【59】全地連「技術ｅ-フォーラム2008」高知締固め特性に着目したため池堤体土の強度設定株式会社ウエスコ田平健二 ○森下智貴堀 1. はじめに 100 90 通過重量百分率 (%) 本稿は、農業用老朽ため池改修に伴う調査事例である。ため池堤体土の強度特性について、かく乱試料を用いた締固め試験結果と写真-1 に示す二重管式標準貫入試験器（以下 SPT サンプラー）で求めた湿潤密度を用いて、考察した。コネクタ－ヘッドシュ－ φ51 φ 35 俊男 560 70 60 50 40 30 20 盛土上層の粒度分布 10 三軸圧縮試験の供試体の粒度分布 0 0.001 スプリットバレル 75 80 0.010 0.100 1.000 粒　径 (mm) 10.000 100.000 175 図-1 粒度試験結果 50 610 150 810 （2）最大粒径制限による土質試験の試料の相違真鍮製中空管内径φ35, 外径φ38 土質試験は試料が礫などの粗粒分を含む場合について、最大粒径が設定されており、最大粒径の相違により試験 100 に用いられる粒度特性が変化する可能性がある。堤体土の締固め試験は、A-b 法で行った。その場合、モールド径は 100mm であり、最大粒径は 20mm となる。写真-1 SPT サンプラー一方、三軸圧縮試験は、50mm のモールドを用いて行っ 2. 着目・留意点た。その場合、最大粒径は 2mm となる。表-1 に各試験（1）ため池堤体土の湿潤密度と締固め状況のモールド径と最大粒径をまとめる。堤防の土質定数の設定は、本来なら不かく乱試料を採堤体土の粒度試験の結果を図-1 に示す。最大粒径は取して把握するべきである。しかし、そのためには大掛 19mm であり、締固め試験は試料をそのまま使用できるかりな装置が必要であり、経済面での制約もあることかが、三軸圧縮試験を行う場合は、2mm ふるい通過試料にら一般的に困難である。そこで、堤体でボーリングによついて供試体を作成する。すなわち、両試験についてはるかく乱試料を採取し、原位置の湿潤密度で締固めた試粒度特性が変化している。したがって、2mm ふるい通過料について三軸圧縮試験を行うことにより土質強度を設試料について締固め試験を行い、締固め特性の変化につ定した。いて考察する。原位置の湿潤密度は、標準貫入試験を行う際に、体積表-1 と重量が一定の真鍮製のスリーブを内部に装備した SPT サンプラーを用いて測定した。また、かく乱試料について締固め試験を行い、得られた湿潤密度と締固め状況の関係を考察した。各試験のモールド径と最大粒径試験の種類モールド径最大粒径締固め試験（A-b 法） 100mm 20mm 三軸圧縮試験 50mm 2mm gr Co H=13.6m 盛土（上層） gr Co 盛土（下層） gr gr 板 55.82 gr 図-2 堤体断面図基礎地盤線図全地連「技術ｅ-フォーラム2008」高知 3. 材料特性（１）試料採取は、堤長13.6m のため池であり、盛土は、過去の改修で 1.86 嵩上げされている。堤体土は上層（嵩上げ部）と下層（旧実施した試験結果について示す。締固め試験用の試料は、φ86mm の鉛直ボーリングにより採取した（深度は表層を除く GL-2.0～6.5m）。（２）土質特性堤体土の自然含水比は、ｗn＝13.2%であり、N 値は11 1.7 1.62 1.54 1.46 三軸試験試料の締固め曲線 ρdmax=1.626(g/cm3) wopt=18.9% ～19である。土質は、φ2～70mm 程度の礫が混入し、やや粘性を含んだ砂質地盤である。三軸試験を行う試料は SPT試験締固め85% 一般値 1.78 乾燥密度（g/cm3）堤体部）の2層に分けられ、本稿では、盛土上層について通常の締固め曲線 ρdmax=1.799(g/cm3) wopt=14.8% 1.94 ため池堤体の断面図を図-2に示す。対象となるため池 1.38 2mm 以上の粒径をカットする。その際、細粒分含有率 1.3 0 （FC）は12%から23%へと増加する。 4. 結果と考察 4 8 図-3 12 16 含水比（％） 20 24 28 乾燥密度と締固め特性の関係（1）密度測定結果 SPT サンプラーを用いた密度は、ρd=1.871(g/cm3)であカットすることにより、最大乾燥密度が低下した。そのった。SPT サンプラーで求めた乾燥密度は、上載荷重をため、三軸圧縮試験においては、過度の締固め状態にあ考慮して補正することが提案されている１）。り、その点においては定数を過小に評価している可能性その結果、堤体土の密度条件は表-2の通りとなる。表-2 がある。各条件の密度特性密度補正前補正後湿潤密度(g/cm ) 2.118 2.055 乾燥密度(g/cm3) 1.871 1.815 3 ※含水条件は、ｗn=13.2%としている（2）密度と締固め特性の関係図-3に堤体土の締固め曲線を示す。試験の結果、最大（4）三軸圧縮試験（CU 試験）図-3に示す密度条件で供試体を作成し、三軸圧縮試験を実施した。結果を表-3にまとめる。 ① SPT サンプラーによる湿潤密度測定値 ② Dc=85％で締固めた場合の湿潤密度 ③ 単位体積重量の一般値（γt＝19kN/m3）表-3 三軸圧縮試験結果 3 条件乾燥密度は1.799g/cm 、最適含水比は14.8%であった SPT サンプラーから得られた乾燥密度は、締固め曲線よりやや高い値を示した。(2)式より得られる締固め度は、101％となった。締固め度 Dc=ρd/ρdmax×100(%)・・・(2)式 ①SPT ②Dc85% ③一般値 c (kN/m ) 13.2 12.9 35.1 2 全応力有効応力 φ(°) 32.2 25.7 24.7 c’ (kN/m2) 6.2 10.2 19.6 φ’(°) 36.5 33.5 29.7 2mm ふるい通過試料についての締固め曲線を図3に示す。最大乾燥密度は低下し、最適含水比は高くなった。 5. まとめこれは、試料の細粒分が増加し、締固め特性が悪くなっ（1）SPT サンプラーにより原位置の湿潤密度を測定した。たためである。締固め度は100%を越える結果となった。今後、RI 検参考として、SPT サンプラーの結果に併せて、砂質土 2) 3 の一般値である単位体積重量γ=19kN/m の場合、締固め度 Dc=85%の場合の乾燥密度をプロットした。層を併せて行うなどデータの精査に努める。（2）室内試験において粒径制限により、試験を行う試料の性質が変化する可能性がある。土質定数の設定を行う際には、試料の特性を把握し、検討する必要がある。（3）最大粒径の違いによる締固め特性の変化表-1で示したように、土質定数を得るために行う三軸圧縮試験は最大粒径を2mm とした試料で行う。本調査地においては、2mm 以上の礫はおよそ60％程度であり、礫をカットすることにより土の強度が低下し、設計を行う際に過大となる可能性がある。また、2mm 以上の粒径を《引用・参考文献》 1) 奥山一典：密度による砂礫地盤の力学定数の推定システム，岡山大学博士論文，2000.9. 2) 中日本高速道路株式会社編：設計要領第一集，pp.1-44， 2007.4