木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 12

木材の含水率がピロディン試験値とドライバーの貫入深さに及ぼす影響
山田 昌郎 1・原 忠 2・水谷 羊介 3・三村 佳織 4・沼田 淳紀 5
吉田 雅穂 6・森 満範 7・末次 大輔 8・野田 龍 9 ・梅津 啓史 10
1 正会員

2 正会員

3,4 正会員

港湾空港技術研究所
高知大学

6 正会員

自然科学系 農学部門（〒783-8502 高知県南国市物部乙 200）
E-mail:haratd@kochi-u.ac.jp

飛島建設株式会社 技術研究所（〒108-0075 東京都港区港南 1-18-15）
E-mail: Atsunori_Numata@tobishima.co.jp

福井工業高等専門学校 環境都市工学科（〒916-8507 福井県鯖江市下司町）
E-mail: masaho@fukui-nct.ac.jp

北海道立総合研究機構

8 正会員

佐賀大学

9 正会員

10 非会員

教育研究部

兼松サステック株式会社 ジオテック事業部（〒103-0007 東京都中央区日本橋浜町 3-3-2）
3E-mail: ymizutani@ksustech.co.jp, 4E-mail: k-mimura@ksustech.co.jp
5 正会員

7 非会員

沿岸環境研究領域（〒239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1）
E-mail: yamada-m89wm@pari.go.jp

森林研究本部 林産試験場（〒071-0198 旭川市西神楽 1 線 10 号）
E-mail: mori-mitsunori@hro.or.jp

低平地沿岸海域研究センター（〒840-8502 佐賀県佐賀市本庄町 1 番地）
E-mail: suetsud@cc.saga-u.ac.jp

秋田大学大学院 理工学研究科（〒010-8502 秋田市手形学園町 1-1）
E-mail: noda@gipc.akita-u.ac.jp

水産研究・教育機構

水産工学研究所 水産土木工学部（〒314-0408 茨城県神栖市波崎 7620-7）
E-mail: h0429umezu@affrc.go.jp

一般に繊維飽和点（乾量基準含水率約 30％）を超える含水率は木材の力学特性に影響しないとされているが，既往の研究でピロディン試験値への影響がいくつか報告されている．本研究では，スギ，トドマツ，
アカマツ，クロマツ，ベイマツ，カラマツの健全材の厚さ 5cm の輪切り試験体を常圧で約 28 日間水に浸漬して含水率を変化させ，吸水過程と乾燥過程でピロディン試験とドライバー貫入試験を実施した．その結果，以下の結論を得た．(1)繊維飽和点を超える高い含水率の領域においても，ピロディン試験値への含水率の影響が認められた．この原因として，自由水の潤滑作用による摩擦係数の減少が考えられる．(2)スギとトドマツでは含水率のピロディン試験値への影響が大きいため，高含水率の木杭を現地で試験する場合には含水率を用いて測定値を補正し，掘り出した木杭を試験する場合には，気乾状態まで乾燥させてからピロディン試験するのがよい．一方，アカマツ，クロマツ，ベイマツ，カラマツでは，飽水状態でも腐朽の目安を 30mm としてよい．(3)ドライバー貫入深さへの含水率の影響は最大で約 2～4mm であるため，一
般的には無視して差し支えない．

Key Words: Pilodyn wood tester, driver penetration depth, moisture content, decay assessment, woodpile

打設による液状化対策工法が開発され用いられている 2-5)．

1. はじめに

木杭は地下水位変動域下限以深では腐朽や虫害を生じず
1)

木杭基礎は日本では 1950 年代まで広く用いられ ，ま長期の耐久性を有することが，実際に使用された木杭のた最近では地球温暖化緩和や林業再生の観点から，丸太掘り出し調査により報告されている 6-10)．
さらに多くの事

63木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 12

例により各種の条件と木杭の長期耐久性の関係をより明ニュージーランド等の機関で実験を実施し，ピンの径，確化するために，地中で供用中の木杭の健全性を調査す

打ち込みエネルギー，木の密度，樹種，含水率等の諸条る機会が増加すると予測される．

件とピンの貫入深さの関係，およびピンの貫入深さと曲試験，圧縮強度試験等により健全性を評価している．こげ強度の相関等のデータが収集された 20, 22)．その中で，含水率の 20％から 123％への増加によって，貫入深さがの中でピロディン試験は一定のエネルギーによるピンの30～40％増加した実験結果があり，繊維飽和点を超える

