(57)【要約】【課題】盛土に利用しようとする土が、盛土材として適しているか否かを事前に且つ正確に判断できる盛土材の評価方法、及び工費を低減できる盛土材の改良方法を提供することを技術的課題とする。【解決手段】盛土材として利用すべき土のサンプルを採取してその細粒分含有率Ｆｃを測定し、測定した複数種類の細粒分含有率Ｆｃのそれぞれについて含水比Ｗを変えて、複数種類の含水比Ｗにおける土の強度ｑｃを測定し（ステップ１〜３）、測定した含水比Ｗと強度ｑｃとの関係に基づいて、土の締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比Ｗｑｃを求める（ステップ４，５）。次に、上記土の細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗを測定し（ステップ６）、これをサンプルの細粒分含有率Ｆｃ及びその締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比Ｗｑｃと比較して、土が盛土材として適正か否かを判断する（ステップ７）。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
盛土材として利用すべき土から採取したサンプルの細粒分含有率を測定し、
前記複数種類の細粒分含有率のそれぞれについて含水比を変えて、複数種類の含水比における前記土の強度を測定し、
前記サンプルにおける含水比と強度との関係に基づいて、前記土の締固め作業に必要な強度に対応する含水比を求め、
前記土の細粒分含有率及び含水比を測定して、前記サンプルの細粒分含有率及び前記土の締固め作業に必要な強度に対応する含水比と比較することにより、前記土が盛土材として適正か否かを判断することを特徴とする多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法。
【請求項２】
盛土材として利用すべき土から採取したサンプルの細粒分含有率を測定し、
前記測定した複数種類の細粒分含有率のそれぞれについて締固め曲線を作成し、
前記締固め曲線における最大乾燥密度の略９０％の乾燥密度に対応する含水比を求め、
前記土の細粒分含有率及び含水比を測定して、前記サンプルの細粒分含有率及び前記最大乾燥密度の略９０％の乾燥密度に対応する含水比と比較し、
前記最大乾燥度の略９０％の乾燥密度において前記土の強度が急増することを利用して、前記土が盛土材として適正か否かを判断することを特徴とする多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法。
【請求項３】
前記土の複数種類の期間における含水比低下量を測定し、
請求項１から３のいずれかに記載の多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法によって盛土材に適していないと判断された土の含水比を、前記含水比低下量に基づいて下げることを特徴とする盛土材の改良方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法及び改良方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浚渫土のように高含水比で軟弱な土を盛土材として利用する場合は、作業者の感覚によって盛土材として適しているか否かを判断し、適していないと判断した場合には、固化材を添加して固化処理を行ってから盛土材として使用するのが普通であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、盛土材に利用しようとする土が、盛土材として適しているか否かを明確に判断する基準がないため、場合によっては盛土材として適している土に固化処理を施してしまい、無駄な費用をかけることがあった。
【０００４】
また、盛土材として適していないと判断された土は、固化処理を行っている場合が多く、工費が高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、盛土に利用しようとする土が、盛土材として適しているか否かを事前に且つ正確に判断できる盛土材の評価方法、及び工費を低減できる多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法及び改良方法を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法及び改良方法であり、上記技術的課題を解決するため以下のように構成されている。
【０００７】
すなわち、本発明は、盛土材として利用すべき土から採取したサンプルの細粒分含有率を測定し、前記複数種類の細粒分含有率のそれぞれについて含水比を変えて、複数種類の含水比における前記土の強度を測定し、前記サンプルにおける含水比と強度との関係に基づいて、前記土の締固め作業に必要な強度に対応する含水比を求め、前記土の細粒分含有率及び含水比を測定して、前記サンプルの細粒分含有率及び前記土の締固め作業に必要な強度に対応する含水比と比較することにより、前記土が盛土材として適正か否かを判断することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、予め土のサンプルにおけるデータを採取し、実際に測定した土のデータと比較するだけで、対象とする土が盛土材として適しているか否かを事前に且つ正確に判断できるので、盛土材として適している土に固化処理を施すような無駄を省くことができる。
