉱物組成，コンシステンシーや締固め方式と，複雑に関係していることがわかった。最後に，本研究について，卒業研究として協力してくれた本学科卒業生(昭 48・3)上原真造，金城保，宮城孝の諸君に謝意を表します。

(19)

64 上原:土の締固めに関する研究(第1報)

重量考文献

1) 土質工学会土質試験法 (第1回改訂版)

2) S.D. Wilson

Suggested Method ofTest forMoisture

-Density Relationson Soil using Harvard Compaction Apparatus. Procedures for Testing Soils. A. S. T. M. 1964 3) R.N. Yong. B. P. Warkentin Introduction to SoilBehavior.p.p. 115"'117 (1966) 4) P. Y. Lee. R.J.Suedkamp CharacteristicsoflrregularlyShaped Com-paction Curvesof Soils. Highway Research Record N o. 381. p. p. 1"'9. 1972 5) R.E. Olson Effective Stress Theory of Soil Compact

-ion.Jour.SMFE. Proc. ASCE 89 (SM2). p. p. 27"'45. 1963 6) T. W. Lamle. R. V. Whitman Soil mechanics. p. p. 514"'520. 1969 7) 大平，小山宝永火山際の突き固め特性について，p. p. 8・1---8-2第20回土木学会年次学術講演会，昭40 8) 赤井浩一土の粒度配合による締固め特性の変化，土と法礎 vol.5-5 p. p. 19"'22. 1975 9) 酒井，佐藤土の最大乾燥密度および最適合水比の簡略決定法 1(，関する一試み，土と基礎 vol. 5-2 p. p. 30"'33. 1957 森満雄土の最大乾燥密度と最適合水比について，土と基礎vol.10-9 p.p.12...16.1962 10) 箭内，風間土の締固めにおける水分の働きについて，土と法礎 vol.18-3 p. p. 21"'28. 1970 11) 上原万成路盤の安定処理工法に関する基礎的研究(JI)

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純産コ{ラルリーフロックその1-琉球大学理工学部紀要工学r.il第3号 p.p. 61"'90. 1970路盤の安定処理工法 IL関する基礎的研究 (][)一向尻周泥岩土その1一向上工学籍第4号 p.p.63--88. 1971 12) 松尾，宋，中村締固め試験値とコーン貫入試験値の相関性K関する構造的研究，第26回土木学会年次学術講演会 ][4Q5"'306.問46 13) E. A. Novatzki. L. L. Krafiath

Effect of Cone Angle on Penetration Re-sistance， H. R.R. N o. 405， p. p. 51"'50， 1972

14) Highavay Research Board

FactorsInfluencingCompaction Test Re-sultsBul.l319

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1962