貫入深さを測定する方法で，簡便で定量的なため，野外

含水率の変化が貫入深さに影響する可能性がある 20)．

これまで木杭の掘り出し調査では，目視，ピロディンの木製部材の調査に多くの実績がある．一般的にはピロ・電柱の地際部では含水率が繊維飽和点の直上の狭いディン試験による評価の際に木材の含水率による試験値

範囲に限られるので含水率による貫入深さの補正は不要の補正は行なわれていないが，次章で述べるようにいく

だが，水に浸かっている杭では補正係数の導入を考慮す

つかの既往の研究では，繊維飽和点を超える領域での含べきかもしれない 22)．

水率のピロディン試験値への影響が示されており，またその後，繊維飽和点を超える含水率とピロディン試験

木杭の掘り出し調査においても湿潤状態と気乾状態でピ値の関係について，以下のような報告がなされている．
・Smith ら 24)は，3 本のベイマツ丸太から採取した 5cm

11)

ロディン試験値が大きく異なる例 があった．
本研究では，（公社）土木学会木材工学委員会「地中×5cm×5cm の試験体 106 個の含水率を，調湿及び真空・使用木材の耐久性評価に関する研究小委員会」による活加圧含浸により6～170％としてピロディン試験した結果，

12 -15)

含水率30％以上では含水率とピロディン試験値に有意な動の一環として実施されたピロディン一斉試験結果に対して，繊維飽和点を超える領域での含水率とピロデ相関が認められなかった．

ィン試験値との関係について整理した．（なお，本稿では特に断らない限り「含水率」は「乾量基準含水率」す・飯島 25)は，未乾燥のスギ円柱加工材 100 本（直径 9～17cm，長さ 180cm，含水率 22.8～123.5％）についてのなわち木材の全乾質量に対する水分の質量の割合を示す

ピロディン試験結果から，最良重回帰式（R2＝0.487）とものとする．）

して次式を示した．
Pe＝39.8－47.56R30＋0.0545MC

また，最近ピロディン試験よりもさらに簡便な評価方
法として，一定の力でドライバーを貫入させて腐朽厚さを測定する方法が提案された(1)

Pe：ピロディン測定値（mm）
R30：含水率 30％時の密度（g/cm3）

16 -19)．ドライバーや千枚通

MC：試験時の含水率（％）

しを木材に突き刺して腐朽の有無を診断する刺診は従来を計測しつつ所定のドライバーを突き刺すため，評価者

・津島 26)は，スギ 5 個体，ヒノキ，ベイマツ，ユリノ
キ，ケヤキ，クヌギ各 1 個体の試験体（5cm×5cm×40cm）の経験等によらず客観的・定量的な評価が可能と考えらを真空・加圧含浸装置で吸水させた後，40℃で熱風乾燥れる．また，ピロディンと異なり腐朽厚さを直接計測できることや，ピロディンの測定限界（一般に 40mm）をし，数日毎に試験した結果，ピロディン測定値は含水率50％以上ではほぼ一定であったが，含水率 50％以下では超える腐朽厚さも計測できることも利点である．そこで含水率の低下とともに小さくなる傾向を示した．
35 本のスギ 3.5cm角材と 16 本のヒノキ 3cm
・増田 27)は，から行なわれていたが，本方法では荷重計で押し込み力

この方法についてもあわせて含水率と貫入深さの関係について実験を実施した．

1 本当たり 9 個の試験体角材から，（長さ 9cm）
を採取し，全乾状態，気乾状態（含水率 13％），含水率 20％（温度20℃，相対湿度 87％の恒温恒湿器で調湿），および飽水

2. ピロディン試験値と含水率の関係についての既
往の研究
20, 21)

Hoffmeyer

状態（減圧加圧装置で注水）でピロディン試験を行なった結果，飽水状態と他の状態の間に有意差があった．直径2.5mmのピン貫入深さの平均値は，スギでは含水率20％で 26mm，
飽水で 32mm，ヒノキでは含水率 20％で 13mm，