【０００９】
また、本発明は、盛土材として利用すべき土から採取したサンプルの細粒分含有率を測定し、前記測定した複数種類の細粒分含有率のそれぞれについて締固め曲線を作成し、前記締固め曲線における最大乾燥密度の略９０％の乾燥密度に対応する含水比を求め、前記土の細粒分含有率及び含水比を測定して、前記サンプルの細粒分含有率及び前記最大乾燥密度の略９０％の乾燥密度に対応する含水比と比較し、前記最大乾燥度の略９０％の乾燥密度において前記土の強度が急増することを利用して、前記土が盛土材として適正か否かを判断することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、サンプルの強度を測定する必要がないので、作業が容易になる。
【００１１】
また、本発明は、前記土の複数種類の期間における含水比低下量を測定し、上記盛土材の評価方法によって盛土材に適していないと判断された土の含水比を、前記含水比低下量に基づいて下げることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、盛土材として適していないと判断された土の含水比を下げるだけで、固化材を添加して固化処理をすることなく盛土材として適したものに改良できるので、労力及び工費を大幅に低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法及び改良方法の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
本発明に係る第１実施形態の多種多様な土を盛土材として適用する時の事前評価方法は、図１のフローチャートに示すように、先ず盛土材として利用すべき土について、複数カ所からサンプルを採取し、その細粒分含有率Ｆｃ（％）、及び含水比Ｗ（％）を測定する（ステップ１）。
【００１４】
次に、各サンプルの細粒分含有率Ｆｃにおける土の締固め曲線を試験により求める（ステップ２）。土の締固め曲線については後述する。次に、複数種類の細粒分含有率Ｆｃについて、その含水比Ｗを複数種類に変えて、各含水比Ｗにおける土の強度ｑｃ（ｋＮ／ｍ２）を測定する（ステップ３）。このときには、締固め曲線によって得られた最高乾燥密度ρｄに対応する含水比Ｗより高含水比Ｗ側について強度ｑｃを測定する。
【００１５】
次に、上記で測定した含水比Ｗと強度ｑｃとの関係から、含水比Ｗと強度ｑｃとの一般的な関係を求める（ステップ４）。次に、この含水比Ｗと強度ｑｃとの一般的な関係から、土の締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比Ｗｑｃを求める（ステップ５）。
【００１６】
なお、土の締固め作業に必要な強度ｑｃは、土の種類、締固め作業に使用する重機などによって変化するので、条件に応じて適宜設定する。
【００１７】
次に、上記土の細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗとを測定する（ステップ６）。次に、この土の細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗとを、ステップ１〜５で求めたサンプルの細粒分含有率Ｆｃと、その締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比Ｗｑｃと比較して、この土が盛土材として適しているか否かを判断する（ステップ７）。
【００１８】
次に、上記各ステップにおける処理内容について説明する。ステップ１における細粒分含有率Ｆｃとは、土に含まれている成分のうち、粒径が７５μｍ未満の細粒分の含有率をいう。
【００１９】
この細粒分含有率Ｆｃは、日本工業規格「土の細粒分含有率試験方法」（ＪＩＳ　Ａ１２２３）に基づいて測定する。なお、この規格では、細粒分含有率は「土の炉乾燥質量に対して試験用網ふるい７５μｍ通過分の炉乾燥質量が占める割合を、百分率で表したもの。」と定義されている。
【００２０】
土の含水比Ｗは、土塊を構成している土粒子・水・空気の三相のうち、土粒子に対する水の質量比を百分率で表したものである。ここで、土粒子の質量は恒温乾燥炉又は電子レンジにより乾燥して残留する質量であり、水の質量は乾燥によって失われる質量である。また、土の含水比Ｗは、日本工業規格「土の含水比試験方法」（ＪＩＳＡ１２０３：１９９９）によって測定する。
【００２１】
このようにして測定した細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗとの関係を、図２に示すようにグラフ化する。図２は、横軸が細粒分含有率Ｆｃ、縦軸が含水比Ｗを示す。
【００２２】
ステップ２の締固め曲線の作成に際しては、まず適当に乾燥させた土を、一定容積のモールドにして、これに一定の衝撃エネルギー（２．５ｋｇのランマを３０ｃｍの高さから落下、土を３層にわけて２５回突固め）を与えて締固める。
【００２３】
