>サイトトップへ >このカテゴリの一覧へ

A 1227

:2009

(1)

目  次

ページ

序文

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語及び定義

1

4

  試験装置及び器具

2

4.1

  圧密試験機

2

4.2

  供試体作製器具

3

4.3

  その他の器具

3

5

  供試体

3

5.1

  供試体の形状及び寸法

3

5.2

  供試体の成形

4

6

  試験方法

4

6.1

  準備

4

6.2

  軸圧縮及び測定

4

6.3

  解体

5

7

  計算

5

7.1

  供試体の初期状態

5

7.2

  圧密量と圧力との関係

5

7.3

  透水係数

8

7.4

  圧密係数

9

8

  報告

9


A 1227

:2009

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,社団法人地盤工学

会(JGS)から,工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申出があり,日本工業標準調査会

の審議を経て,国土交通大臣が改正した日本工業規格である。

これによって,JIS A 1227:2000 は改正され,この規格に置き換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

抵触する可能性があることに注意を喚起する。国土交通大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許

権,出願公開後の特許出願,実用新案権及び出願公開後の実用新案登録出願にかかわる確認について,責

任はもたない。


  

日本工業規格

JIS

 A

1227

:2009

土の定ひずみ速度載荷による圧密試験方法

Test method for one-dimensional consolidation properties of soils using

constant rate of strain loading

序文

この規格は,2000 年に制定され,その後圧縮性,透水性及び圧密速度に関する計算方法の変更,JIS Z 8301

に基づく表記,用語の変更などに対応するために改正した。

なお,対応国際規格は現時点で制定されていない。

1

適用範囲

この規格は,土を片面からの排水を許しながら,一定のひずみ速度で連続的に一次元圧密し,圧縮性,

透水性及び圧密速度に関する定数を求める方法について規定する。この規格は,細粒分を主体とした透水

性の低い飽和土に適用する。

2

引用規格

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS A 1202

  土粒子の密度試験方法

JIS A 1217

  土の段階載荷による圧密試験方法

3

用語及び定義

この規格で用いる主な用語及び定義は,次による。

3.1

圧密

細粒分を主体とした透水性の低い土が静的荷重を受け,間げき(隙)水を徐々に排水して密度を増加す

ること。

3.2

定ひずみ速度載荷

供試体を片面排水条件のもとで,一定のひずみ速度で連続的に圧縮する載荷方法。

3.3

ひずみ速度

供試体の初期高さをもとに算定した,ひずみの時間的変化の割合。


2

A 1227

:2009

  

3.4

軸圧縮圧力

供試体の軸方向に作用する圧縮力を,供試体断面積で除したもの。

3.5

間げき水圧

供試体内部の背圧を上回る水圧。

3.6

背圧

供試体の飽和度を高める手段として,供試体内部の間げき水に付加される圧力。

3.7

圧密降伏応力

土が可逆的な体積変化を示す領域から,非可逆的な体積変化を示す領域に移行する境界の圧密圧力。

3.8

過圧密

現在受けている圧密圧力が,その土の圧密降伏応力より低い状態。

3.9

正規圧密

現在受けている圧密圧力が,その土の圧密降伏応力を超えている状態。

4

試験装置及び器具

4.1

圧密試験機

圧密試験機は,次による。圧密試験機の構成例を,

図 に示す。

図 1−定ひずみ速度圧密試験機の構成例

a)

圧密容器  圧密容器は,次のものから構成され,圧密圧力によって変形しない十分な剛性をもつもの。

1)

圧密リング  圧密リングは,内面の滑らかなリングで,内径 6 cm,高さ 2 cm を標準とする。ステ

ンレス鋼などのさびない材質で,土との摩擦の少ないものを用いる。また,最大圧密圧力時の内径

変化は,0.05  %以下のもの。

なお,供試体の土質特性によっては,5.1 に基づいて異なる寸法のリングを使用する。


3

A 1227

:2009

注記  圧密リングとガイドリングとが一体化した構造のものでもよい。

2)