22, 23)と Friis-Hansen

は，新たな試験方法としてのピロディン試験について1978～81年に以下のように

飽水で 18mm であった．

報告している．

・皆川ら 28)は，スギ丸棒 10 本（直径 8cm，長さ 2m）の自然乾燥過程（含水率約 160％～10％）でピロディン

・1970 年代初めにスウェーデンで木製電柱の地際部の腐朽による劣化が労働安全面から問題となり，当時行な

試験を行ない，直径 2.5mmのピン貫入深さ y（mm）と含水率 x（％）の回帰式（r＝0.735）として次式を示した．

われていた目視，刺診，採取コアの顕微鏡観察による腐朽判定の短所を補う方法としてピロディン試験が開発さ

y＝0.047 x +16.0(2)・Llana ら 29)は，ヨーロッパクロマツの角材（10cm×15cm
×50cm）25 体について，自然乾燥過程（含水率 65％～8％）

れた 20)．
・開発にあたってはスウェーデン，デンマーク，米国，

64

木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 12でピロディン試験を行なった．
ピン貫入深さの平均値は，
含水率 65％で 18.0mm，45％で 16.5mm，20％で 15.1mm であった．
・佐山ら 30)は，5 本のスギ 6cm 角材から，1 本当たり 6個の試験体（長さ 30cm）を採取し，含水率 15％，30％，
50％，100％，150％，200％に達するまで浸漬後，ピロディン試験とドライバー貫入試験を行なった．その結果，
ピロディン試験値 y（mm）と含水率 x（％）の回帰式（r＝0.791）として次式を示した．
y＝0.0405 x +21.576

スギ 1

スギ 2

トドマツ 1

トドマツ 2

アカマツ

クロマツ

ベイマツ

カラマツ

(3)

また，
マイナスドライバー（先端幅3mm，先端厚0.70mm，
軸径 2.92mm）の荷重 150N での貫入深さ y（mm）と含水率 x（％）の回帰式（r＝0.497）として次式を示した．
y＝0.0107 x +6.1037(4)

3. 実験方法(1) 試験体
試験体の木口面を写真-1 に示す．表-1 に示すような 8本の母材を輪切りにして試験体として用いた．輪切り試
験体の厚さ（繊維方向の長さ）は約 5cmとした．
表-1 試験体
母材

産地

加工

直径
(mm)

年輪
幅
(mm)

密度*
(g/cm3)

スギ 1
スギ 2

福島県
宮崎県
北海道
北海道

円柱材
皮付き
剥皮
剥皮
皮付き
剥皮
剥皮
剥皮

149
157
130
134
220
124
157
137

5.6
5.0
4.0
3.1
3.2
2.2
1.7
2.4

0.334
0.341
0.349
0.362
0.467
0.542
0.587
0.635

トドマツ 1
トドマツ 2

アカマツ
クロマツ
ベイマツ
カラマツ

鹿児島県

静岡県
カナダ
北海道

（*含水率 15％に換算した密度）

写真-1 試験体木口面(2) 試験方法a) 試験実施機関表-2 試験実施機関と試験項目

表-2 に示すように，2015 年度は 7 機関でピロディン試
験を実施し，2016 年度は 9 機関でピロディン試験，6 機

試験実施機関2015年度
2016 年度
PP
道総研林産試験場
P, D
秋田大学
P, D
水産工学研究所
P
P
飛島建設
P
P
兼松サステックPP, D
港湾空港技術研究所
PP, D
福井工業高等専門学校
P
P, D
高知大学
D
佐賀大学
P
P
佐賀県林業試験場（P:ピロディン試験，D:ドライバー貫入試験）

関でドライバー貫入試験を実施した．表-1 の試験体のうち，スギ 1，スギ 2，トドマツ 1，カラマツを 2015 年度に，トドマツ 2，アカマツ，クロマツ，ベイマツを 2016 年度に試験した．
b) 試験器ピロディン試験器としては，市販されている標準的な仕様（打ち込みエネルギー6J，ピン直径 2.5mm，測定限界 40mm）のものを用いた．

65

木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 12

Ms＝Md／Mmax×100(7)3式(6)で，R：容積密度（g/cm ，全乾質量 Wd を飽水状態での試料の体積 Vmax で割った数値，なお Vmax としては 28 日間水に浸漬した試験体の体積を浮力
写真-2 ピロディン試験器