次に、含水量だけを少しずつ増すようにして、同じ条件で締固めを行う。その一連の締固め試験を通じて、１回ごとの含水比Ｗと乾燥密度ρｄ（ｇ／ｃｍ３）とを測定する。
【００２４】
そして、図３に示すように、測定した含水比Ｗと乾燥密度ρｄとの関係をグラフ化する。図３は横軸が含水比Ｗ、左側の縦軸が簡素密度ρｄを示す。本実施形態では、細粒分含有率Ｆｃ＝３９％の土と、Ｆｃ＝７１％の土の２種類について締固め曲線を作成した。図３中の白丸点を結んだ曲線がＦｃ＝３９％の締固め曲線１０、黒丸点を結んだ曲線がＦｃ＝７１％の締固め曲線１１を示す。
【００２５】
これ等の締固め曲線１０，１１からわかるように、はじめは含水比Ｗが増すに従って乾燥密度ρｄが増加していき、ある含水比Ｗ、本実施形態では含水比Ｗが３０％〜３５％位のところで最大乾燥密度ρｄとなる。更に含水比Ｗが増加すると、乾燥密度ρｄは低下する。これ等の値は、土の種類や締固めエネルギーによって異なるが、締固め曲線の傾向は同じである。
【００２６】
ステップ３の土の強度ｑｃは、日本工業規格「締固めた土のコーン指数試験方法（案）」（ＪＩＳ　Ａ１２２８）に基づいて測定する。このコーン指数試験に際しては、まず４．７５ｍｍふるいを貫通した土をモールド内に突固める。
【００２７】
次に、突固めた供試体をコーンペネトロメータを用いてコーン指数を測定する。コーン指数とは、コーンペネトロメータを１ｃｍ／ｓの貫入速度で５ｃｍ，７ｃｍ及び１０ｃｍ連続的に押し込んだ時に、コーンに作用する貫入抵抗力の平均値を入先端のコーンの断面積で除した値である。
【００２８】
そして、図３に示すように、各細粒分含有率Ｆｃについて測定した含水比Ｗと強度ｑｃとの関係をグラフ化する。図３は、横軸が含水比Ｗ、右側の縦軸が強度（室内コーン指数）ｑｃを示す。
【００２９】
図３中の白四角点はＦｃ＝３９％における含水比Ｗと強度ｑｃとの関係、黒四角点はＦｃ＝７１％における含水比Ｗと強度ｑｃとの関係を示す。そして、同種類の点を結ぶことによって、各細粒分含有率Ｆｃにおける含水比Ｗと強度ｑｃとの一般的な関係を示すコーン指数曲線１２，１３を求めることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、上述のように最高乾燥密度ρｄに対応する含水比Ｗより、高含水比Ｗ側の強度ｑｃを測定した。これは、本発明を適用する土が含水比Ｗの高い軟弱な土であり、盛土材として適しているか否かの判定が困難な土であるからである。
【００３１】
ステップ５の土の締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比Ｗｑｃ求める際は、まず、対象とする土を盛土材として用いる場合に必要となる強度（室内コーン指数）ｑｃを設定する。この強度ｑｃは、土の種類や締固め作業に使用する重機などの条件によって異なるが、本実施形態では強度ｑｃ＝３００（ｋＮ／ｍ２）に設定した。
【００３２】
次に、図３のコーン指数曲線１２，１３上で強度ｑｃ＝３００（ｋＮ／ｍ２）を満足する含水比Ｗｑｃ３を求める。ここでは、含水比Ｗｑｃ３と、最大乾燥密度ρｄの約９０％の乾燥密度ρｄにおける含水比Ｗｗｅｔ９０とが略同様の値となる。
【００３３】
次に、図４に示すように、細粒分含有率Ｆｃと、土の締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比Ｗｑｃ３との関係をグラフ化する。図４は、横軸が細粒分含有率Ｆｃ、縦軸が含水比Ｗを示す。なお、図４には、各細粒分含有率Ｆｃにおける含水比Ｗｗｅｔ９０の値も示したが、Ｗｑｃ３とＷｗｅｔ９０とが略同様な値であることがわかる。
【００３４】
次に、測定した細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗｑｃ３との関係から、細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗｑｃ３との一般的な関係を示す判別ライン１４を作成する。この判別ライン１４より上側が締固め作業が不可能な範囲であり、判別ライン１４上及びその下側が締固め作業が可能な範囲である。
【００３５】
ステップ７において土が盛土材として適しているか否かを判断する際には、図５に示すように、ステップ６で測定した土の細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗとの関係を示すグラフ（図２参照）上に、上記判別ライン１４を重ね合わせる。
【００３６】
そして、判別ライン１４より上側の範囲に含まれる土は盛土材として適しており、改良が不要な土と判断しこの範囲の土をＡ分類（無改良）とする。また、判別ライン１４より下側の範囲に含まれる土は、そのままでは盛土材として適しておらず改良が必要な土と判断し、この範囲の土をＢ分類（改良）とする。なお、細粒分含有率Ｆｃが３０％以下の土は砂質となるので、含水比Ｗとは無関係に全てＡ分類とする。
【００３７】
このようにして、盛土材として使用すべき土が盛土材として適しているか否かを、事前に且つ簡単に判別できる。
【００３８】
