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5.2 供試体の成形
供試体の成形は,JIS A 1217に規定する方法による。
6 試験方法
6.1 準備
準備は,次による。ただし,一連の操作は,供試体の吸水膨張を防ぐために手際よく行う。
a) 背圧供給装置から脱気水を供給し,圧密試験機の間げき水圧測定系及び圧密容器底板の多孔板を飽和
する。
なお,供試体の吸水膨張を防ぐために,多孔板上の余分な水分をふき取っておく。
b) 間げき水圧測定装置を調整し,この時点の値を原点とする。
c) 供試体が入った圧密リングを底板上に固定し,ガイドリングを圧密リングに取り付ける。
d) 加圧板を供試体上面に置いて,密閉容器で圧密容器内の供試体を密閉する。供試体端面と多孔板を密
着させるために,試料の圧密降伏応力の推定値の10 %を超えない程度の圧力で加圧板を短時間押す。
e) 圧密容器を圧縮装置に設置し,変位計を取り付ける。
f) 変位計及び荷重計を調整し,この時点の値を原点とする。
g) 加圧板の載荷ピストンを荷重計で固定して,水浸時に供試体の吸水膨張を許さないようにする。
h) 圧密容器内に脱気水を満たして,供試体を水浸させる。水浸によって荷重計の読みが増加する場合に
は,荷重計の読みを記録して膨潤圧を求める。
i) 供試体内に段階的に背圧を作用させて,供試体底面の水圧の変化を記録する。背圧の値は,50 kN/m2
200 kN/m2の範囲で設定することを標準とする。
なお,供試体底面の水圧の測定値が十分短い時間内で背圧に等しくならない場合には,水圧の値が
背圧にほぼ一致するまで放置するか,背圧を増加させる。
また,圧密容器の構造によっては,背圧によって加圧板に上向きの力が作用する場合があるので,
その値を記録する。軸圧縮力を求める場合には,荷重計の読みからその値を差し引く。
6.2 軸圧縮及び測定
軸圧縮及び測定は,次による。
a) 試験の目的に応じて適切なひずみ速度を決定する。ひずみ速度は,0.01 %/min0.1 %/minの範囲を
標準とする。
なお,試料の塑性指数に応じて,表1に示す値をひずみ速度の参考とすることができる。
表1−ひずみ速度の参考値
塑性指数 ひずみ速度
IP %/min
10未満 0.1
1040 0.05
40以上 0.01
b) 決定したひずみ速度で,供試体を連続的に軸方向に圧縮する。
c) 圧縮開始後,経過時間t(min)における軸圧縮力Pt(N)と供試体の圧密量dt(cm)及び供試体底面
の間げき水圧ut(kN/m2)を測定する。測定間隔は,軸圧縮開始後最初の10分間は1分間隔,1時間
――――― [JIS A 1227 pdf 6] ―――――
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までは5分間隔,その後は10分間隔を標準とする。
d) 軸圧縮力が所定の圧密圧力に相当する値に達したら,軸圧縮を終了する。
e) 圧縮開始から終了までの間の最高及び最低室温(℃)を記録する。
6.3 解体
解体は,次による。
a) 背圧を除荷した後,密閉容器内の水を排水する。
b) 軸圧縮力を除荷した後,密閉容器を取り外し,圧密容器を解体する。
c) 圧密容器から供試体全量を蒸発皿に取り出して,(110±5)℃で質量が一定になるまで炉乾燥し,供試
体の炉乾燥質量ms(g)をはかる。
7 計算
7.1 供試体の初期状態
初期状態の供試体の含水比w0(%),間げき比e0及び飽和度Sr0(%)は,次の式によって算出する。
mT mR ms
w0 100
ms
H0
e0 1
s
w0 s
S0r
e0 w
ms ms
Hs
sA s D2 / 4
ここに, w0 : 初期含水比(%)
e0 : 初期間げき比
Sr0 : 初期飽和度(%)
mT : 圧密前の供試体及び圧密リングの質量(g)
mR : 圧密リングの質量(g)
ms : 供試体の炉乾燥質量(g)
H0 : 供試体の初期高さ(cm)
Hs : 供試体の実質高さ(cm)
A : 供試体の断面積(cm2)
D : 供試体の直径(cm)
JIS A 1202によって求めた土粒子の密度(g/cm3)
水の密度(g/cm3)
なお,e0の代わりに初期体積比f0を用いてもよい。f0は,次の式によって算出する。
H0
f0
Hs
ここに, f0 : 初期体積比
7.2 圧密量と圧力との関係
7.2.1 圧縮曲線,圧縮指数及び圧密降伏応力
圧縮曲線,圧縮指数及び圧密降伏応力は,次による。
a) 時間t(min)における供試体高さHt(cm),間げき比et,軸圧縮圧力 kN/m2)及び圧密圧力pt(kN/m2)
――――― [JIS A 1227 pdf 7] ―――――
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を次の式によって算出する。
Ht H0 dt
t
et 1
s
Pt
t 10
2u
pt t t
3
ここに, Ht : tにおける供試体高さ(cm)
dt : tにおける供試体の圧密量(cm)
et : tにおける間げき比
tにおける軸圧縮圧力(kN/m2)
Pt : tにおける軸圧縮力(N)
pt : tにおける圧密圧力(kN/m2)
ut : tにおける供試体底面の間げき水圧(kN/m2)