法で測定した値を用いた．）
1/1.5：水の密度／木材の真密度（空隙を除いたドライバー貫入試験は，試験法提案者の報告 16, 17)に基づき，マイナスドライバー（No.9900，
先端幅及び軸径3mm，先端厚 0.45mm）を荷重測定器（フォースゲージ PS-500N）に装着して使用した．なお，ドライバーは先端からの長さ約 90mmに切断し，アタッチメント（GC-5）を介して密度）で，水の密度を 1g/cm3，木材の真密度を1.5g/cm3 とした 31)．
d) 静的ピン貫入試験
以上の試験終了後，トドマツ 2 の輪切り試験体 1 体を用いて，ピロディン試験器用のピンの静的貫入試験を行

荷重測定器に装着した．また，貫入深さ読み取りを容易なった．ねじ式一軸試験機（東京試験機製小型卓上試験にするため，ゴムリングをドライバー軸部に装着した．

機リトルセンスターLSC-1/30-2）のクロスヘッドにピンを装着し，変位速度0.1mm/sでピンを試験体に貫入させた．
変位増分 0.1mm毎に変位と荷重をデータロガーで計測し，変位約 7mm まで貫入させた．変位増分と荷重の積を累積した値を貫入に要した仕事量（消費エネルギー）とみなし，仕事量が0.8Jに達したときの変位の値を求めた．

写真-3 ドライバー＋荷重測定器

含水率を変化させる方法や測定回数は c)と同様とした．
c) 試験手順
各機関では配布された試験体の質量・寸法の計測と，ピロディン試験またはドライバー貫入試験を行なった．
ピロディンのピンまたはドライバーの貫入方向は，試験体の周面から芯に向かう方向とし，測定回数は各 4 回として 4 方向からの測定値の平均値を求めた．ドライバー
貫入試験では，試験法提案者の報告 16, 17)に基づき，マイナスドライバーの先端幅方向を木材繊維方向と平行にし，勢いをつけずに人力で押し込み，荷重 150N のときのドライバーの貫入深さを測定した．
次に，含水率を変化させるため試験体を水道水中に浸漬し，浸漬期間 1 日，3 日，7 日，14 日を目安に試験体を

写真-4 静的ピン貫入試験状況

水中から取り出して，ウエスで表面を拭いた後質量を計測し，ピロディン試験またはドライバー貫入試験を行な
い，再度質量を計測した後，浸漬を再開した．貫入試験

4. 実験結果および考察

前後の質量の平均値を各回の質量の値とした．浸漬期間
28 日を目安に同様の計測を行なった後，試験体を気中に(1) ピロディン試験結果

計測を行なった．

ピロディン試験値と乾量基準含水率の関係を図-1 に，
相対含水率との関係を図-2 に示す．図の各プロットは 4

自然乾燥終了後，試験体を 105℃で炉乾燥し，6 時間の質量変化が 0.5％以下に収まれば全乾とみなし，このとき測定値の平均値を示す．4 測定値の変動係数の平均値は10.9％であった．（なおスギ 2 では，測定限界の 40mm を置いて自然乾燥させ，乾燥過程においても 2～9 回同様の

超えた測定が 11 回あり，これを 40mm と見なして平均値を求めたプロット点が 9 個ある．）の質量を全乾質量とした．この全乾質量 Wd と，各測定時の質量 Ww から，式(5)を用いて各測定時の乾量基準含水

一般に乾量基準含水率 28～30％（繊維飽和点）で木材

率 Md を求めた．また，式(6),(7)から相対含水率 Ms を求め

細胞壁中の結合水は飽和し，繊維飽和点を超える含水率

た．Ms は，試験体のとりうる最大の乾量基準含水率（飽水含水率）Mmax に対する比であり，0～100％の値をとる．
Md＝（Ww－Wd）／Wd ×100

(5)

