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土の物理試験結果とは?土の性質を知る6つのTIPs

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地盤工学と土質力学、似ているようですが両者は違う学問のようです。前者は、地盤に関する力学的問題を扱い、後者は土の性質を扱います。


ボーリング調査を行うと、標準貫入試験と共に室内試験も行います。今回は、土の性質を知るための6つのTIPsとして、土質試験で明らかとなる土の性質について紹介します。


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1.土粒子の密度は、特殊土以外は概ね2.6t/m3程度

土粒子の密度は概ね2.6t/m3と覚えておけば良いでしょう。もちろん、砂質土や粘性土で値に開きがありますが、大きく外れないと思います。


ちなみに、地盤調査報告書を読むと単位が「g/c3」となっていますが、コレは僕たちが設計でイメージしやすい単位「t/m3」で考えると便利です。


RCで2.4t/m3、鋼で7.85t/m3あるので、土粒子の密度は中々重いようです。

2.土の単位体積重量と土粒子の密度は違う。

上記に関連して、間違えてはいけないのが土粒子の密度と土の単位体積重量を同一に考えないことです。なぜなら、土には「土粒子、水、空気」が混ざっており土粒子本来の重量より軽くなるからです。

3.土の含水比から地盤を判別できる。

土には土粒子の他に水が含まれています。この含水比を調べることで、土の種類を判別することが可能です。


一般的に言えることは、含水比が高い土は粘性土になります。逆は砂質土です。また有機物を含んだ土も含水比が高くなる傾向があります。


余談ですが、僕の地元では「まさ土」がとれる場所がありました。まさ土を触るとわかりますが、とてもサラサラした土です。当然、含水比は低いものです。


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4.粒度組成は土粒子の大きさがわかる


粒度組成とみると、難しい専門用語のように思います。しかし、中身は簡単。土に含まれる土粒子の大きさを割合で示したものです。


これは、粒径加積曲線で示します。この曲線は横軸を粒径、縦軸を通過百分率で示します。横軸の粒径とは土粒子の大きさ、縦軸は全質量に対する粒径の割合です。粒径加積曲線は、曲線をみて土粒子の分布を読むことができます。


例えば、細かい粒子が多い土では、ほとんどが粒径の細かい範囲で曲線が分布します。粒径は左側にいくほど細かい粒子ですから、曲線が左側に位置するほど細かい粒子が多い土。右側に位置するほど、大きな粒子が多い土と判断可能です。

5.土は含水比によって性質が変化する。

他の構造材料と比べて土が特筆すべきが、含水比によって性質が変化することです。液性⇒塑性⇒半固体⇒固体のように性質が変化します。


この物理試験は、水につけた粘土状の土を指で練って行います。指で練ると次第に水が失われ、性質が変わるのです。


含水比によって土の性質が変化することをコンシステンシーと呼びます。

6.湿潤密度は一般的にいう土の密度のこと

土粒子の密度と比べて、湿潤密度は一般的にいう土の密度に近いものです。粘性土の方が、含水比が大きい分、土粒子の密度より小さくなります。


砂質土は含水比が少ないので、粘性土より大きな密度です。

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