透水係数の大きい・小さいの意味｜土質区分別の目安値と地盤設計への応用
この記事の要点
透水係数の大きな地盤では排水が早く、圧密沈下の完了が速い。逆に透水係数の小さい粘土地盤では排水に長時間かかり、圧密が何年もかかることがある。この違いが地盤設計で重要だ。
土質区分と透水係数の目安値を覚えておくと、地盤調査報告書の読解と改良工法の選定が速くなる。砂礫・砂・シルト・粘土の順に透水係数が小さくなるという傾向が基本だ。
間隙比eが大きいほど・粒径Dsが大きいほど透水係数kは大きくなる
水温が高いほど粘性係数が小さくなり、透水係数は大きくなる
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透水係数は土の間隙、粒径、粒度などに大きく影響します。間隙比が大きくなると透水係数も大きくなります。
また、土粒子の直径が大きいほど透水係数も大きくなります。逆に土粒子の直径が小さければ透水係数も小さいです。
今回は透水係数の大きい、小さいの意味、土質区分と目安について説明します。
透水係数の詳細、求め方は下記が参考になります。
透水係数とは？土質区分別の目安・求め方（定水位・変水位試験）
透水係数の大きい、小さいの意味は？
透水係数の値の大きさは、土の間隙、粒径、粒度などが影響します。透水係数kと間隙比、粒径等の関係を表す式を下記に示します。
γwは水の単位体積重量、ηは粘性係数、Cは形状係数、Dsは粒子直径、eは間隙比、iは動水勾配、Aは土の全断面積です。
上式より透水係数の大きい、小さいと各係数の影響は下記の通りです。
- ・間隙比e（土粒子の体積に対する間隙の体積の割合）が大きいと透水係数は「大きい」、間隙比が小さいと透水係数は「小さい」
- ・粒径（土粒子の直径）Dsが大きいと透水係数は「大きい」、粒径が小さいと透水係数は「小さい」
- ・粘性係数が大きい（水温が低い）と透水係数は「小さい」、粘性係数は小さい（水温が高い）と透水係数は「大きい」
上記より、粒径の大きな土粒子を含む土である砂質土や礫質土の透水係数は大きく、粒径の小さな粘土を含む土である粘性土の透水係数は小さいことがわかります。
また、間隙比eは土の間隙の体積を比率で表す値であり、すなわちeが大きければ土の間隙部の体積は大きく水は通りやすくなり、これは直感的なイメージと整合します。
なお、透水係数の値は室内透水試験または現地試験（揚水試験）を行い求めます。透水係数の詳細、透水係数の求め方は下記が参考になります。
透水係数とは？土質区分別の目安・求め方（定水位・変水位試験）
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透水係数の土質区分と目安は？
透水係数の土質区分（土の種類）と値の目安を下図に示します。
透水係数を整理した表を示します。
| 項目 | 透水係数に影響する因子 | 影響 |
|---|---|---|
| 間隙比e | eが大きい⇒kが大きい | 粒子間の隙間が水路となる |
| 粒径 | 粒径が大きい⇒kが大きい | 礫＞砂＞シルト＞粘土の順 |
| 粒度分布 | 均等係数が大きい⇒kが変化 | 細粒分が多いとkが小さくなる |
まとめ
今回は透水係数の大きさについて説明しました。
透水係数の大きさは土の間隙比、土粒子の粒径、水温（粘性係数）などが関係します。
透水係数の意味、定水位透水係数、変水位透水係数の詳細など下記も勉強しましょう。
透水係数とは？土質区分別の目安・求め方（定水位・変水位試験）
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
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理解度チェック
透水係数の大小は何に影響される？
間隙比eが大きいほど・粒径が大きいほど透水係数kは大きくなります。水温が高いほど粘性係数が小さくなり透水係数は大きくなります。
透水係数の大小と圧密の関係は？
透水係数の大きな地盤は排水が早く圧密沈下の完了も速く、小さい粘土地盤は圧密に長時間かかります。
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- 2010年 弊サイトを開設
- 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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