Mmax＝（1/R－1/1.5）×100(6)の増加は細胞内腔の自由水の増加であり，木材の力学特性には影響しないとされている 32)．しかし今回の実験結果では，2 章で紹介したいくつかの既往研究 20, 25,27-30)と同様に，乾量基準含水率が 30％を超える領域でも，含水率66木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 124030

y=0.1009x+14.25

20

2

R =0.8217

30

トドマツ 210

y=0.1030x+13.99

20

R2=0.5511

30

20
30

y=0.0541x+13.74
R2=0.5129

030

y=0.0542x+10.77

40

R2=0.4032

50 100 150 200 250

ベイマツ

20

y=0.0483x+10.98
R2=0.1896

カラマツ

20
30
40

30

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

0トドマツ 110

y=0.2719x+14.25

20

R2=0.8217

30

スギ 2

10

y=0.1609x+22.45

20

R2=0.4847

30
400

y=0.0625x+11.79

0トドマツ 210

y=0.2804x+13.99

20

R2=0.5511

30

R2=0.3406

020 40 60 80 100

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

0

0

アカマツ

10
20

30

y=0.1047x+13.74
2

R =0.5129

クロマツ
10
20

ベイマツ
10
20

y=0.0667x+10.98
2

R =0.189640

y=0.0842x+10.77

30

R2=0.4032

40

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

030

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

40

0

0
10

R2=0.5672

40

乾量基準含水率（％）
0 50 100 150 200 250
ピロディン値(mm)

0
0

クロマツ

20

乾量基準含水率（％）

20

0

0
10

y=0.1747x+21.00

相対含水率（％）
20 40 60 80 1000

相対含水率（％）

乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250
ピロディン値(mm)

10

10

40

ピロディン値(mm)

アカマツ

スギ 1

0

0

乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250
ピロディン値(mm)040

ピロディン値(mm)

乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250

40

0

0

40

ピロディン値(mm)トドマツ 11040

R2=0.4847

0
ピロディン値(mm)ピロディン値(mm)030

y=0.0582x+22.45

20

乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250

40

ピロディン値(mm)

10

40

0

10

スギ 2

ピロディン値(mm)

30

0

0

20 40 60 80 100

ピロディン値(mm)R2=0.5672

0

ピロディン値(mm)y=0.0655x+21.00

相対含水率（％）

50 100 150 200 250

0ピロディン値(mm)

スギ 1

20

0

ピロディン値(mm)010

乾量基準含水率（％）

乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250
ピロディン値(mm)ピロディン値(mm)0

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

0
10

カラマツ

20
30
40

y=0.0694x+11.79
R2=0.3406

図-1 ピロディン試験値と乾量基準含水率の関係

図-2 ピロディン試験値と相対含水率の関係の増加とともにピロディン試験値が増加する傾向が見られた飽水状態である．今回の試験体は厚さ 5cmの輪切りれた．近似曲線の種類として線形，指数，対数，累乗，分数関数を仮定して寄与率 R2 を求めた結果，表-3 に例を試験体であるため，木口面からの吸水により水が浸入しやすく，常圧での 28 日間の浸漬でも相対含水率が約 50％示すように線形近似の R2 が最大となったので，図には線（ベイマツ）～約 100％（クロマツ）に達した．木杭で形回帰式を示した．

は主として周面からの吸水となるが，長期間地下水位以下に存在すればいずれは飽水状態に達すると考えられる．

表-3 近似曲線の種類と R2の一例（アカマツ）
R2
近似の種類
近似曲線
y = 0.0541x + 13.74
0.5129線形近似
0.003
0.4924指数近似
y = 13.93 e x
y = 2.978 lnx + 5.77
0.4548
対数近似
y = 8.887 x 0.1676
0.4391累乗近似
y = －74.6 / x + 19.99
0.2678分数近似

すなわち地下水位以下で長期供用後に掘り出した直後の木杭や，供用中の木杭では，相対含水率が 100％に近いと考えられる．
標準的なピロディン（エネルギー6J，ピン直径 2.5mm ）の試験値で，腐朽の目安として用いられる値は木材の用途や樹種によって異なり，治山用スギ杭で 35mm25)，土木

回帰式の勾配は，図-1（乾量基準含水率）ではトドマ

用カラマツ丸太で30mm33)，
木造住宅のスギの柱で20mm34)

