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締固め曲線とは?1分でわかる意味、特徴と考察、砂質土と粘性土との違いは?

この記事の要点

締固め曲線とは、縦軸に乾燥密度、横軸に含水比をとったグラフで、土の締固め試験から得られます。

一般に山形の形状となり、含水比が大きくても小さくても乾燥密度は最大になりません。

曲線の頂点が最大乾燥密度、その時の含水比が最適含水比で、本記事では砂質土と粘性土の違いも解説します。

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締固め曲線とは縦軸に乾燥密度、横軸に含水比をとったグラフです。締固め曲線は、土の締固め試験により得られます


一般に、締固め曲線は山形の形状となり、含水比は大きくても小さくても「乾燥密度は最大とならない」ことが知られています。


締固め曲線の頂点(山形の頂部)を「最大乾燥密度」といい、この時の含水比を「最適含水比」といいます。


今回は、締固め曲線の意味、特徴と考察、砂質土と粘性土との違いについて説明します。


土の締固め、締固め試験の詳細は下記が参考になります。

土の締固めの目的は?最適含水比・締固め曲線の読み方と実務への応用

土の締固め試験とは?1分でわかる意味と方法、締固め曲線とは?

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締固め曲線とは?特徴と考察

締固め曲線とは、縦軸に乾燥密度、横軸に含水比をとったグラフです。締固め曲線は、土の締固め試験により得られます。締固め試験の詳細は下記をご覧ください。

土の締固め試験の目的は?1分でわかる意味、試験の方法、締固め曲線と土の種類の関係は?


下図に締固め曲線を示します。一般に、締固め曲線は山形の形状となり、含水比は大きくても、小さくても「乾燥密度は最大とならない」ことが分かります。


締固め曲線


また、上図に示す締固め曲線の頂点(山形の頂部)を「最大乾燥密度」といい、この時の含水比を「最適含水比」といいます。


土の締固めの効果(密度の向上)は、含水比と締固め時のエネルギー(仕事量)に依存します。


下図のように、仕事量の大きい方が、最適含水比が小さく、最大乾燥密度は大きいことが分かります。


※但し、締固めのエネルギーが大き過ぎると逆効果になる場合もあります。


締固め曲線とエネルギーの大小


土の締固め、最大乾燥密度、最適含水比の詳細は下記が参考になります。

土の締固めの目的は?最適含水比・締固め曲線の読み方と実務への応用

最大乾燥密度(ρdmax)とは?求め方・最適含水比・締固め試験との関係

最適含水比とは?1分でわかる意味、求め方、読み方、記号、最大乾燥密度との関係は?

締固め曲線の砂質土と粘性土との違いは?

締固め曲線の砂質土と粘性土との違いを下図に示します。


締固め曲線の砂質土と粘性土との違い


上図の通り、砂質土では締固め曲線の勾配が急ですが、粘性土では勾配が緩やかな曲線です。


また、砂質土の方が粘性土と比べて「最大乾燥密度が大きく、最適含水比が小さい」といえます。


以上、砂質土と粘性土の違いを整理すると


・締固め曲線(砂質土) ⇒ (粘性土と比較して)最大乾燥密度が大きい、最適含水比が小さい。

締固め曲線の勾配が急、すなわち、含水比の変化による乾燥密度の変化が大きい。

・締固め曲線(粘性土) ⇒ (砂質土と比較して)最大乾燥密度が小さい、最適含水比が大きい。

締固め曲線の勾配が緩やか、すなわち、含水比の変化による最大乾燥密度の変化は小さい。


となります。砂質土、粘性土の詳細は下記が参考になります。

砂質土とは|読み方・特徴・内部摩擦角・N値との関係(さしつど)

粘性土(ねんせいど)とは?特徴・液状化しにくい理由・内部摩擦角

締固め曲線を整理した表を示します。

項目グラフの軸ピーク
縦軸乾燥密度(g/cm3)最大乾燥密度
横軸含水比(%)最適含水比
締固め曲線山形の曲線含水比が多すぎても少なすぎても密度低下

まとめ

今回は、締固め曲線について説明しました。締固め曲線とは縦軸に乾燥密度、横軸に含水比をとったグラフです。


一般に、締固め曲線は山形の形状となり、締固め曲線の頂点を「最大乾燥密度、その時の含水比を最適含水比」といいます。


土の締固め、締固め試験、最大乾燥密度の詳細は下記が参考になります。

土の締固めの目的は?最適含水比・締固め曲線の読み方と実務への応用

土の締固め試験の目的は?1分でわかる意味、試験の方法、締固め曲線と土の種類の関係は?

最大乾燥密度(ρdmax)とは?求め方・最適含水比・締固め試験との関係

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理解度チェック

Q.

締固め曲線とは?

縦軸に乾燥密度、横軸に含水比をとったグラフで、土の締固め試験から得られます。一般に山形の形状になります。

Q.

締固め曲線の頂点は何を表す?

曲線の頂点が最大乾燥密度、そのときの含水比が最適含水比です。

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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