高坂紀久子
不飽和土の力学特性を求めるための簡易な試験手法の開発
指導教員：豊田浩史
これまでの土質力学は，土の中でも飽和土を中心に体系化されてきた．不飽和土に比べ，そのメカニズムが複雑でないこと，実務的に飽和土を考えれば安全側であることなどがその理由だと考えられる．しかしながら，降雨による斜面の安定問題・土構造物への影響，トンネル掘削に伴う切羽の安定問題を正確に評価する場合に不飽和土の強度評価は不可欠である．これらの諸問題に対応するために，不飽和土の試験方法の技術的な進展が期待される．また，不飽和土のせん断試験は時間を要する・試験装置が高価・試験の複雑さなどの問題を抱えていることより実用的でない．そのため，強度定数を簡易に求める手法を開発することは実務的問題に寄与することにつながるといえる．
既往の研究から，土の強度定数である見かけの粘着力cは供試体の空気侵入値(AEV)までは飽和土として増加することが明らかになっている．しかし，不飽和化したときの強度増加は土によって異なるため，推量することは難しい．本研究では，不飽和土用の特殊な試験装置を必要としない通常のせん断試験から，不飽和土の強度特性を求める手法の検討を行った．土の状態を再現するために，含水比と間隙比をパラメーターとして締固めて供試体を作製し，得られる強度定数について比較検討した．用いた試料は，非塑性シルトであるDLクレイ，また，実際の施工現場の試料である東北新幹線三本木原トンネルより採取した砂，新潟県柏崎市米山付近で採取した粘土(ラテライト系粘土)を用いて試験を行った．
本研究より得られた結果を以下に示す．
1)非塑性の試料であれば，不飽和土の強度を簡易不飽和土一面せん断試験から求めることができる．
2)擬似飽和状態にある試料については負の間隙水圧(サクション)を考慮した全応力を載荷し試験を行う必要がある．
3)塑性試料に関しては，簡易不飽和土一面せん断試験からは正確な不飽和土の強度を求めることができない．
以上の結果より，一面せん断試験から不飽和三軸圧縮試験結果と同様な土の強度定数を得られることが明らかになった．適用範囲が限られるが，飽和度と粘着力増分の関係を求める簡易試験方法として有用である．
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