細粒分含有率の異なる試料に対する一軸圧縮試験と UU 三軸圧縮試験の適用性に関する研究
中部土質試験協同組合〇松本 勝己
石原 聖子
法安 章二

1.

容器の中で攪拌及び脱気を 6 時間行い，その後 200kN/m2はじめに一般に，飽和度の高い粘性土に対して土の非圧密非排の圧密圧力により 5 日間一次元圧密を行った。作製した

水（UU）三軸圧縮試験（JGS 0521-2020，以下 UU 三軸圧

試料は容器から慎重に抜出し，5 等分に切分けた後，2 供縮試験と称す。
）を行った場合，非圧密非排水条件（以下試体分を一軸圧縮試験，3 供試体分を UU 三軸圧縮試験にUU 条件と称す。
）であるため，各拘束圧の主応力差は一使用した。また，UU 三軸圧縮試験の拘束圧は，200kN/m2定となり，モールの応力円の破壊包絡線はφu≒0 となる。の圧密圧力で試料作製したことから，過圧密領域の 75，

したがって，一軸圧縮試験（JIS A 1216：2020）が UU 条150 kN/m2 と，正規圧密領域の 300 kN/m2 とした。
（表-2件と仮定できる場合，一軸圧縮強さ（qu）は，UU 三軸圧参照）

縮試験の拘束圧 0 における主応力差に相当することから，試料作製の流れを図-1 に示す。また，作製した試料のcu=qu/2 として粘着力が求められる 1)。

諸元表を表-3 に，粒径加積曲線を図-2 に示す。

一軸圧縮試験は UU 三軸圧縮試験と比較した場合，試①試料調整

験費用が安く，必要な供試体数も一般的に 2 供試体（UU②試料の攪拌及び脱気③試料の圧密④試料の抜出及び切分け三軸圧縮試験は 3 供試体）であるため試料長が短いサンプリング試料でも試験が可能である。
上記の点から，UU 三軸圧縮試験より一軸圧縮試験が選珪砂6号

択される場合がある。ただし，一軸圧縮試験は細粒分含有率が少なくなるにつれて応力解放の影響を受け，過小200kN/m2
青粘土

蒸留水脱気評価される傾向にある 2)。
本研究では，細粒分含有率を変えて試料を作製し，一軸圧縮試験及び UU 三軸圧縮試験を実施した。細粒分含図-1

試料作製の流れ有率の違いによるそれぞれの試験値を比較することで，一軸圧縮試験の適用性を把握することを目的とした。
2.

表-2
試験の種類
一軸圧縮試験
UU 三軸圧縮試験

試験方法

各試験の条件
せん断速度1.0%/min
1.0%/min

側圧75・150・300kN/m2

試験試料は，同一深度の乱れの少ない試料で，細粒分含有率を変えて何パターンか用意することは困難である

表-3

ため，一般に市販されている珪砂 6 号及び青粘土を使用試験結果し，再構成して試料を作製した。珪砂 6 号及び青粘土の配合割合（乾燥質量比）を変えることで細粒分含有率の細粒分含有率 Fc(%)
湿潤密度ρt(g/cm3)

異なる，4 パターンの試料を用意した。
（表-1 参照）

土粒子の密度ρs(g/cm3)

飽和度 Sr(%)

試料名
試料 A
試料 B
試料 C
試料 D

試料 C

試料 D

45.2
2.1062.687
100.0

31.62.070
2.675
95.8

作製する試料の条件
配合割合
珪砂 6 号
0%
25%
50%
65%

100

青粘土
100%
75%
50%
35%

試料の作製は，
珪砂 6 号及び青粘土に蒸留水を混合し，液性限界の約 1～2 倍（基本的には液性限界の 2 倍で調整するが，珪砂 6 号の配合量が多くなるにつれて水分過多となり，土と水が分離してしまうため，蒸留水の量を減らした。
）に調整した。調整した試料は，直径 15cm の通過質量百分率（％）