ツが他樹種よりも大きく，図-2（相対含水率）ではトドなどが提案されている．図-2 で回帰直線を相対含水率
100％まで延長すると，スギとトドマツではピロディン試

マツ＞スギ＞他樹種であった．（なお，吸水過程と乾燥

験値が約 40mm となるので，飽水状態のスギとトドマツ

過程で回帰式の勾配に有意な差はなかった．）
相対含水率が 100％となるのは細胞内腔が水で満たさでは腐朽していなくても半分程度の試験値が測定限界の67木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 1240mm に達することになる．このため，スギとトドマツ

乾量基準含水率（％）

どで採取したコアの含水率を用いて，今回の実験結果の回帰式などからピロディン試験値を補正し，掘り出した木杭を試験する場合には，気乾状態まで乾燥させてからピロディン試験するのがよいと考えられる．一方，アカマツ，クロマツ，ベイマツ，カラマツでは，図-2 で回帰直線を相対含水率 100％まで延長したとき，データのば

0

トドマツ

20

y=0.0139x+5.83

30

R2=0.1703
400
ドライバー貫入深さ(mm)

静的ピン貫入試験で，仕事量が 0.8J に達したときの貫入深さと含水率の関係を図-3 に示す．静的試験では含水率が繊維飽和点を超えると影響が小さくなった．このことから，繊維飽和点を超える含水率がピロディン試験値

0

10

クロマツ

20

y=0.0121x+2.09

30

R2=0.3304

40

アカマツ

20

y=0.0134x+2.79

30

R2=0.2230

40

乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250

0に大きく影響する原因は，ピン貫入の高速性にあるので乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250

1010

らつきを考慮しても測定値が 30mm を超えることはまれであると推測されることから，飽水状態でも腐朽の目安
を 30mm としてよいと考えられる．

0

50 100 150 200 250

0ドライバー貫入深さ(mm)ドライバー貫入深さ(mm)0ドライバー貫入深さ(mm)の高含水率の木杭を現地で試験する場合には，成長錐な

乾量基準含水率（％）
50 100 150 200 250

0
10

ベイマツ

20

y=0.0195x+1.74

30

R2=0.1521
40

図-4 ドライバー貫入深さと乾量基準含水率の関係はないかと考えられる．

トドマツ

4
6
8

10

20 40 60 80 100

0
2

トドマツ

4
6
8

10

0
10

トドマツ

20

y=0.0378x+5.83

30

R2=0.1703

40

図-3 ピロディンのピンを 0.1mm/s で貫入させて仕事量がドライバー貫入深さ(mm)00.8J に達したときの貫入深さと含水率の関係

鋼面と木材面の摩擦についての村瀬 35)の実験結果によれば，5m/s を超える高すべり速度の領域では，多量の自由水の存在による潤滑作用によって摩擦係数は極めて小さな値となる．また，山下ら 36)はピロディンのピン貫入部のスギ柾目断面の観察から，破壊された部分がピンの

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

0
10
20
30

クロマツ
y=0.0188x+2.09
240

R =0.3304

0
ドライバー貫入深さ(mm)

2

0

0

相対含水率（％）
20 40 60 80 100

0
10

アカマツ

20

y=0.0260x+2.79

30

R2=0.2230

40

相対含水率（％）
ドライバー貫入深さ(mm)50 100 150 200 250

0

ピン貫入深さ(mm)ピン貫入深さ(mm)0

相対含水率（％）
ドライバー貫入深さ(mm)

乾量基準含水率（％）

020 40 60 80 100

0
10
20
30

40

ベイマツ
y=0.0269x+1.74
R2=0.1521

図-5 ドライバー貫入深さと相対含水率の関係

貫入方向に移動することによって，それ以降のピンの貫
同じオーダーの値である．

入に対して常に抵抗となった可能性を指摘している．こ
うしたピンと破壊部分との摩擦抵抗が自由水の増加とと繊維飽和点を超える含水率の影響の原因としては，ピもに減少することが，高含水率ほど貫入深さが増大する

ロディンと同様に，自由水の潤滑作用による摩擦係数の一因と考えられる．

減少が考えられる．ドライバーは勢いをつけずに人力で押し込んだが，変位制御の静的載荷ではないので，貫入(2) ドライバー貫入試験結果する際のすべり速度は今回の静的試験時の変位速度

