一軸圧縮強度の算出と目標の強度
2019年03月01日 地盤改良
一軸圧縮強度とは、側圧が無い状態で圧縮荷重を行う一軸圧縮試験で求める強度です。一軸圧縮強度は三軸圧縮強度より簡便にでき、かつ、地盤の力学性状を測定する方法として効果的な方法なので、地盤改良の現場では一軸圧縮強度が、広く実施されています。
鉛直方向に荷重をかけた際、直径35mmまたは50mmの試験片がどれだけの強度を見せるか。これが一軸圧縮強度です。試験片の軸ひずみを測定しつつ、試験片の高さの1%の圧縮ひずみが1分間に生じるペースで載荷し、荷重を測定します。測定した荷重と軸ひずみから圧縮応力を算出し、圧縮応力の最大値を一軸圧縮強度とします。
株式会社セリタ建設では、品質管理のため、地盤改良の施工後に改良土の一軸圧縮試験を行い、一軸圧縮強度を求めています。改良土を一軸圧縮試験で調べる際は、試験片の非圧縮性を仮定します。そして、破壊ひずみに応じた断面積（＝補正断面積。初期断面積と区別する）を使って一軸圧縮強度を算定します。
一軸圧縮強度から変形係数や粘着力を算出することができます。変形係数は地盤の変形や基礎の沈下量を計算するのに使用されます。また、粘着力は一軸圧縮強度の2分の1の値で、かつ、地盤の地耐力と大きく関わります。一軸圧縮強度が高いほど粘着力が強く、地耐力も強いという関係性になります。地耐力とは文字どおり地盤の耐力のことで、kN/㎡という値で表します。地耐力が大きいほど、固く、安定した地盤ということになります。1㎡あたり何kN（キロニュートン。10ｋN=1t）の圧力に耐えうるか、が地耐力です。40kN/㎡の圧力をかけた場合、地耐力が40kN／㎡以上あれば地盤は沈下しないということです。
実は、n値がわかれば一軸圧縮試験を行わなくても一軸圧縮強度は算出できます。n値とは地盤の固さを示す値で、標準貫入試験の結果わかるので、標準貫入試験値とも呼ばれています。一軸圧縮強度をqu、n値をNとすると、qu＝12.5Ｎの式で表すことができます。標準貫入試験とは、測定用のおもりを所定の高さから自由落下させる試験です。土中のサンプラーを30cm貫くまでに何回打撃したか、その回数がn値となります。
このように、一軸圧縮強度は地盤の固さや耐力と密接な関係がある数値です。改良土の一軸圧縮強度を把握することが地盤改良の精度を確認することにつながることがおわかりいただけたと思います。
株式会社セリタ建設では、マッドミキサー工法を中心としたセメントを用いる地盤改良において、改良土の一軸圧縮強度の確認に限らず、様々な方法で品質管理に努めています。詳しくはお問い合わせください。
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