b) 縦軸にetを算術目盛に,横軸にptを対数目盛にとって圧縮曲線を描く。
注記 圧縮曲線は,etの代わりに次の式によって算出するtにおける体積比ftで描いてもよい。
Ht
ft
Hs
ここに, ft : tにおける体積比
c) 圧縮曲線の正規圧密領域の直線部に2点a,bをとり,圧縮指数Ccは,次の式によって算出する(図
2参照)。
ea eb
Cc
log ( pb / pa )
ここに, Cc : 圧縮指数
なお,圧縮曲線をftで描いた場合には,Ccは次の式によって算出する。
fa fb
Cc
log ( pb / pa )
図2−Ccの求め方
――――― [JIS A 1227 pdf 8] ―――――
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ただし,圧縮曲線に明りょう(瞭)な直線部分が認められない場合は,正規圧密領域の最もこう(勾)
配の大きい部分を直線近似して求める。
さらに,目的に応じて必要な圧力範囲における圧縮曲線の平均こう配からCcを求める。その場合は,
対応する圧力範囲を併記する。
d) 圧密降伏応力pc(kN/m2)は,次の方法によって求める(図3参照)。ただし,pcを求めにくい場合は,
ptを算術目盛にとってe-p曲線又はf-p曲線を描き,それが上に凸な部分をもたなければpcを求めな
くてもよい。
図3−pcの求め方
1) c' =0.1+0.25 Ccのこう配をもつ直線と圧縮曲線との接点Aとを求める。
2) 点Aを通ってCc" =Cc' /2のこう配をもつ直線と圧縮曲線の正規圧密領域の最急こう配部を代表す
る直線の延長との交点Bの横座標をpcとする。
なお,間げき比0.1に相当する縦軸のスケールを横軸の対数目盛1サイクルの長さの0.10.25に
とって圧縮曲線を描き,明りょうな最大曲率点が得られる場合には,次の方法でpcを求めてもよい
(図4参照)。
2.1) 圧縮曲線の最大曲率の点Aを求め,この点から水平線AB及び曲線の接線ACを引く。
2.2) 二つの直線の二等分線ADと圧縮曲線の正規圧密領域の最急こう配部を代表する直線の延長との
交点Eの横座標をpcとする。
図4−pcの求め方[7.2.1 d) 2) 2.1)及び2.2)による場合]
――――― [JIS A 1227 pdf 9] ―――――
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7.2.2 体積圧縮係数
体積圧縮係数は,次による。
a) 時間t(min)とそれより min)との間の圧密量の増分 cm)及び平均供試体高さ
(cm)は,次の式によって算出する。
ΔH Ht Ht
Ht Ht
H
2
ここに, tとt' との間の圧密量の増分(cm)
H : tとt' との間の平均供試体高さ(cm)
Ht : tにおける供試体高さ(cm)
Ht' : t' における供試体高さ(cm)
b) とt' との間の圧縮ひずみの増分 び軸圧縮圧力の増分 kN/m2)は,次の式によって算出する。
Δ ΔH
H
Δ t t
ここに, tとt' との間の圧縮ひずみの増分
tとt' との間の軸圧縮圧力の増分(kN/m2)
tにおける軸圧縮圧力(kN/m2)
t' における軸圧縮圧力(kN/m2)
c) とt' との間の体積圧縮係数mv(m2/kN)は,次の式によって算出する。
mv Δ
Δ
ここに, mv : tとt' との間の体積圧縮係数(m2/kN)
d) 縦軸にmvを対数目盛に,横軸に次の式で求めたtとt' との間の平均圧密圧力p(kN/m2)を対数目盛に
とってlog mvとlogpとの関係を示す。
p pt pt
ここに, p : tとt' との間の平均圧密圧力(kN/m2)
pt : tにおける圧密圧力(kN/m2)
pt' : t' における圧密圧力(kN/m2)
7.3 透水係数
透水係数は,次による。
a) における透水係数kt(m/s)を次の式によって算出する。
gn w H0Ht 1
kt
u
2t 100 100 100 60
H0 Hf
100
H0tf
ここに, kt : tにおける透水係数(m/s)
供試体に与えたひずみ速度(%/min)
tf : 軸圧縮を終了した時間(min)
H0 : 供試体の初期高さ(cm)
Hf : tfにおける供試体高さ(cm)
gn : 標準の重力加速度(9.81 m/s2)
b) 縦軸にet又はftを算術目盛に,横軸にktを対数目盛にとって,et,又はftとlog ktとの関係を示す。
――――― [JIS A 1227 pdf 10] ―――――
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JIS A 1227:2009の国際規格 ICS 分類一覧
- 13 : 環境.健康予防.安全 > 13.080 : 土質.土壌学 > 13.080.20 : 土壌の物理学的性質
JIS A 1227:2009の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISA1202:2020
- 土粒子の密度試験方法
- JISA1217:2009
- 土の段階載荷による圧密試験方法
- JISA1217:2021
- 土の段階載荷による圧密試験方法