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一軸圧縮試験の目的は？1分でわかる意味、供試体の寸法、支持力との関係は？

一軸圧縮試験の目的は、主に非圧密非排水条件における飽和粘土のせん断強さ（粘着力ｃ）を求めることです。なお、一軸圧縮試験により得られた圧縮強度（一軸圧縮試験）quと粘着力ｃの関係は「ｃ＝qu/2」です。粘着力ｃが分かれば、地盤の支持力度の算定など役立ちます。今回は一軸圧縮試験の目的と意味、供試体の寸法、支持力との関係について説明します。一軸圧縮試験、粘着力の詳細は下記が参考になります。

一軸圧縮試験とは？1分でわかる意味、供試体の寸法、粘着力、一軸圧縮強度

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一軸圧縮試験の目的は？

一軸圧縮試験の目的は、主に非圧密非排水条件における飽和粘土のせん断強さを得ることです。一軸圧縮試験は一般に、自立する飽和粘土の試験にのみ用いられており、砂質土の試験には採用しません。

一軸圧縮試験はせん断速度が速いため間隙水が排水できません。これは非排水条件と同等であり、圧密過程を設けず載荷試験を行うため「非圧密非排水試験（ＵＵ試験）」に相当します。このときφ＝0であり、試験体のせん断強さｓは「s=c+σtanφ　⇒　s=c」となります。

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つまり、せん断強さsは粘着力cそのものです。一軸圧縮試験では、鉛直方向に圧縮荷重のみ作用させるため、モールの応力円を描くとσ3=0、σ1=quとなります。quは試験体に生じる最大の圧縮応力すなわち圧縮強度であり「一軸圧縮強度qu」といいます。

上図より、応力円の半径がせん断強さ（粘着力）と一致するので、粘着力ｃは

だとわかります。なお、一軸圧縮試験で得られるせん断強さ（粘着力）を非排水せん断強さともいいます。

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一軸圧縮試験とは？1分でわかる意味、供試体の寸法、粘着力、一軸圧縮強度

一軸圧縮試験の供試体の寸法は？

一軸圧縮試験の供試体の寸法を下図に示します。

上図のように、供試体の寸法は直径3.5ｃｍまたは5.0ｃｍを標準として、供試体の高さは直径の2～3倍程度とします。供試体の詳細は下記をご覧ください。

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一軸圧縮試験と支持力の関係は？

一軸圧縮試験により得られた粘着力ｃ＝qu/2は地盤の支持力度の算定などに役立ちます。建築分野における地盤の許容応力度は、下記の告示式が示されています。qa が地盤の許容支持力度、quが地盤の極限支持力度です。下記のqaは長期時の値ですが、2倍すると短期時の値になります。

・qa＝qu／3

・qu＝( ic×α×C×Nc)+ ( ir×β×γ1×B×Nr)+ ( iq×γ2×Df×Nq)

上式の１項目は粘着力に関する項であり、前述した粘着力Ｃを代入することで支持力度を得ます（※他の係数も代入が必要）。極限支持力度、一軸圧縮強度の詳細は下記が参考になります。

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まとめ

今回は一軸圧縮試験の目的について説明しました。一軸圧縮試験の目的は、飽和粘土の非圧密非排水条件におけるせん断強さ（粘着力）を求めることです。一軸圧縮試験で得られる粘着力は「一軸圧縮強度qu÷２」により算定できます。一軸圧縮試験、一軸圧縮強度の算定など下記も参考になります。

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