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土質と地盤定数


土質分類と物理特性
2019.3.8
 土質は、一軸圧縮強度が1.0MPs(1000kN/m2)より小さな第四紀の堆積物をいう。いわゆる、粘土、砂、砂礫、礫、未固結軟岩を指す。
 土木工学分野においては、土の物理的性質とは、JIS規格による土の含水比試験、土粒子の密度試験、粒度試験(ふるい分け、沈降分析)、塑性限界試験、液限界試験による試験値をいう。この物理特性は土の一般的挙動の分類に直結する。すなわち土の工学的分類が行われる。
 例えば、粒度試験で細粒分(径75μm以下の土粒子の粘土及びシルト分の合計含有率)が10%を切ると、地下水位以深の飽和土層では液状化が懸念される。また、含水比が液性限界に近いか以上の場合、その土質は流動化しやすい不安定な土質であることを意味する。

力学的性質(地盤定数)
2019.3.8
 土質は大半が亀裂を持つ岩盤とは異なり、比較的狭い範囲では等方体であるため、不かく乱状態で採取された土質試料の力学的試験で、地盤の力学的特性を代表するとみなされる。
 力学試験には、一軸圧縮試験、圧密試験、一面せん断試験、三軸圧縮試験がある。なお、単位体積重量は物理的特性ではあるが不かく乱試料の供試体作成時に同時に測定可能となる。
 土質地盤の原位置試験には、ボーリング孔でボーリング掘削と一連の作業で行われる標準貫入試験(N値)、PS検層などの物理検層、孔内水平載荷試験(LLTやプレシオメーター)がある。N値によりせん断定数(粘着力C、内部摩擦角φ)、PS検層により弾性波P波速度、S波速度(動ポアソン比、動剛性率、動弾性係数を算出できる)、孔内水平載荷試験により静的な弾性係数(厳密には、加圧応力とひずみが線形関係からずれており、加圧が除荷されてもひずみが残るため変形係数と呼ばれる)が得られる。これらの地盤定数は地盤の支持力、変形量、沈下量、斜面安定性などの評価、推測に使われ、土木構造物の設計・施工に直結する重要なデータとして利用される。
 他に地下水に関して、土質試料による透水係数を求める透水試験、原位置地盤で行う現場透水試験や粘性土地盤で行う間隙水圧測定試験があり、地下水の挙動把握、工事における地下水対策に用いられる。

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