変水位透水試験とは？1分でわかる意味、方法、公式、定水位透水試験との違いは？

この記事の要点

変水位透水試験は給水しないため時間とともに水頭差が変化する透水試験で、粘性土に適用される

スタンドパイプ（小径の筒）を用いて時間の変化に対応する水頭の変化を測定し、透水係数kを算定する

透水係数の公式は「k=2.3aL/A(t2-t1)×log(h1/h2)」で表される

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変水位透水試験とは給水しないで、スタンドパイプ（小径の筒）から供試体に水を透過させ、時間の変化に対応する水頭の変化を測定して、透水係数kを算定する試験です。変水位透水試験による透水係数kの公式は「k=2.3aL/A(t2－t1)×log(h1/h2)」です。今回は変水位透水試験の意味、方法、公式、定水位透水試験との違いについて説明します。変水位透水試験の公式の詳細、導出は下記が参考になります。

変水位透水試験の公式は？導出方法、定水位透水試験の公式と違いは？

変水位透水試験とは？方法は？

変水位透水試験とは、給水しないため水頭差が時間と共に変化するような透水試験です。また経験的に変水位透水試験は、粘性土の透水係数の算定のために行います。

変水位透水試験ではスタンドパイプとよばれる小径の筒から供試体に透水させ、時間の変化に対応する水頭の変化を測定することで、後述する公式から透水係数kを算定できます。

変水位透水試験では給水しないため、時間の経過とともに水は供試体を透過し、ゆえにスタンドパイプ中の水頭は低下します。この時間の変化および水頭の変化量の関係を積分することで、透水係数kを求める公式が導出できます。

変水位透水試験による透水係数の公式は？

変水位透水試験の結果から算定できる透水係数kの公式を下記に示します。

Aは供試体の断面積、Lは供試体の長さ、t1は水頭がh1の時点での時間、t2は水頭がh2の移転での時間です。その他、各記号と長さの関係を下図に示します。変水位透水試験による透水係数の公式の詳細、導出方法は下記をご覧ください。

変水位透水試験の公式は？導出方法、定水位透水試験の公式と違いは？

変水位透水試験と定水位透水試験の違いは？

変水位透水試験と定水位透水試験の違いを下記に示します。

・変水位透水試験　⇒　給水しないため水頭差が変化する透水試験。供試体はあらかじめ空気を排除してから飽和させる。粘性土に適用される。

・定水位透水試験　⇒　給水することで水頭差を一定に保って行う透水試験。砂質土に適用される

定水位透水試験の詳細は下記をご覧ください。

定水位透水試験とは？1分でわかる意味、透水係数の公式と計算、変水位透水試験との違いは？

混同しやすい用語

変水位透水試験と定水位透水試験：変水位は粘性土用で給水なし・水頭変化あり。定水位は砂質土用で給水して水頭差一定
スタンドパイプと供試体：スタンドパイプは水を供給する小径の筒。供試体は実際に透水させる試料

試験での問われ方｜管理人の一言

変水位透水試験は「給水しない」「粘性土に適用」「水頭が時間とともに低下する」が試験の核心です。定水位との違いをセットで押さえておくと、選択問題で確実に得点できます。

変水位透水試験を整理した表を示します。

比較項目	変水位透水試験	定水位透水試験
給水の有無	給水しない	給水して水頭差を一定に保つ
適用土質	粘性土	砂質土
水頭差の変化	時間とともに低下	一定（変化しない）