徳山英之
原位置せん断試験装置開発に関する基礎的研究
本研究は、ボーリング孔内で、種々の地盤を対象に強度試験を行えるよう開発された孔内ねじりせん断試験装置(Borehole Torsional Shear Test : BTST)の性能について、試験から得られる結果を室内試験と比較し、その妥当性を検討するものである。

　本研究ではBTST試験時に現場でよく用いられる定体積条件について検討した。室内試験では、定体積一面せん断試験、非排水三軸圧縮試験を行った。これらの試験では、標準的試料として、カオリン粘土と豊浦砂を用いた。
まず、正規圧密されたカオリン粘土で比較を行った。室内試験とBTSTの試験結果より、φはほぼ同じ値を示した。さらに、一面せん断試験とBTSTの応力経路は、ほぼ同じ挙動を示すことも分かった。このように、室内試験とBTSTは、非常に似た試験結果を示すものの、せん断刃の鉛直変位を計測していなかったため、厳密に定体積条件が保てていたかについては疑問が残り、今後さらなるデータ蓄積が必要である。
次に密詰の豊浦砂で試験を行った。室内試験では、ほぼφは一致しており、ダイレイタンシーによる鉛直応力の増加という挙動が確認できた。そして、一般的に行われている試験方法で、BTST試験を行ってみると、室内試験によるφとほぼ同じ値を示した。しかし、応力経路をみてみると、ダイレイタンシーによる鉛直応力の増加が見られず、室内試験とは違う結果が得られた。その時のせん断変位と鉛直変位の関係であるが、せん断変位が進むにつれ、鉛直変位は増加していた。これらのことより、BTSTでは定体積条件が保てていなかったことが明らかになった。
よって、定体積条件を保つため、計測している鉛直変位を監視し、常にゼロに合わせるように、鉛直圧を制御してBTST試験を行った。その試験結果では、室内試験に比べφは小さくなった。さらに、応力経路を見てみると、ダイレイタンシーの挙動が正確に現れていなかった。これらの原因として、鉛直圧を制御しているポンプの精度が悪く、滑らかな圧力変動を与えられななかったことが挙げられる。この方法は、一面せん断試験の定体積条件で行われている方法であり、鉛直圧の制御が詳細にできれば精度よく試験できることが期待される。
以上より、室内で詳細な検討を行い、室内試験とBTSTとを比較検討したところ、BTSTは厳密な定体積試験が行われていないことが明らかになった。鉛直変位を制御する定体積試験を精度よく行うことができれば、原地盤の有効応力経路を正確に評価できる可能性がある。今後、試験装置の改良により、精度を上げていく必要がある。