ガイドリング  ガイドリングは,圧密リングと同じ内径で,高さが加圧板の外周の高さと同程度の

もの。

3)

加圧板  加圧板は,中心に載荷点がある剛な円板で,多孔板をもち,ガイドリング及び圧密リング

内を滑らかに動くもの。

なお,加圧板の直径は,圧密リングよりも 0.2 mm 程度小さく,外周面は滑らかで,外周の高さ

は 10 mm∼15 mm のもの。

4)

底板  底板は,圧密リングを固定する剛板で,間げき水圧を測定するための多孔板をもつもの。

5)

多孔板  多孔板は,十分な剛性をもち,土粒子が入らない程度に間げきが小さいもの。試験前に多

孔板に目詰まりがないことを確認する。

なお,加圧板に用いる多孔板は,透水係数が 1×10

6

 m/s

以上で,供試体の断面積の 85  %以上の

面積をもつものとする。また,多孔板に土粒子の侵入が懸念される場合は,圧縮性の小さな親水性

の透水性薄膜をフィルターとして用いる。

b)

密閉容器  密閉容器は,次の条件を満たすもの。

1)

圧密容器内の供試体を水浸し,密閉状態で背圧を加えることができるもの。

2)

背圧の作用下で,加圧板を介して供試体に軸圧縮力を加えることができるもの。

c)

圧縮装置  圧縮装置は,圧密容器を水平に支持し,所定の軸圧縮力まで,±10  %の変動の範囲内で一

定のひずみ速度を供試体に与えることができるもの。

d)

背圧供給装置  背圧供給装置は,所定の背圧を 200 kN/m

2

未満では±2 kN/m

2

,200 kN/m

2

以上では±

1

%の圧力変動の範囲内で試験終了まで連続して加え得るもの。

e)

荷重計  荷重計は,電気式荷重計を用い,供試体に作用する軸圧縮力をその最大値の±0.5  %の許容

差で測定できるもの。

f)

変位計  変位計は,電気式変位計を用い,予想される供試体の総圧密量が 10 mm 未満の場合は 0.002

mm

まで,10 mm 以上の場合は 0.01 mm まで測定できるもの。

g)

間げき水圧測定装置  間げき水圧測定装置は,電気式圧力変換器を用い,供試体内の間げき水圧を 200

kN/m

2

未満では±2 kN/m

2

,200 kN/m

2

以上では±1  %の許容差で測定できるもの。間げき水圧測定系

の脱気を十分に行い,気泡が残らないようにする。

注記 1  間げき水圧測定系の容積を小さくするなどして,間げき水圧の変化に伴う圧力変換器を含

む測定系の容積変化をできるだけ小さくすることが望ましい。

注記 2  間げき水圧の測定は温度変化の影響を受けやすいので,試験室内の温度変化を±2  ℃以内

に制御することが望ましい。

h)

記録装置  記録装置は,試験中の軸圧縮力,間げき水圧及び圧密量を連続的に記録できるもの。

4.2

供試体作製器具  供試体作製器具は,JIS A 1217 に規定するもの。

4.3

その他の器具  その他の器具は,JIS A 1217 に規定するもの。

5

供試体

5.1

供試体の形状及び寸法

供試体は,直径 6 cm,高さ 2 cm を標準とする。それ以外の寸法の供試体を用いる場合は,供試体の直

径を高さの 2.5 倍以上にする。

注記  供試体の高さは,試料の最大粒径の 10 倍以上にすることが望ましい。


4

A 1227

:2009

  

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/m

2

∼200 kN/m

2

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  %/min∼0.1  %/min の範囲を

標準とする。

なお,試料の塑性指数に応じて,

表 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

I

P

ひずみ速度

%/min

10

未満 0.1

10

∼40 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 P

t

(N)と供試体の圧密量 d

t

(cm)及び供試体底面

の間げき水圧 u

t

(kN/m

2

)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


5

A 1227

:2009

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 m

s

(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 w

0

(%)

