Ⅲ‑154

土木学会第67回年次学術講演会(平成24年9月)

真空圧密による模擬ピートの土槽脱水実験
真空圧密ドレーン工法研究会
同上
ペンタテクノサービス㈱正 ○新舎
博
正白神新一郎
安田 淳一

１．はじめに高含水比状態にあるピートを掘削して盛土に利用する際には，ピートが持つ低強度の性質により，ダンプでの運搬や盛土への利用が困難になる場合がある．そこで，掘削したピートを圧密脱水し，トラフィカビリティの確保や盛土の要求品質が得られる状態に改質する必要がある．また，ピートの現地採取にあたっては，試験目的での採取が困難な場合もある．そこで，粘土と市販のピートモスを混合して模擬ピートを作製し，この模擬ピートを実験土槽に入れて，真空圧密による脱水実験を行った．
表‑1 物理特性
２．模擬ピートの土槽実験

土粒子 コンシステンシー特性 強熱

粒度組成

模擬ピートは，海成粘土(福山粘土）と市販の褐色系ピ
密度γ s 液性限界 塑性指数 減量 砂礫項目
3I g(%) 分(%)
ートモス（トムソンコーポレーション㈱より購入）を混（g/cm ）ｗ L (%)
Ip合して作製した．表‑1 に，粘土と模擬ピートの物理特性
海成粘土
2.682
121.3
80.4
9.16を示す．ピートモス単独の含水比は約 100％であり，強模擬ピート20
2.328
113.2
66.9
27.9 13.1
102.5
55.1
37.6
13
熱減量 Ig は 99.1％である．ここでは，次式で示すピート 模擬ピート30 2.204
モスの乾燥重量比で配合を区別する．
150cm
模擬ピートの配合：（ピートモスの乾燥重量）×100／（ピ実験土槽
ートモスの乾燥重量＋粘土の実質土量）
模擬ピート
土槽実験は模擬ピート 20 と模擬ピート 30 を使用した．矩 120cm
形実験土槽（屋根付き屋外実験）を図‑1 に示す．土槽の大き
キャップ付PBD
さは幅 30cm×長さ 150cm×高さ 120cm である．実験は土槽の底面に，キャップ付 PBD1)と 15cm 厚の硅砂 6 号を置き，そ図‑1 矩形実験土槽の上に幾分流動性のある模擬ピートを入れ，キャップ付 PBD

33.660.4

33.95325.362.7

排水ホース
真空P150140

フロー値 (mm)

を通じて模擬ピートに負圧を作用させた．また，直径 30cm×高さ 120cm の円筒容器に模擬ピートを入れ，下面非排水状態で放置して負圧作用のない状態での土質特性の変化も合わせて測定した．実験での測定項目は作用負圧，沈下，排水量，含水比分布およびコーン貫入抵抗などである．

シルト 粘土分(%) 分(%)

３．実験結果

模擬ピート30

模擬ピート20130120110
1009080
100200300400500

図‑2 フロー値と含水比の関係
1経過時間 t（hr）
10010001020
0-20

模擬ピート30
模擬ピート20-40-60-80-100

図‑3 作用負圧
キーワード：模擬ピート 真空圧密 水平ドレーン
連絡先：〒112-8576 東京都文京区後楽 2-2-8 五洋建設㈱土木営業本部内 TEL03-3817-7572‑307‑600

含水比 （％）

間隙水圧 u(kN/m2)

模擬ピートのフロー値（JHS A 313）と含水比の関係を図‑2 に示す．このフロー試験によると，通常自立状態のフロー値は 80mm で，セルフレベリング状態では 180mm 程度であると言われている．模擬ピートの土槽実験では，試料充填の容易さのために 120〜140mm 程度のフロー値を持たせることとし，両者の初期含水比をそれぞれ 335％（2.96×ｗL）と 466％（4.55×ｗL）に設定した．
キャップ付 PBD の先端で測定した模擬ピートへの作用負圧を図‑3 に示す．負圧は模擬ピート 20 および模擬ピー
ト 30 とも，‑60kN/m2 以上の負圧が継続して作用しているが，約 150 時間経過後になると，模擬ピートが等方的に収縮し，模擬ピートと土槽側壁との間に隙間ができて空気を吸引するようになり，負圧の維持が困難となった．そのため，その後は負圧作用を停止して放置し，乾燥による影響を調査することにした．