ドライバー貫入深さと乾量基準含水率の関係を図-4に，相対含水率との関係を図-5 に示す．図の各プロットは 4（0.1mm/s）よりも高かった可能性がある．

測定値の平均値を示す．4 測定値の変動係数の平均値は19.9％であった．

ちなみに著者の一人が行なった実験 37) の結果では，ドライバー押し込み荷重が 150N に達するまでの時間は 3～5s で，貫入深さが約 4mm であったことから，平均貫入
速度は約 0.8～1.3mm/s であった．

ドライバー貫入深さに対しても，繊維飽和点を超える

図-5 の回帰直線の勾配は約 0.018～0.038mm/％であり，相対含水率が 100％増減しても貫入深さの増減は約 2～

含水率の影響が認められた．
図-4の回帰式の勾配は0.0121～0.0195mm/％であり，この実験精度とばらつきを考える
なら，2 章で紹介した既往研究 30)での 0.0107 mm/％とほぼ4mm である．実際の腐朽厚さの測定では，腐朽部を貫通

68木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 12

沼田淳紀，村田拓海，Riaz, S.，三村佳織，原忠：大型振動実験による丸太打設の液状化対策効果，土木学会論文集 A1，Vol. 71, No.4， pp.274-283，2015.
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および数値解析による検討，土木学会論文集 A1，Vol.
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5) 水谷羊介：木材の地中利用の可能性と利用事例，木材保存，Vol.42, No.4，pp.190-198，2016.
6) 中村裕昭，濱田政則，本山寛，沼田淳紀：地中に使用した木材の長期耐久性に関する事例調査，環境地
盤工学シンポジウム発表論文集，Vol.9，pp.277-282，
2011.
7) 中村裕昭，濱田政則，沼田淳紀：土木分野での木材
地中使用の歴史的事例，木材利用研究論文報告集，Vol.11，pp.95-101，2012.
8) 土木学会木材工学委員会編：木材利用ライブラリー
005―国内の構造物基礎における木材利用事例と設計方法の変遷，2012.
9) Mimura, K., Hara, T., Kato, H., Hirata, A., Mitsui, K.:
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60 years of submersion, CD-ROM Proc. of the World
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ID: GS3-01B, pp.1-8, 2016.
10) 三村佳織，原忠，加藤英雄，本田賢児，中内卓也：
汽水域における木材の劣化要因に関する考察，木材保存，Vol.43, No.1，pp.2-12，2017.
11) 沼田淳紀，上杉章雄，吉田雅穂，久保光， 野村崇：
足羽川で採取した木杭調査の概要，環境地盤工学シンポジウム発表論文集，Vol.7，pp.85-90，2007.
12) 土木における木材の利用拡大に関する横断的研究会（（一社）日本森林学会・（一社）日本木材学会・（公社）土木学会），（公社）土木学会木材工学委
員会：2015 年度土木における木材の利用拡大に関する横断的研究報告書，pp.9-11，2016.
13) 山田昌郎，原忠，水谷羊介，三村佳織，沼田淳紀，
森満範，吉田雅穂，末次大輔：ピロディンによる測定値と木材含水率の関係についての一斉試験，土木学会第 71 回年次学術講演会概要集 CD-ROM，2016.
14) 土木における木材の利用拡大に関する横断的研究会（（一社）日本森林学会・（一社）日本木材学会・（公社）土木学会），（公社）土木学会木材工学委
員会：2016 年度土木における木材の利用拡大に関する横断的研究報告書，pp.53-56，2017.
15) 山田昌郎，原忠，水谷羊介，三村佳織，沼田淳紀，
中村克彦，吉田雅穂，森満範，末次大輔，野田龍：
木材の含水率がピロディンとドライバーの貫入深さに及ぼす影響に関する一斉試験，土木学会第 72 回年次学術講演会概要集 CD-ROM，2017.
16) 内藤洋司，真柄泰央，南谷将光，山内仁人，臼田寿
生，和多田友宏，明石浩和，石川芳治：木製治山ダ
ムの維持管理手法－簡便で効果的な腐朽厚の測定－，
平成 27 年度砂防学会研究発表会概要集 A，pp.268-269，
2015.
17) 明石浩和，森拓郎，田淵敦士：木製治山ダム部材の簡便な劣化診断手法，第 66 回日本木材学会大会研究
発表要旨集 CD-ROM，2016.
18) 木製治山構造物技術指針検討会：木製治山構造物技術指針（案）（耐久性を期待する木製治山構造物のしたドライバーが健全部に到達して数 mmめり込んで止3)