,間げき比 e

0

及び飽和度 S

r0

(%)は,次の式によって算出する。

(

)

100

s

s

R

T

0

×

=

m

m

m

m

w

1

s

0

0

=

H

H

e

w

0

s

0

0

r

ρ

ρ

e

w

S

=

4

/

2

s

s

s

s

s

D

m

A

m

H

π

ρ

ρ

=

=

ここに,

w

0

初期含水比(%)

e

0

初期間げき比

S

r0

初期飽和度(%)

m

T

圧密前の供試体及び圧密リングの質量(g)

m

R

圧密リングの質量(g)

m

s

供試体の炉乾燥質量(g)

H

0

供試体の初期高さ(cm)

H

s

供試体の実質高さ(cm)

A

供試体の断面積(cm

2

D

供試体の直径(cm)

ρ

s

JIS A 1202

によって求めた土粒子の密度(g/cm

3

ρ

w

水の密度(g/cm

3

なお,

e

0

の代わりに初期体積比

f

0

を用いてもよい。

f

0

は,次の式によって算出する。

s

0

0

H

H

f

=

ここに,

f

0

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

H

t

(cm)

,間げき比

e

t

,軸圧縮圧力

σ

t

(kN/m

2

)及び圧密圧力

p

t

(kN/m

2


6

A 1227

:2009

  

を次の式によって算出する。

t

0

t

d

H

H

=

1

s

t

t

=

H

H

e

10

t

t

×

=

A

P

σ

t

t

t

3

u

p

=

σ

ここに,

H

t

t

における供試体高さ(

cm

d

t

t

における供試体の圧密量(

cm

e

t

t

における間げき比

σ

t

t

における軸圧縮圧力(

kN/m

2

P

t

t

における軸圧縮力(

N

p

t

t

における圧密圧力(

kN/m

2

u

t

t

における供試体底面の間げき水圧(

kN/m

2

b

)

縦軸に

e

t

を算術目盛に,横軸に

p

t

を対数目盛にとって圧縮曲線を描く。

注記

圧縮曲線は,

e

t

の代わりに次の式によって算出する

t

における体積比

f

t

で描いてもよい。

s

t

t

H

H

f

=

ここに,

f

t

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

a

b

をとり,圧縮指数

C

c

は,次の式によって算出する(

2

参照)

)

/

(

log

a

b

b

a

c

p

p

e

e

C

=

ここに,

C

c

圧縮指数

なお,圧縮曲線を

f

t

で描いた場合には,

C

c

は次の式によって算出する。

)

/

(

log

a

b

b

a

c

p

p

f

f

C

=

図 2C

c

の求め方


7

A 1227

:2009

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

C

c

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

p

c

kN/m

2

)は,次の方法によって求める(

図 参照)。ただし,

p

c

を求めにくい場合は,

p

t

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

p

c

を求めな

くてもよい。

図 3p

c

の求め方

1

)  C

c

'

0.1

0.25 C

c

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

)

A

を通って

C

c

"

C

c

'

/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

p

c

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

0.1

0.25

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

p

c

を求めてもよい

図 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

p

c

とする。

図 4p

c

の求め方[7.2.1 d

)

 2

)

 2.1

)

及び 2.2

)

による場合]


8

A 1227

:2009

  

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

Δ

t

前の時間

t'

min

)との間の圧密量の増分

ΔH

cm

)及び平均供試体高さ

H

cm

)は,次の式によって算出する。

t

t

H

H

ΔH

=

2

t

t

+

=

H

H

H

ここに,

ΔH

t

t'

との間の圧密量の増分(

cm

H

t

t'

との間の平均供試体高さ(

cm

H

t

t

における供試体高さ(

cm

H

t'

t'

における供試体高さ(

cm

b

)  t

t'

