TAC建築士講師室ブログ

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井澤式比較暗記法

井澤ですいざわ

■問題1
地盤の許容支持力度は、標準貫入試験のN値が同じ場合、一般に、砂質地盤より粘土質地盤のほうが大きい。(一級構造:平成26No.21
■問題2
標準貫入試験において、砂礫(されき)地盤は、同じ硬さの砂質土地盤に比べて、N値が大きく測定される傾向がある。(一級構造:平成12No.5改

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■解答
 問題1 正。問題1は頻出事項です。
 問題2 正。
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まずは基本事項の確認ですが、粒径の大小は次のとおりです。
 粘土 < 砂 < レキ(石ころ)

2つの問題のポイントは共通しています。

―――――――――ポイント―――――――――
同じ地耐力でも、粒径が大きいほど、N値は大きく測定される。
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問題2で考えたほうが分かりやすいと思います。
同じ地耐力でも、砂よりレキ(石ころ)のほうが、N値は大きく測定されます。
なぜなら、同じ地耐力でも、大きなレキがサンプラーの行く手を阻み、貫入するのを邪魔するからです。したがって、サンプラーを30cm打ち込むのに要する打撃回数であるN値が大きくなるのです。

これと同じことが、問題1のように、粘土と砂でも生じるのです。
粘土より砂のほうが粒径が大きいので、
同じ地耐力でも、粘性土より砂質土のほうが、N値は大きく測定されます。

逆に、粘性土のN値と砂質土のN値が同じだったら、粘性土のほうが地耐力は大きい
ことになります。
具体的には、N値が10の場合、砂質土では軟弱な状態を示し、粘性土では非常に硬い状態を示します。
したがって、粘性土のほうが許容支持力度(=許容応力度)は大きくなります。

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ポイント―――――――――
地盤の許容応力度は、N値が同じ場合、砂質地盤より粘土質地盤のほうが大きい
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井澤ですいざわ

今回は
標準貫入試験についての「施工」の出題を扱います。

■問題1
N値とは、標準貫入試験において、質量63.5±0.5kgのハンマーを76±1㎝自由落下させて、SPTサンプラーを地盤に30㎝打ち込むのに要する打撃回数をいう。(一級施工:平成23No.24
■問題2
標準貫入試験の本打ちにおいて、打撃回数が50回に達した場合の累計貫入量が30㎝であったので、N値を30とした。(一級施工:平成16No.
■問題3
標準貫入試験の本打ちにおいて、累計貫入量が30cm未満で打撃回数が50回に達した場合、N値を50以上とし、そのときの累計貫入量を測定した。(一級施工:平成17No.
■問題4
硬質地盤における標準貫入試験では、本打ちの打撃数は特に必要のない限り30回を限度とし、累計貫入量を測定する。(一級施工:昭和60No.
■問題5
標準貫入試験では、標準貫入試験用サンプラーを50㎝だけ打ち込む間の打撃回数Nを求めることにより、地盤の硬軟の度合を調べる。(一級施工:昭和62No.


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■解答
問題1 正。
問題2 誤。設問の場合、N値は50である。
問題3 正。例えば打撃回数50回で累計貫入量が25cmだった場合は、N値を「50以上」とし、「打撃回数/累計貫入量」を「5025」と記入する。
問題4 誤。打撃回数の上限は、一般に50回。
問題5 誤。30cmだけ打ち込む間の打撃回数を求める。
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さっそくポイントです。

ポイント
:標準貫入試験

ハンマーの質量

63.5±0.5kg

ハンマーの落下高さ

76±cm

貫入量

30cm

打撃回数の上限

50


①「質量
63.5±0.5kgのハンマーを76±1㎝自由落下」させたときの打撃は、成人が机程度の高さから飛び下りたときの衝撃と同程度です。
② 特に「30cm」と「50回」を間違えないようにしましょう。

井澤ですいざわ

■問題1
一軸圧縮試験及び三軸圧縮試験の土質試験は、ボーリング孔内から採取した試料を物理的・力学的に変化しないように運搬して、室内で試験を行う。(一級構造:平成22No.22
■問題2
液状化判定のための粒度試験試料として、標準貫入試験用サンプラーより採取した「乱した試料」を用いることができる。(一級構造:平成27No.19

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■解答
 問題1 正。一軸圧縮試験及び三軸圧縮試験には、「乱さない試料」を用いる。
 問題2 正。粒度試験は、「乱した試料」でもよい。
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室内土質試験の種類によって、「乱さない試料」を用いなければならない場合と、「乱した試料」でもよい場合とがあります。
それをまとめたのが次表です。
なお、試料とはサンプリングした土のことです。

