【36】全地連「技術フォーラム2014」秋田チューブサンプラー（短尺サンプラー）を用いた原位置飽和度測定手法の開発㈱東京ソイルリサーチ東京支店技術調査部 ○ 小松洋之安浩輝乾一幸吉田 1. はじめに近年，砂地盤の不飽和化による液状化対策工法が試行正 ⑥飽和度Ｓr の算定・湿潤重量による方法：Ｓr = w・ρs／ｅ・ρw される中で，簡便に飽和度を測定する方法が求められて（ここで，含水比 w は湿潤重量Ｗt と乾燥重量Ｗd よいる。本発表は，砂地盤の飽和度の測定方法のひとつとり算定，間隙比ｅは体積Ｖによる乾燥密度 ρd と土して開発したチューブサンプラー（以下，短尺サンプラ粒子密度 ρs より算定）ーと呼ぶ）による採取試料を用いた測定方法を紹介する。・ボイルの法則による方法：Ｓr = 100・Ｖw／Ｖv 同法は，サンプリングから飽和度測定の過程を水中で行（ここで，間隙体積Ｖv は乾燥重量Ｗd・土粒子の密い，サンプリング試料からの脱水を発生させずに，採取度 ρs より土粒子体積Ｖs を算定して，間隙比ｅよした試料の飽和度を現地にて測定する方法である。り算定。間隙水体積Ｖw はＶw=Ｖv-Ｖa とし，間隙空気体積Ｖa は段階加圧Ｐi による体積変化量 ΔＶi 2. 飽和度測定の原理と測定方法の関係からボイルの法則（Ｐ1Ｖ1＝Ｐ2Ｖ2）により算（1）飽和度の測定原理定。）地盤の飽和度を実測値として求める方法の一つとし ① て，チューブサンプリングした乱れの少ない試料を用い室内試験により算定する方法がある。但し，砂質土においては，ボーリング孔からサンプラーを地上に引き上げる際に脱水が生じ，その段階で飽和度は異なってしまう。このため，砂質土の原位置における飽和度をチューブサ ② ンプリング試料から求めることは，一般的には困難とされている。一方，サンプリングから飽和度測定の過程で，採取試料を一切水中から出さずに脱水を発生させなければ，チューブサンプラーで採取した砂質土試料を用いても，原 ③ 位置の飽和度が保たれた状態の試料として飽和度を求めることができる。加えて，サンプリングした現地で直ちに測定を行うことにより，試料運搬時の乱れや温度変化による溶存空気の気化に伴う飽和度への影響を除いた測 ④ 定が可能となる。 (2) 飽和度の測定方法飽和度の測定方法は，安価で簡便な手法であることを前提として考案したものであり，機械ボーリング（ロー ⑤ タリー式）および飽和度測定用のサンプリングは，通常のボーリング調査と概ね同様な装置である。サンプリングから飽和度測定の作業概要を以下に示 ⑥ す。（図-1および図-2参照） ①短尺サンプラーによる乱れの少ない試料採取 ②脱水を完全に遮断した状態でのサンプラーの引上げ・試料の取出し・整形 ③現地における採取試料の体積・湿潤重量測定 ④現地における間隙空気体積の測定（採取試料を密封容器に入れ，加圧により体積変化量を測定） ⑤採取試料の乾燥重量・土粒子の密度の測定（室内試験）図-1 飽和度測定の作業フロー全地連「技術フォーラム2014」秋田ｄ．ライナーチューブ内に内包された採取試料の両端面を水槽内で整形し，試料長を測定することにより，採取試料の体積を求める測定手法を考案した。保水用具ｅ．水槽内で重量測定容器にライナーチューブごと採取試料を収納した後，湿潤重量の測定を行う。ｆ．重量測定容器に加圧給水装置を取り付け，加圧量と体積変化量の関係から採取試料内の空気量を求める現地測定装置を作成した。 3. 原位置飽和度測定手法の検証地下水位以深の飽和度100％と想定される土層を対象として，同手法による飽和度測定を行った。対象深度の ① 短尺トリプルサンプラーによる乱れの少ない試料採取 ② サンプラーを引き上げ。泥水は孔内で保持。 ③ 保水用具（ビニール筒）をサンプラーに被せる。ビニール筒を中間部で折り曲げ、下端部を引き上げて、ビニール筒内に水を充填、口元を締結。 ④ 保水用具に内包したサンプラーをボーリング孔内より取り出す。 P 波速度は，PS 検層より Vp＝1590m/s を示すことから飽和状態にあるものと判断される。図-3に本実験における飽和度測定結果を示す。対象土層は，深度 GL-6～-8ｍで N 値30～40程度の洪積砂層であり，土質は細砂～中砂である。測定された飽和度は，ボイルの法則による方法の静水圧下としての算定で， Sr2’=99.1～100.1％であり，概ね飽和度100％の結果が得られた。なお，湿潤重量による方法では Sr1=97.7～ 102.6％であり，ややばらつきがみられたが，これは，重 ⑤ 水で満たした保水用具ごと短尺トリプルサンプラーを水槽に入れる。 ⑦ ライナーチューブ(塩ビ管)を円筒水槽に移し、試料の端面を成形する。 ⑨ 電子秤により重量測定し、湿潤重量を算定する。 ⑥ 水槽内でサンプラーを解体し、試料を内包したライナーチューブ(塩ビ管)を取り出す。量測定における誤差の影響が考えられる。 ⑧ 端面を成形した試料の試料長を測定した後、ライナーチューブごと水で充填した重量測定容器へ入れる。 ⑩ 加圧装置を接続し、加圧による間隙内の空気体積変化を計測する。図-3 原位置飽和度測定の結果（地下水位以深） 4. まとめと今後の課題図-2 飽和度の測定方法の概要図今回提案する手法により，砂・砂質土においても，チューブサンプラーで採取した試料を用いて，原位置の飽以下に飽和度測定方法の留意点を示す。ａ．通常多用されている既往のトリプルサンプラーは長さが1.6ｍ以上あり，水中に配置した状態での作業性を踏まえ，採取試料長を50cm 程度に抑えた短尺のトリプルサンプラーを作成した。ｂ．採取した試料を内包したサンプラーをボーリング孔和度を求めることが可能と考える。また，空気注入不飽和化工法による不飽和地盤で，同法による飽和度測定を行った。同測定結果は既往報告1)を参照されたい。今後は，同手法の適用可能な土質の明確化と，測定精度の向上が必要と考える。なお，本飽和度測定手法は，地盤の飽和度測定方法と内から脱水させずに地上に取り出すため，泥水下のして特許出願中である。ボーリング孔内でサンプラーを保水用具（円筒状ビ《引用・参考文献》ニール袋）で覆い，泥水を満たした保水用具ごと水 1) 浅田英幸・三好朗弘・藤井直・山浦昌之・岡田克寛・槽内に納める方法を考案した。ｃ．水槽内に配置した状態でのサンプラーの解体と試料ライナーチューブを抜き出す作業を修練した。岡村未対・吉田正：空気注入不飽和工法の開発その５：事後調査結果，土木学会第67回年次学術講演会概要集， pp.499～500，2012.9.