飯塚　啓人

粘土のような低引張強度材料に対する評価手法の開発

豊田　浩史

　土構造物に生じる引張亀裂は引張応力に起因し，地盤工学的および環境的に重大な問題を引き起こす可能性がある．そのため，引張応力および引張強度の定量的評価が重要である．しかし，低引張強度を有する土に対する標準的な直接引張試験法は確立されていない．従来の直接引張試験では供試体形状に大きな制約があり，ブラジリアン試験などの間接法においても，自然な破壊挙動の再現は困難である．
本研究では，これまでに提案してきた真空圧を用いた円柱供試体の直接引張試験法について，試験条件が測定される引張強度に及ぼす影響を評価し，再現性確保のための適切な条件を検討する．さらに，供試体性状が引張強度に与える影響を分析し，既往の直接引張試験結果との比較を行った．
　検討した試験条件は，真空圧力，メンブレンの被覆長さ，キャップと供試体の接着確認のための圧縮力，メンブレン端部の処理方法，および載荷速度である．また，破壊面の発生位置を統計的に整理し，破壊挙動の安定性を評価した．
その結果，真空圧力は供試体の引張強度よりも高く設定し，適切な範囲内に制御することが重要であることが示された．メンブレン被覆長さは供試体高さ80 mmに対して被覆長さ20 mm@2以上を確保することで安定した結果が得られた．接着確認時の圧縮力については，適切な範囲の圧縮力が必要であった．メンブレン端部は巻いた状態とすることで，再現性が向上した．載荷速度は1 mm/min以下とすることで安定した測定が可能であった．そして破壊面の80%以上が供試体中央付近に集中し，本試験法が安定かつ自然な引張破壊を再現できることが示された．
　供試体性状については，含水比の低下および乾燥密度の増加に伴い，引張強度が増加する傾向が確認された．低含水比では脆性挙動を示し，高含水比では破壊ひずみの増加および延性的な挙動がみられた．これらの傾向は既往研究とも一致し，笠岡粘土は他の地盤材料よりも含水比および乾燥密度の影響を強く受けることが示された．今後の展望としては，引張力載荷による亀裂進展特性の解明として，今後他種の粘土や砂等を材料とした供試体を対象に，各含水比帯における，荷重変形特性の調査や，間接引張試験では，正確な評価が困難である高含水比の供試体への適用性を検討し試験領域の差別化を図る．