ポイント:乱さない試料と乱した試料

採取試料の状態

採取方法

試験の種類

乱さない試料

薄い金属の円筒のサンプラーを地盤に静かに押し込み、中に入る乱さない試料を採取

力学的試験

・一軸圧縮試験
・三軸圧縮試験
・圧密試験

乱した試料

標準貫入試験用サンプラーを打ち込む際に、中に詰まった、乱した試料を採取

物理的試験

・含水比試験
・粒度試験
・液性限界試験
・塑性限界試験 


■力学的試験
一軸圧縮試験、三軸圧縮試験、圧密試験については、下記も参照してください。
No.225 (土のせん断強さの試験)
http://kentikushi-blog.tac-school.co.jp/archives/44858941.html
No.226 (土の圧縮性の試験)
http://kentikushi-blog.tac-school.co.jp/archives/44859797.html

■物理的試験
・・・試験方法の概要が分かれば、「乱した試料」でもよいことが分かると思います。いずれも土を乱して試験していますから。
・含水比試験
炉の中で土中の水分を蒸発させて、蒸発前後の質量を比較することにより含水比を調べます。
・粒度試験
粒径の分布を粒度といい、ふるい分けなどによりその分布を調べます。
・液性限界試験
土は水量を増やすと固体半固体塑性体液体になります。
塑性体から液体に移るときの含水比を液性限界といいます。
試験は、土を皿に薄く伸ばして溝を切り、振動を加えて溝がくっつく度合を調べます。
・塑性限界試験
塑性体から半固体に移るときの含水比を塑性限界といいます。
試験は、土を直径3㎜のひも状にしたとき、切れぎれ(半固体)になるときの含水比を求めます。


 

井澤ですいざわ

■問題
地震動が作用している軟弱な地盤においては、地盤のせん断ひずみが大きくなるほど、地盤の減衰定数は低下し、せん断剛性は増大する。(一級構造:平成19No.

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■解答
 問題 誤。減衰定数は増大し、せん断剛性は低下する。
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地盤の破壊は、主にせん断破壊です。つまり地盤が「ズレる」「滑る」のです。地盤が圧縮破壊されるようなことはまずありません。

■せん断剛性
せん断剛性とは、せん断変形するときの硬さです。
地震動で地盤のせん断ひずみが大きくなり、地盤のせん断破壊が進むと、地盤は耐力を失い柔らかくなっていきます。
したがって、地盤のせん断ひずみが大きくなると、せん断剛性は低下します。

■減衰定数
減衰とは、振動が時間とともに小さくなることです。
地震動で地盤のせん断ひずみが大きくなるということは、「せん断変形が残る」ということです。
変形と減衰の関係は、次のとおりです。
「変形が残る」 → 「地震エネルギーが変形に費やされる」 → 「地震エネルギーが早く減衰する」
したがって、地盤のせん断ひずみが大きくなると、減衰定数は増大します。

――ポイント:地盤のせん断剛性と減衰定数――
地震動で地盤のせん断ひずみが大きくなると
■せん断剛性 → 低下する。
■減衰定数  → 増大する。
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井澤ですいざわ

■問題1
粘土の土粒子の径は、シルトの土粒子の径に比べて大きい。
(一級構造:平成23No.23
■問題2
土の含水比は、一般に、細粒分含有率が大きくなるほど大きくなる。
(一級構造:平成19No.
■問題3
砂質土は、粘性土に比べて、間隙比は小さく、透水係数は大きい。
(一級構造:平成19No.

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■解答
問題1 誤。土粒子の粒径は、粘土<シルト<砂 です。
問題2 正。細粒分(さいりゅうぶん)とは、粒径が小さい、つまり粒が細かい粘土やシルトのことです。砂に比べて粘土のほうが含水比は大きくなります。
問題3 正。下図で粘土のほうが間隙つまり隙間が大きいことをしっかりイメージしましょう。
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はじめに砂と粘土の構造上の違いを理解しましょう。

粘土

単粒構造(たんりゅうこうぞう)

蜂巣構造(はちのすこうぞう)

土粒子が互いに接触して、かみあっている構造。
土粒子間の隙間を、水がほぼ自由に移動できる。

肉眼では見えないほどの小さな土粒子が電荷を帯び、電気化学的な粘着力によって水を閉じ込めながら蜂の巣状に配列された構造。

せん断に対して主に摩擦力で抵抗

せん断に対して主に粘着力で抵抗

sand_clay

図で粘土のほうが間隙つまり隙間が大きいことをしっかりイメージしましょう。

それではポイントです。

ポイント
:砂と粘土の比較

内部摩擦角

砂質土>粘性土

粒径

透水性

単位容積質量

粘着力

粘性土>砂質土

間隙比

含水比


イメージとしては、
砂は大豆粘土は豆腐です。
sand_clay_2

粒径はもちろん、間違えやすい透水性、間隙比、含水率などもイメージしやすいと思います。さらに粘性土の「圧密沈下」も、豆腐でイメージできると思います。

豆腐を水切りするために、まな板などの重石(おもし)を乗せることがありますが、長時間にわたって水が絞りだされ、間隙が減少します。これはまさに粘性土の「圧密沈下」と似た現象です。


 

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