との間の圧縮ひずみの増分

Δε

及び軸圧縮圧力の増分

Δσ

kN/m

2

)は,次の式によって算出する。

H

ΔH

Δ

=

ε

t

t

=

σ

σ

σ

Δ

ここに,

Δε

t

t'

との間の圧縮ひずみの増分

Δσ

t

t'

との間の軸圧縮圧力の増分(

kN/m

2

σ

 t

t

における軸圧縮圧力(

kN/m

2

σ

 t'

t'

における軸圧縮圧力(

kN/m

2

c

)

t

t'

との間の体積圧縮係数

m

v

m

2

/kN

)は,次の式によって算出する。

σ

ε

Δ

Δ

m

=

v

ここに,

m

v

t

t'

との間の体積圧縮係数(

m

2

/kN

d

)

縦軸に

m

v

を対数目盛に,横軸に次の式で求めた

t

t'

との間の平均圧密圧力 (

kN/m

2

)を対数目盛に

とって

log m

v

log

との関係を示す。

t

t

×

=

p

p

p

ここに,

: と t'

との間の平均圧密圧力(

kN/m

2

p

t

における圧密圧力(

kN/m

2

p

t'

t'

における圧密圧力(

kN/m

2

7.3

透水係数

透水係数は,次による。

a

)

における透水係数 k

t

m/s

)を次の式によって算出する。

60

100

100

100

1

2

t

t

0

w

n

t

×

×

×

×

=

u

H

H

k

ε

ρ

&

g

100

f

0

f

0

×

=

t

H

H

H

ε

&

ここに,

k

t

t

における透水係数(

m/s

ε

&: 供試体に与えたひずみ速度(%

/min

t

f

軸圧縮を終了した時間(

min

H

0

供試体の初期高さ(

cm

H

f

t

f

における供試体高さ(

cm

g

n

標準の重力加速度(

9.81 m/s

2

b

)

縦軸に

e

t

又は

f

t

を算術目盛に,横軸に

k

t

を対数目盛にとって,

e

t

,又は

f

t

log k

t

との関係を示す。


9

A 1227

:2009

7.4

圧密係数

圧密係数は,次による。

a

)  t

t'

との間の圧密係数

c

v

cm

2

/d

)は,次の式によって算出する。

400

86

100

100

v

w

n

v

×

×

×

=

m

k

c

ρ

g

2

t

t

+

=

k

k

k

ここに,

c

v

と t'

との間の圧密係数(cm

2

/d

: と t'

との間の平均透水係数(m/s)

k

t'

t'

における透水係数(m/s)

b

)

縦軸に c

v

を対数目盛に,横軸に を対数目盛にとって,log c

v

と log との関係を示す。

8

報告

試験結果については,次の事項を報告する。

a

)

供試体の直径(cm)及び高さ(cm)

b

)

供試体の初期状態の含水比(%)

,間げき比,又は体積比及び飽和度(%)

c

)

背圧の大きさ(kN/m

2

d

)

ひずみ速度(%/min)

e

)

軸圧縮圧力(kN/m

2

,供試体底面の間げき水圧(kN/m

2

)及び圧密量(cm)と時間(min)との関係

f

)

圧縮曲線

g

)

圧縮指数

h

)

圧密降伏応力(kN/m

2

i

)

透水係数(m/s)と間げき比又は体積比との関係

j

)

体積圧縮係数(m

2

/kN

)と平均圧密圧力(kN/m

2

)との関係

k

)

圧密係数(cm

2

/d

)と平均圧密圧力(kN/m

2

)との関係

l

)

試験期間中の最高及び最低室温(℃)

m

)

その他報告事項

注記  その他報告事項の例として,次の項目がある。

1

)

  試料及び供試体の作製方法

2

)

  供試体の状態,貝殻片及び粗大粒子の混入状態

3

)

  膨潤圧(kN/m

2

関連規格:JIS Z 8301  規格票の様式及び作成方法