室内透水試験とは｜定水位・変水位法の手順と透水係数の求め方を解説
この記事の要点
地盤調査で「透水係数が小さいから、地下水位が高くても浸透圧は問題ない」と言われたとき、その根拠になるのが室内透水試験のデータだ。試験方法によって適した土質が違うので、方法の選択が重要になる。
この記事では室内透水試験の意味・定水位透水試験と変水位透水試験の手順と違い・透水係数の求め方を解説する。
定水位透水試験は砂質土に、変水位透水試験は粘性土に適用される
現地で行う試験を揚水試験（現場透水試験）といい、より実際の地盤を反映した透水係数が得られる
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室内透水試験とは透水係数を算定するための室内試験であり「定水位透水試験、変水位透水試験」の２つの方法があります。
また、現地で透水試験を行う「揚水試験」や簡易的な現場透水試験があります。
今回は室内透水試験の意味、試験の種類、透水係数の求め方について説明します。
透水試験、透水係数の詳細は下記が参考になります。
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室内透水試験とは？室内透水試験の種類は？
室内透水試験とは、透水係数を算定するための室内試験であり
・定水位透水試験
・変水位透水試験
の２つの方法があります。また、実際の現地の地盤で行う透水試験を現地試験（現場透水試験）または揚水試験といいます。
室内透水試験の場合、供試体を製作するための試料を現地で採取し、室内試験所まで持ち運ぶ必要があり、採取に伴う試料の乱れ、あるいは採取した試料が地盤のある一部の性質を表しているだけの可能性（地盤が均一でない）もあり、得られた透水係数の適用は「限定的になる」ことを理解しましょう。
一方で、現場透水試験（揚水試験）は、現地に揚水井戸、観測井戸を掘り、揚水による水位を測定して透水係数を算定します。現地で実際の地盤の透水係数が得られます。透水試験、揚水試験、透水係数の詳細は下記が参考になります。
定水位透水試験は砂質土について、変水位透水試験は粘性土について行われます。定水位透水試験は給水することで水頭差を一定に保ちながら供試体に水を透過させ、水槽から溢れる水量を測定し、ダルシ―の法則から透水係数kを算定する方法です。
定水位透水試験とは？透水係数の公式k=QL/(Aht)・計算と変水位透水試験との違い
変水位透水試験は給水しないため時間の経過と共に水頭が低下します。この時間の経過に対応する水頭を測定し透水係数kを算定します。詳細は下記をご覧ください。
変水位透水試験とは｜公式・試験手順と定水位透水試験との違いをわかりやすく解説
透水係数の求め方は？
定水位透水試験、変水位透水試験の透水係数の求め方は下記の通りです。
【定水位透水試験】
【変水位透水試験】
Qは流量、Ｌは供試体の長さ、Ａは供試体の断面積、Ｈは水頭差、tは時間です。
透水係数の求め方は下記が参考になります。
混同しやすい用語
- 定水位透水試験と変水位透水試験：定水位は砂質土用で給水して水頭差を一定に保つ。変水位は粘性土用で給水せず水頭が変化する
- 室内透水試験と揚水試験：室内は採取した試料で行う試験。揚水試験は現地の地盤で行い、より実際の地盤を反映する
室内透水試験を整理した表を示します。
| 試験の種類 | 適用する土 | 特徴 |
|---|---|---|
| 定水位透水試験 | 砂質土 | 水頭差一定で計測 |
| 変水位透水試験 | 粘性土 | 水頭が変化しながら計測 |
| 透水係数k | 両試験から算出 | 地盤の透水性を示す指標 |
まとめ
今回は室内透水試験について説明しました。室内透水試験は透水係数を測定するために行う室内試験です。室内透水試験には定水位透水試験、変水位透水試験があります。定水位透水試験、変水位透水試験の詳細など下記も勉強しましょう。
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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。
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- 名前 ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
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- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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