石川県土質研究協同組合の土質試験方法「三軸圧縮試験」を紹介します。
■ 試験方法
【 JGS 0523 土の三軸圧縮試験 CUbar 】
 1.供試体の作製・トリマー トリマーに設置した供試体をカッターナイフで整形中。この後、直ナイフで、φ50mmに寸法を整える。 |
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 2.供試体の作製・端面 マイターボックスに供試体を挟み端面整形を行う。このとき一度に大きな土塊を削り取らず端面が欠けないように注意する。 |
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 3.密度測定・ノギス 湿潤密度を測定する。ノギスで直径を上・中・下直交する2方向計6回、高さを直交する2方向2回測定する。この後、電子天秤で、質量を測定する。密度から得られる、含水比及び間隙比等の状態量は、土のとても重要な情報の1つです。 |
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 4.設置・セット 供試体を三軸室にセットします。供試体内の応力状態を保つために供試体に接触するすべてのものは、乾燥している状態「ドライセティング」で行っています。また、ゴムスリーブは厳選されたラテックス製の物を使用しています。 |
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 5.供試体の飽和・給水(1) 供試体のセットが終了したら、三軸セルに水を満たします。 |
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 6.供試体の飽和・給水(2) 三軸室に満たされる水は、すべて脱気水を使用します。ゴムスリーブをとめるのはOリングです。Oリングは、断面が円形で密着する部分が円周上に線上となり確実に水を遮断します。 |
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 7.供試体の飽和・ガス ドライセッティングされた配管及び供試体周辺の空気をすべて炭酸ガスに置換します。CUbarなどの間隙水圧を測定する試験では「供試体の飽和」が最重要条件です。炭酸ガスは、空気比べ水に溶けやすい性質を利用し、バックプレッシャーの効果をより高めます。 |
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 8.供試体の飽和・水浸 炭酸ガスで置換が完了した供試体に時間をかけてゆっくりと通水を始めます。下部の方からガスがの気泡が残らないように通水して行きます。 |
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 9.供試体の飽和・真空(1) 通水が完了したら、脱気水を供試体及び管路に循環させ、少しでも残っているガスを取り除きます。 |
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 10.供試体の飽和・真空(2) 「2重負圧法」という供試体の内部とセル水の両方に負圧を作用させます。両者の圧力差は、ほんの僅かで正確な制御と操作を要します。 |
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 11.背圧及び側圧の設定・背圧 各セルごとに側圧の設定バックプレッシャーの設定を行います。この試験機の特徴は、すべてのセルごとに独立したロジックで制御されていることです。つまり1つのセルにおいて加重のオーバーロードなどが発生しても、その他のセルには影響がなく試験は遂行されます。 |
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 12.側圧 側圧及びバックプレッシャーの設定には、顧客との打ち合わせにより決定されます。圧力の検定には、JIS基準を上回る0.2級のマスターゲージで校正を実施しています。 |
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 13.B値の測定 この三軸室は、内柱式で上部ペデスタルが固定となっているためB値の測定は、自動制御にて行います。圧密試験前に測定するB値を前B値と呼び95%を確認して圧密試験に移行します。 |
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 14.圧密(1) いよいよこの圧密試験からプログラムされたロジックにより自動で試験が実施されます。圧密試験の終了は、JGS規格の3t法によります。 |
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 15.圧密(2) 圧密による排水量は、バリダイン社製の精密差圧計を用いて測定します。また、排水量と時間のグラフは、リアルタイムでディスプレイされ測定・監視されます。 |
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 16.圧密終了 圧密が終了と判断されれば、直ちにコックを自動で開閉し、排水量から体積・直径・高さを演算します。また、圧密試験後の後B値も自動で測定できます。 |
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 17.せん断(1) せん断過程は、圧密試験終了後の供試体情報の演算が終わり非排水状態で間隙水圧を測定する。 |
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 18.せん断(2) せん断過程の終了は、軸ひずみ15.2%で判断しています。 |
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 19.せん断(3) プロセスが終了したら、試験装置は、自動で供試体セット時の初期状態位置まで戻り、圧力等を開放し解体を待ちます。 |
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 20.三軸室の解体 三軸室を解体し供試体を取り出します。 |
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 21.供試体の観察含水 最近は、電子納品が一般的となりましたので供試体状況の写真を撮り試料をすべて容器に回収し乾燥質量を測定します。データは、ファイルにセーブされているので後ほどデータ整理にかかります。 |
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