まる．今回の試験体は健全材であるので，測定した貫入深さは健全部へのめり込み量に相当する．腐朽厚さをmm 単位で正確に測定したい場合は，健全部へのめり込
み量の含水状態による数 mm の変化も考慮した方がよい
が，一般的にはドライバー貫入深さへの含水率の影響は無視しても実用上差し支えないと考えられる．

5. 結論
本研究では，スギ，トドマツ，アカマツ，クロマツ，
ベイマツ，カラマツの健全材の輪切り試験体を用いて，含水率とピロディン試験値およびドライバー貫入深さの関係を検討した．その結果，以下のような結論が得られた．
1) 繊維飽和点を超える高い含水率の領域においても，
ピロディン試験値への含水率の影響が認められた．この現象の一因として，自由水の潤滑作用による摩擦係数の減少が考えられる．
2) スギとトドマツでは含水率のピロディン試験値への影響が大きいため，高含水率の木杭を現地で試験する場
合には含水率を用いて測定値を補正し，掘り出した木杭を試験する場合には，気乾状態まで乾燥させてからピロディン試験するのがよいと考えられる．
一方，
アカマツ，
クロマツ，ベイマツ，カラマツでは，飽水状態でも腐朽の目安を 30mm としてよいと考えられる．
3) ドライバー貫入深さへの含水率の影響は，最大で約2～4mm であるため，一般的には無視して差し支えないと考えられる．
謝辞：本研究は（公社）土木学会木材工学委員会「地中使用木材の耐久性評価に関する研究小委員会」の活動の一環として実施した．実験の実施に当たっては，飛島建設（株）の知久倫子氏，兼松サステック（株）の手塚大介氏・五十嵐盟氏，高知大学の小林かなほ氏・林聖淳氏，
木材利用研究会（佐賀）ならびに佐賀県林業試験場にご協力いただいた．また本論文集の査読者からは的確な修
正意見をいただいた．これらの諸氏に厚く謝意を表するものである．
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69

木材利用研究論文報告集16, 63-70, 2017. 12

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37) 野田龍：未発表資料(2017. 8. 31 受付)

EFFECTS OF MOISTURE CONTENTS OF WOOD ON PILODYN TEST VALUESAND DRIVER PENETRATION DEPTHS
Masao YAMADA, Tadashi HARA, Yosuke MIZUTANI, Kaori MIMURA,
Atsunori NUMATA, Masaho YOSHIDA, Mitsunori MORI,
Daisuke SUETSUGU, Ryu NODA and Hiroshi UMEZU
Although it is said that mechanical properties of wood are generally not affected by moisture contents
over fiber saturation point (f.s.p.) which is about 30% of dry basis moisture content, some researchers havereported that Pilodyn test values might be affected. In this study, Pilodyn tests and driver penetration tests
were conducted on the 5cm thick round slices of sound logs of Sugi (Cryptomeria japonica), Todomatsu(Abies sachalinensis), Akamatsu (Pinus densiflora), Kuromatsu (Pinus thunbergii), Beimatsu (Pseudotsuga
menziesii) and Karamatsu (Larix kaempferi), which were soaked in water under normal pressure for 28
days and then dried in the air. The results were as the followings. (1) Moisture contents over f.s.p. hadsignificant effects on Pilodyn test values. That phenomenon may be caused by the reduction of friction
coefficient due to lubricating action of free water. (2) Since moisture contents over f.s.p. have large effects
on the Pilodyn test values of Sugi and Todomatsu, field test values for wood of these species with highmoisture contents should be corrected considering the moisture contents, and the unearthed wood piles
should be tested after drying to air-dry state. Meanwhile, it may be reasonable to set 30mm as the criterionof decay for Akamatsu, Kuromatsu, Beimatsu and Karamatsu even in the water saturated state. (3) Since
the effects of moisture contents on driver penetration depths are no larger than about 2 - 4mm, they can beignored generally.

70