平成 21 年度

建設工学専攻修士論文審査会
平成 22 年 3 月

細粒分含有率の異なる中間土の締固め特性と強度特性に関する実験的研究
環境防災研究室
指導教員

M2

神宮 勝久

大塚 悟，磯部 公一

1. はじめに2土で造成された盛土地盤での被害が顕著であ1.9るとの報告もある．そのため，今後もより一層中間土に関する研究が進められると考えられる．このような背景を踏まえ，砂と粘土を混合

乾燥密度 d [g/cm3]

最近の地震や水害などの地盤災害では中間0%
10%
20%
22.5%
25%

30%
35%
40%
50%
60%

ゼロ空気間隙曲線
（珪砂）

1.8
1.7
1.6

した人工中間土を用いて，細粒分含有率の差異1.5がもたらす物理特性，締固め特性，せん断特性

1.40510への影響を把握したい．本研究では，各種物理

152025

含水比 w [%]

図-2

実験，締固め試験，締固め試料に対する一軸圧

締固め曲線縮試験，三軸圧縮試験を行い，それぞれの結果

細粒分含有率が 20 %までは比較的なだらかの相関性およびメカニズムについて考察を行な曲線を示し，25 %～60 %では山型を示すようう．になる．細粒分含有率 30 %で乾燥密度d (g/cm3)
が最大の値を示した．その後，細粒分を増加さ2.試料および物理特性の比較せていくと最大乾燥密度は小さくなり，最適含

本研究に用いる試料は，珪砂 6 号，藤森粘土を用い，細粒分含有率を変化させるために二つを混合して試料の作水比は大きくなっていくとわかる．
図-3 に細粒分含有率と最大乾燥密度，最適含水比の関係を示す．

成を行った．図-1 に二つの試料の粒径加積曲線

10040181.6161.414[%]

珪砂6号

601.8

opt

通過百分率 [%]

8020

最適含水比w

最大乾燥密度dmax [%]を示す．

2dmax1.212w
1藤森粘土2000.001

粘土

opt

01020304050607010

細粒分含有率 [%]0.010.1
粒径 [mm]

1細砂
中砂
粗砂
シルト粒径加積曲線
図-110図-3礫

3.突固めによる土の締固め試験

細粒分含有量～dmax，w opt

最大乾燥密度dmax を見ると，細粒分含有率10 %から細粒分含有率 30 %まで，値が大きくな

珪砂 6 号と藤森粘土を混ぜ合わせ，配合により，その後は減尐していく．細粒分が砂の粒子り細粒分含有率を 0 %～60 %まで変化させた際接触による結合を緩和し，締固めを円滑に行えの突固めによる土の締固め試験を行った．試験るようにしたと考えられる．砂のみでの締固めは，A-c 法（湿潤法，非繰返し法，ランマー質

では，粒子の移動が激しく締固めを行うことは量 2.5 kg，モールド容積 1000 cm3）で行った．

困難であるが，細粒分と，水が加わることで特図-2 に締固め曲線を示す．

性が変化していったのが分かる．細粒分含有率

平成 21 年度ていく．細粒分が増えすぎたために，粘性土の特性が出たためであると考えられる．
4.一軸圧縮試験
突固めによる土の締固め試験での強度を調圧縮応力  [kN/m 2]

30 %をすぎた後は，最大乾燥密度dmax は減尐しべるために，一軸圧縮試験を行った．実験の概要としては，突固めによる土の締固め試験と同建設工学専攻修士論文審査会
平成 22 年 3 月

400
350
300
250
200
150
10050
013.60%14.16%
14.90%
15.93%

02

468101214

圧縮ひずみ  [%]じ様にモールドで締固めを行い，それを形が崩れないように取り出し，トリマーを使い高さ 10

図-5

一軸試験結果(細粒分含有率 50 %)cm，直径 5 cm に成形する．成形した供試体を毎分 1 ％の圧縮ひずみが生じる速度で圧縮さ5.圧密非排水三軸試験せた．細粒分含有率を変化させて試験を行い，一軸圧縮試験での飽和した際の強度を調べ各試験で含水比を変化させ数回行った．細粒分るため，圧密非排水三軸試験を行った．拘束圧

