建築学生が学ぶ構造力学

建築学生が学ぶ構造力学
  1. HOME > 基礎構造を学ぶ > ベーン試験とは?原位置せん断試験・粘着力の求め方・試験方法(十字羽根)

ベーン試験とは?原位置せん断試験・粘着力の求め方・試験方法(十字羽根)

この記事の要点

ベーン試験は先端の十字羽根(ベーン)を地盤に挿入して回転させ、抵抗モーメントから粘性土のせん断強さ(粘着力c)を原位置で測定できる試験方法である。

この記事では、ベーン試験とは何か、原位置せん断試験とは何か、粘着力はどう求めるのか、試験方法(十字羽根)とは何かを整理します。

【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット


ベーン試験とは粘性土のせん断強さ、粘着力を測定する方法です。原位置(その場で)で、地盤の強さが測定できる方法です。


今回はベーン試験の意味、試験法、せん断強さ、粘着力との関係について説明します。※その他、下記の地盤調査も参考にしてくださいね。

一軸圧縮試験とは?方法・供試体寸法・粘着力と一軸圧縮強度の求め方

三軸圧縮試験とは?意味・供試体の試験法とuu・cu・cd試験の違い(地盤調査)

ベーン試験とは?

ベーン試験とは、原位置の地盤のせん断強さ、粘着力を測定する試験です。


原位置とは、その場で可能という意味。例えば、ベーン試験に必要な器材を現地に持っていき、その場で測定可能。


なお、粘性土のせん断強さを試験する方法です。


室内試験を行い、せん断強さや粘着力を測定する方法は沢山あります。


ベーン試験は、原位置で測定するために開発された試験法です。


なお、乱さない土を採取して、室内でベーン試験を行うことも可能です(土の供試体が成形できないほど軟弱な場合に有効)。


土のせん断強さ、乱さない土の意味は下記をご覧ください。

土のせん断強さとは?τ=c+σtanφの求め方と砂質土・粘性土の違い

乱さない試料とは?1分でわかる意味、採取方法、不攪乱試料の読み方、乱した試料との違い、土質試験との関係は?

100円から読める!ネット不要!印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒ いつでもどこでも読める!広告無し!建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

ベーン試験の方法

ベーン試験は、下図に示す器具を使います。先端に十字の羽根が付いています。※十字の羽根をベーンといいます。

ベーン試験

ロッドを回転させ、トルクを与えます。このとき、土が抵抗するので、抵抗モーメントを測定します。


抵抗モーメントをもとに、せん断強さを計算します。

ベーン試験とせん断強さ、粘着力の関係

ベーン試験により得られた、せん断強さをs、抵抗モーメントをMとします。せん断強さと抵抗モーメントの関係は下式です。


Dは十字羽根の長さ(羽根の全幅)、Hは羽根の高さです。


よって、ベーン試験では、せん断強さが、抵抗モーメントと羽根の大きさから算定できます。


現地で測定し、せん断強さがその場で計算できますね。


また、ベーン試験で求めたせん断強さは粘着力cと概ね一致します。


ただし、一軸圧縮試験で求めたcより、やや大きめの値になることが一般的に知られています。


※粘着力、一軸圧縮試験は下記が参考になります。

土の粘着力cとは?1分でわかる意味、求め方、単位、n値との関係は?

一軸圧縮試験とは?方法・供試体寸法・粘着力と一軸圧縮強度の求め方

ベーン試験の覚え方

ベーン試験は原位置試験ともいいます。ベーン試験の内容と、名称の覚え方は下記の3つです。


・粘性土のせん断強さ、粘着を測定できる

・原位置で測定するために開発された試験

・ベーンとは、器具先端の十字羽根のこと


特に、十字羽根がベーンだと覚えておけば、そのまま試験名称を暗記できますね。

混同しやすい用語

一軸圧縮試験

一軸圧縮試験は、採取した供試体を室内で押しつぶしてせん断強さ(粘着力)を求める室内試験。

ベーン試験が現地の地盤で原位置測定するのに対して、一軸圧縮試験は室内で供試体に行うため採取・成形が必要な点が異なる。

なおベーン試験で求めた粘着力は一軸圧縮試験のcよりやや大きめになる。

ベーン試験を整理した表を示します。

項目ベーン試験一軸圧縮試験
試験場所原位置(現場)室内
対象土軟弱な粘性土成形できる粘性土
測定値抵抗モーメント→せん断強さs圧縮強度qu→粘着力c=qu/2

まとめ

今回はベーン試験について説明しました。ベーン試験は、原位置での地盤のせん断強さ、粘着力を測定する方法です。


原位置」で測定できるのがポイントです。ベーン試験の特徴や方法を理解してくださいね。


また、三軸圧縮試験、一軸圧縮試験、標準貫入試験なども併せて参考にしてくださいね。

三軸圧縮試験とは?意味・供試体の試験法とuu・cu・cd試験の違い(地盤調査)

標準貫入試験とは?1分でわかる意味、打撃回数とn値の関係、試料の種類

土のせん断強さとは?τ=c+σtanφの求め方と砂質土・粘性土の違い

【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット

この記事の内容を○×クイズで確認する

この記事で学んだ内容は、無料の○×問題集でも確認できます。

意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

ゼロ所長の構造力学問題集で確認する

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

▼用語の意味知らなくて大丈夫?▼

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集

▼同じカテゴリの記事一覧▼

▼カテゴリ一覧▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

建築構造がわかる基礎図解集

【無料】ゼロ所長が解説!建築士試験の構造を効率よく学ぶ

・試験に出るポイントをわかりやすく解説

・今すぐnoteで学ぶ ⇒  ゼロから学ぶ建築士試験の構造

わかる1級建築士の計算問題解説書

計算の流れ、解き方がわかる!1級建築士【構造】計算問題解説集

わかる2級建築士の計算問題解説書!

【30%OFF】一級建築士対策も◎!構造がわかるお得な用語集

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集
pdf版の学習記事

プロフィール

建築の本、紹介します。▼

すぐにわかる構造力学の本

同じカテゴリの記事一覧

Topへ >>

  1. HOME > 基礎構造を学ぶ > ベーン試験とは?原位置せん断試験・粘着力の求め方・試験方法(十字羽根)
  2. 1級の過去問(計算)解説
  3. わかる建築構造の用語集・図解集
  4. 1頁10円!PDF版の学習記事