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土質試験とは?種類・方法の一覧と三軸圧縮試験を含む試験の選び方

この記事の要点

地盤調査報告書には複数の土質試験結果が含まれます。試験の種類と目的を対応させておかないと、報告書の数値が何を意味するかが分かりにくくなります。

この記事では、土質試験の主要な種類と方法の一覧、試験結果の読み方を解説します。

この記事では、土質試験とは何か、どのような種類があるのか、一軸圧縮試験と三軸圧縮試験はどう違うのかを整理します。

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土質試験とは、土の物性(物理的性質)や強度、透水性を確認する試験です。


土質試験と似た用語で、室内土質試験があります。土質試験と室内土質試験は同じ意味で、単に「土質試験」といいます。


室内土質試験は、室内で行う土質試験ですが、土の単位体積重量や土の分類を確認します。


今回は土質試験の意味、方法、一覧、種類、三軸圧縮試験について説明します。


※三軸圧縮試験、一軸圧縮試験は下記が参考になります。

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)

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

土質試験とは?

土質試験とは、土の性質や強度を確認する試験の総称です。室内で行う試験のため、室内土質試験といいます。


どちらの用語をつかっても間違いでは無いです。


土質試験として、土粒子の密度試験があります。これは、土の固体部分の単位体積重量を計算します。


粒度試験では、砂質土または粘土など、土の種類が分類できます。土の分類は、下記が参考になります。

粗粒分とは|読み方・細粒分との違い・工学的分類(そりゅうぶん)


また、土の強度を確認する試験として、一軸圧縮試験、三軸圧縮試験があります。詳細は、下記が参考になります。

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)

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

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土質試験の種類と一覧、方法

土質試験の種類として下記があります。


土粒子の密度試験(JIS A 1202)

土の含水比試験(JIS A 1203)

土の粒度試験(JIS A 1204)

土の液性限界試験(JIS A 1205)

土の塑性限界試験(JIS A 1205)

収縮限界試験(JIS A 1209)

湿潤密度試験(JGS 0191)

突き固め試験(JIS A 1210)

CBR試験(JIS A 1211)

透水試験(JIS A 1218)

圧密試験(JIS A 1217)

一軸圧縮試験(JIS A 1216)

三軸圧縮試験(JGS 0520~0524)

コーン指数(JIS A 1228)


各試験の方法は、JISやJGS(地盤工学会規格)に規定されます。建築物の設計に必要な試験として、


密度試験

含水比試験

粒度試験

液性限界試験

塑性限界試験

透水試験

圧密試験

一軸圧縮試験

三軸圧縮試験


があります。なお、密度試験から塑性限界試験までを、「物理試験」といいます。土の物理的性質を確認する試験だからです。


一軸圧縮試験、三軸圧縮試験は、土の強度を確認する試験として、良く使います。


試験結果を用いて、地盤の強度を判断することも多いので理解しましょう。一軸圧縮試験、三軸圧縮試験は、下記が参考になります。

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)

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

土質試験の利用方法と求める値

土質試験の利用方法と、試験により「何を求めるのか」説明します。下記に整理しました。


密度試験 ⇒ 物質の判断、飽和度の計算。単位体積重量を求める

含水比試験 ⇒ 土の含水量の状態判断。含水比を求める

粒度試験 ⇒ 粒度分布の確認。

土の分類。

各粒径に対する質量比を求める

液性限界試験 ⇒ 土の分類、変形、塑性の判断。液性限界を求める

塑性限界試験 ⇒ 同上。塑性限界を求める

透水試験 ⇒ 土の透水性、当水量の算定

圧密試験 ⇒ 沈下量の計算、沈下時間の計算。圧密係数、圧密指数、圧密降伏応力、体積圧縮係数を求める

一軸圧縮試験 ⇒ 土の支持力の算定。一軸圧縮強さ、変形係数を求める

三軸圧縮試験 ⇒ 土の支持力の算定。粘着力、内部摩擦角を求める

土質試験の三軸圧縮試験

土質試験の中に、三軸圧縮試験があります。三軸圧縮試験は、三方向から圧縮力を作用させる試験です。


より実際の地盤に近い状況で、強度試験を行います。三軸圧縮試験の詳細は、

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)

混同しやすい用語

原位置試験

原位置試験は、現地の地盤で直接行う試験(標準貫入試験・SS試験など)。

土質試験が採取した試料を室内で分析するのに対して、原位置試験は現場でそのまま地盤の性状を調べる点が異なる。

試験区分試験名求める値
物理試験土粒子の密度試験土粒子密度
含水比試験含水比
粒度試験粒径・粒度分布
強度試験一軸圧縮試験一軸圧縮強度・粘着力
三軸圧縮試験粘着力・内部摩擦角

まとめ

今回は土質試験について説明しました。土質試験は、土の物理的性質や強度を核にする試験です。


土質試験は、室内で行います。土の強度を確認する試験として、一軸圧縮試験や三軸圧縮試験があります。


この2つは是非、理解してください。また、土の分類や密度を確認する一般的な試験もあります。

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)

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

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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)。

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