含有率 30 %での結果を図-4 に，細粒分含有率を 20 kPa，50 kPa として，細粒分含有率 30 %，50 %での結果を図-5 に示す．

締固め回数 12 回で試験を行った．

図-4 を見ると，含水比の増加に伴って，傾き図-6，7，8 に三軸試験での結果を示す．含水とピーク時のひずみが増加している．圧縮応力比は最適含水比と，その前後の 2 点を取った．

は，含水比 9.82 %で最大を取り，それよりも含

図-6 を見ると，変相点ははっきりと見て取るこ

水比が高くても低くても減尐している．細粒分とは出来ない．間隙水圧開始から体積膨張して含有率 30 %の最適含水比 w opt は，11.8 %である

いき，過圧密の挙動であると言える．体積収縮ため，最適含水比よりも 2 %ほど乾燥側の含水するような挙動は見られなかったため非常に比で最大圧縮応力をとったことになる．図-5 で過圧密であったと考えられる．どの含水比でもも，含水比が増加すると圧縮応力が減尐する傾同じカーブで膨張しているのが分かる．

向が見られる．最適含水比 w opt は，15.7 %でありも 2 %ほど乾燥側の含水比で最大圧縮応力をとっていると分かる．

圧縮応力  [kN/m 2]

300
6.88%
9.15%
9.82%
11.02%
11.48%
12.43%
13.53%

250
200150

軸差応力 q [kPa]

り，細粒分含有率 30 %と同様に，最適含水比よ

300
8.79%
14.03%
14.95%

200

10000246810軸ひずみ  a [%]100

図-65000246810

圧縮ひずみ  [%]図-4

一軸試験結果(細粒分含有率 30 %)ひずみ～軸差応力関係(拘束圧 20 kPa)

平成 21 年度

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平成 22 年 3 月

間隙水圧増分 Ue [kPa]と同様な動きが三軸試験の結果からも見ることが出来る．今回の実験では，拘束圧 20 kPa，050 kPa ともに試験ケースが 3 回しか出来なかっ-15たため正確に比較を行うことは出来ないが，ある程度の傾向を見ることは出来る．一軸圧縮試

-30
8.79%
14.03%
14.95%-450

験，三軸試験ともに最適含水比の 2 %ほど低い
際に圧縮応力が最大値を取り，その前後は圧縮246810応力が減尐するが，三軸試験の乾燥側では急激軸ひずみ  a [%]

図-7に応力が低下している．不飽和である一軸圧縮軸ひずみ～Ue 関係(拘束圧 20 kPa)

試験では，サクションの影響があるために急激な低下が見られないものと考える．三軸試験では，飽和させるためサクションの影響が現れず，

軸差応力 q [kPa]2508.79%
14.03%
14.95%

200

このような急激な減尐につながったものと考
える．

1501007.まとめ500

各試験を行い，それぞれの結果の相関性を比050100

較することが出来た．今後は，実験ケースを増150やし，さらなる検討を行いたい．

平均主応力 p [kPa]

図-8

有効応力経路(拘束圧 20 kPa)

6.結果の比較一軸試験での最大圧縮応力max と，三軸試験でのせん断終了時の軸差応力 q の結果を比較した．結果を図-9 に示す．
一軸圧縮試験では，最適含水比の 2 %ほど低い際に圧縮応力が最大値を取り，その前後は圧30025020015010050

一軸圧縮試験

0810

図-91214含水比  [%]

結果の比較

400
350300250200150
100
三軸試験(50kPa)
50三軸試験(20kPa)
01618

軸差応力 q [kPa]

最大圧縮応力  max [kN/m2]

縮応力が減尐するという動きが見られる．それ