表-1

試料の諸元表
試料 A
試料 B
諸元
89.1
67.2
1.932
2.034
2.733
2.70999.799.19080706050

試料A
試料B
試料C
試料D

4030201000.001

0.010.1

粒径（mm）

図-2

粒径加積曲線1表-4

試験結果一覧

試験結果

試料 A
試料 B 試料 C 試料 D
一軸圧縮試験
一軸圧縮強さ qu(kN/m2)
96.5
81.767.645.1
非排水せん断強さ
48413423su(=qu/2)(kN/m2)
UU 三軸圧縮試験
粘着力 cu(kN/m2)
42423852
せん断抵抗角φu(°)
0 ※※非排水非圧密条件下では，側方応力に関係なく一定の大きさで扱う「φu=0 法」の考え方を用いる。

試験結果の一覧を表-4 に示す。
試料 A（Fc=89.1%）については，図-3(a)のモールの応
2
力円と破壊包絡線を見ると非排水せん断強さ s（u 48kN/m ）せん断応力 τ（kN/m2）

試験結果
150
一 軸 圧 縮 試 験:
UU 三軸圧縮試験:

100

粘着力:cu=42kN/m2
非排水せん断強さ:su=41kN/m2

500050100150200250300
主応力 σ（kN/m2）(b)

せん断応力 τ（kN/m2）

3.

350

400450試料 B

150
一 軸 圧 縮 試 験:
UU 三軸圧縮試験:

100

粘着力:cu=38kN/m2
非排水せん断強さ:su=34kN/m2

50002の方が粘着力 c（42kN/m）よりも少し大きくなっている。
u50100150200250300
主応力 σ（kN/m2）(c)

基本的には，一軸圧縮試験の結果が UU 三軸圧縮試験の350

400450試料 C影響が出ているものと考えられる。
試料 B（Fc=67.2%）については，図-3(b)のモールの応
2
力円と破壊包絡線を見ると非排水せん断強さ s（u 41kN/m ）と粘着力 cu（42kN/m2）の値に総じて差異はない。
試料 C（Fc=45.2%）については，図-3(c)のモールの応せん断応力 τ（kN/m2）

結果を上回ることは考えづらいことから，試料の乱れの150
一 軸 圧 縮 試 験:
UU 三軸圧縮試験:

100

粘着力:cu=52kN/m2
非排水せん断強さ:su=23kN/m2

50002
力円と破壊包絡線を見ると非排水せん断強さ s（u 34kN/m ）50

100(d)

より粘着力 cu（38kN/m2）がやや大きく出ているが大きく図-3変わることはない。
試料 D（Fc=31.6%）については，図-3(d)のモールの応下回ることが分かる。これは，細粒分含有率が少ないことにより，一軸圧縮試験の結果が応力解放の影響を受けて過小に評価されたためだと考えられる。
細粒分含有率と su/cu の関係を図-4 に示す。試料 A については，su/cu>1.0 の結果は考えにくいため，su/cu =1.0として結果を整理した。su/cu が 1.0 に近いほど一軸圧縮

非排水せん断強さsu/粘着力cu

一軸圧縮試験の結果が UU 三軸圧縮試験の結果を大きく

350

400450試料 D

モールの応力円と破壊包絡線

1.22
力円と破壊包絡線を見ると非排水せん断強さ s（u 23kN/m ）2が粘着力 c（52kN/m）と比較してかなり小さな値となり，u150200
250300
主応力 σ（kN/m2）

1.00.80.60.40.2

試験及び UU 三軸圧縮試験の結果が近く，1.0 より小さい

010値になるほど一軸圧縮試験の結果を用いた場合，過小評
図-4価されることになる。各試験結果を結んだ曲線から，細2030 40 50 60 70
細粒分含有率 Fc（％）

80

90

100

細粒分含有率と su/cu の関係

粒分含有率が 50%を下回るあたりから su/cu は著しく低4.

下傾向を示していることが分かる。

まとめ

せん断応力 τ（kN/m2）

細粒分含有率が 50%を下回る試料については一軸圧縮試験を実施するべきではなく，上回るような試料につい150
一 軸 圧 縮 試 験:
UU 三軸圧縮試験:ては一軸圧縮試験の結果を用いても UU 三軸圧縮試験の100

非排水せん断強さ:su=48kN/m2
粘着力:cu=42kN/m2

結果と大きな差がないという知見を得た。

500050

100

150
200
250300
主応力 σ（kN/m2）(a)

試料 A350

400450《引用・参考文献》
1) 地盤工学会：地盤材料試験の方法と解説 [第一回改訂版],pp.581-613
2) 地盤工学会：土質試験 基本と手引き 第二回改訂版
pp.135-158