更に、図５においてＢ分類と判断された土も、その含水比Ｗを調整して判別ライン１４以下にすれば、盛土材として適した土となる。そこで、図６に示すように、複数種類の細粒分含有率Ｆｃについて、これを複数種類の期間乾燥させた後の含水比低下量ΔＷを事前に測定して、グラフ化しておく。図６の白丸点は２週間乾燥後の低下量を示し、黒丸点は４週間乾燥後の低下量を示す。
【００３９】
そして、対象となる土が盛土材として適していないと判断された場合には、図６の含水比低下量ΔＷから、この土の締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比Ｗｋとするのに必要な乾燥期間を算出し、この乾燥期間だけ土を乾燥させることによって、固化処理をすることなく盛土材として適した土に改良できる。
【００４０】
なお、ここでは土を乾燥させて含水比Ｗを低下させたが、これ以外の方法、例えば土に他のものを混合させることによって、含水比Ｗを下げることもできる。
【００４１】
このように、本発明によれば、予め実験で盛土材として適用すべき土のサンプルにおける細粒分含有率Ｆｃと、その締固め作業に必要な強度ｑｃに対応する含水比ｗとの関係を求めておき、上記土の細粒分含有率Ｆｃと含水比Ｗを測定して、上記実験手的に求めたデータと比較することにより、対象とする土が盛土材として適するか否かを正確に判断できる。
【００４２】
従って、従来のように、軟弱な土を盛土材として利用する場合、固化処理が不要な土に固化処理を施すような無駄を省くことができる。また、細粒分含有率Ｆｃ、含水比Ｗ及び強度ｑｃは、一般的に行われている測定方法によって簡単に測定できるので、費用及び手間をそれ程かける必要がない。
【００４３】
また、盛土材として適していないと判断された土を、予め測定した含水比低下量ΔＷに基づいて、例えば所定期間だけ乾燥させるか、或いは他のものを混合させることによって含水比を下げることにより、盛土材として適した土に改良できるので、従来のように固化材を添加して固化処理をする必要がなく、工費を大幅に低減できる。
（第２実施形態）
図７は、本発明に係る第２実施形態を示すフローチャートである。ここでは、先ず盛土材として利用すべき土について、複数カ所からサンプルを採取し、その細粒分含有率Ｆｃ（％）、及び含水比Ｗ（％）を測定する（ステップ１）。
【００４４】
次に、測定した複数種類の細粒分含有率Ｆｃにおける土の締固め曲線１０，１１（図３参照）を試験により求める（ステップ２）。次に、これらの締固め曲線１０，１１から最高乾燥密度ρｄの略９０％の乾燥密度ρｄに対応する含水比Ｗｗｅｔ９０を求める（ステップ３）。この含水比Ｗｗｅｔ９０は、上記のようにＷｑｃ３と略同じ値になる。
【００４５】
次に、上記土の含水比Ｗを測定し、これを上記含水比Ｗｗｅｔ９０と比較して、この土が盛土材として適しているかいないかを判断する（ステップ４）。測定した含水比Ｗが含水比Ｗｗｅｔ９０より小さければ適していると判断され、大きければ適していないと判断される。
【００４６】
この発明は、土の締固め曲線における最大乾燥密度ρｄの略９０％の乾燥密度ρｄに対応する含水比Ｗｗｅｔ９０で、強度が急増することを利用したものであり、土の強度を測定する必要がないので、労力、時間及び費用を更に低減できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、土のサンプルにおける細粒分含有率、含水比及び強度、又は、細粒分含有率と締固め曲線を測定すると共に、実際の土における細粒分含有率と含水比とを測定することにより、対象とする土が盛土材として適しているか否かを簡単に且つ正確に判断できるので、経済的な盛土計画を立案でき、従来のように固化処理が不要な土に固化処理を施すような無駄を省くことができる。
【００４８】
また、本発明によれば、土のサンプルにおける複数種類の細粒分含有率における含水比低下量を測定し、盛土材に適していないと判断された土の含水比を、含水比低下量に基づいて調整することにより、盛土材として適した土に改良できるので、固化処理が不要となり工費を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態を説明するフローチャートである。
【図２】本発明に係る第１実施形態における細粒分含有率と含水比との関係を示す図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の締固め曲線及びコーン指数曲線を示す図である。
【図４】本発明に係る愛１実施形態の判別ラインを示す図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の判別方法を示す図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の含水比低下量を示す図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
Ｆｃ　細粒分含有率
ｑｃ　強度
Ｗ　含水比
Ｗｑｃ　土の締固め作業に必要な強度に対応する含水比
Ｗｗｅｔ９０　最大乾燥密度の９０％の乾燥密度に対応する含水比
ρｄ　乾燥密度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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