土木学会第67回年次学術講演会(平成24年9月)

1経過時間 ｔ（ｈｒ）
10010100005

沈下量 ｓ（cm）

実験での時間〜沈下曲線を図‑4 に示す．負圧作用あり（矩形土槽実験）と自重のみ（円筒土槽実験)とを比べると，負圧作用がある方の沈下速度が大きく，負圧停止時点において，沈下量は模擬ピート
20 で約 16cm（自重のみで約 2cm），模擬ピート 30 で約 27cm（約 5cm）となり，大きな相違があることがわかる．
また，図‑5 に示した時間〜排水量曲線は，底面ドレーン材を通じて排出された排水量を示しているが，図‑4 と同様，模擬ピート 20 よりも模擬ピート 30 の方が，沈下速度が大きい．この理由は，模擬ピート 30 の方が，混合したピートモスの量が多く，標準圧密試験結果によると，圧密係数 Cv が 4 倍程度大きいため 2)と考えられる．
含水比分布の経時変化を図‑6 に示す．負圧作用中において（負圧停止は約 8 日後），含水比は全層的に低下する傾向があり，模擬ピー
ト 30 では 18 日経過後において，土層上部に，乾燥による含水比の低下が認められる．負圧を作用させない円筒実験の結果と比べると，含水比分布に顕著な差があることが分かる．
コーン貫入抵抗 qc の結果を図‑7 に示す．負圧作用中は底面付近のqc が大きくなっており，乾燥の影響を受けると，土層上部の qc が増加している．負圧を作用させない円筒実験の結果と比べると，含水比分布と同様，負圧作用の有無により顕著な差があることが分かる．

1015
模擬ピート20負圧
模擬ピート30負圧
模擬ピート20自重
模擬ピート30自重

2025

負圧停止30

図‑4 沈下曲線
1経過時間 t（hr）
100101000020

負圧停止40
排水量（L）

Ⅲ‑1546080100120４．まとめ
模擬ピートを用いて，真空圧密による脱水実験を実施したが，負圧作用と天日乾燥の併用により，高含水比状態の模擬ピートの土質特性を大きく改善できることが明らかとなった．今後，ピートの脱水実験を行う必要があると考えられる．

模擬ピート20負圧

160

模擬ピート30負圧

180

図‑5 時間〜排水量
1.01.0

初期値

初期値
土槽投入後

0.80.8日後
2日後

層厚 H（m）

0.6

土槽投入後

0.8

3日後
8日後

層厚 H（m）

140

42日後
円筒54日後0.40.618日後
42日後
円筒54日後

0.4
0.2

0.2
0.0

0.0

0

100

200

300

0400

100200300

含水比 w（％）(a)模擬ピート 20

500(b)模擬ピート 30

図‑6 含水比分布の経時変化
1.01.0

0.8日後

3日後

2日後

8日後

0.80.842日後

18日後
42日後

層厚 H(m)

円筒42日後層厚 H(m)400

含水比 w（％）

0.60.4

円筒42日後0.60.40.20.20.00.00255075

1001250150

貫入抵抗 ｑｃ（kN/m2 )(a)模擬ピート 20

255075 100 125 150 175 200 225
貫入抵抗 ｑ ｃ（kN/m2)

図‑7 コーン貫入抵抗の経時変化(b)模擬ピート 30

参考文献 1) 真空圧密ドレーン工法技術資料：真空圧密ドレーン工法研究会，pp.2‑8，2010. 2) 新舎博，白神新一郎，安田淳一：模擬ピートの圧密特性，Geo‑関東，発表論文概要集，pp108‑109，2011.

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