圧密試験とは｜粘性土の沈下量と沈下時間を調べる室内土質試験

圧密試験とは、粘性土の供試体に段階的に荷重をかけ、時間の経過とともにどれだけ縮んでいくかを調べる室内土質試験です。粘性土は荷重を受けると、内部の水がゆっくり抜けながら長い時間をかけて縮みます。この性質を実験室で再現し、沈下の量と速さを予測するための値を得ます。

円盤状に成形した供試体を金属の容器に収め、上から荷重を載せます。荷重は一度に載せるのではなく、段階的に増やしていきます。それぞれの段階で、供試体がどれだけ縮んだかを時間を追って記録します。荷重を増やすたびに、縮みが落ち着くまで待つため、試験には日数がかかります。

対象が粘性土であること、そして乱れの少ない試料が必要になることから、試料の採取から慎重に扱う必要があります。試料の採取については不撹乱試料とはを参照してください。

• その地盤が過去にどれだけの荷重を受けてきたかの目安となる値
• 荷重に対してどれだけ縮むかを表す値
• 縮みがどれくらいの速さで進むかを表す値

1つ目は、対象の地盤が過去の荷重をすでに経験しているかどうかを判断する手がかりになります。すでに経験している範囲の荷重であれば沈下は小さく、それを超えると沈下が大きくなるという見方をします。2つ目と3つ目は、沈下の量と沈下にかかる時間を見積もるために使います。

砂質土は水が抜けやすいため、荷重をかけたときの沈下は比較的短い時間で収まります。一方、粘性土は水が抜けにくく、沈下が何年にもわたって続くことがあります。建物が完成したあとに沈下が進むと、傾きや不同沈下という形で問題になります。この現象そのものについては圧密沈下とはで解説しています。

得られた値から、その地盤に構造物や盛土を載せたときの沈下量と、沈下が収まるまでのおおよその時間を計算します。沈下が許容できない場合は、地盤改良を行う、盛土を段階的に立ち上げて沈下を先に進ませるといった対策の検討に入ります。

粘性土の性質を把握するという意味では、コンシステンシーとはで扱う液性限界・塑性限界とも関わりがあります。試験結果を報告書にまとめる手順は室内土質試験の結果整理に、地盤定数全体の整理は地盤定数とはにまとめています。

Q.圧密試験では何が分かりますか？

A.粘性土が荷重を受けたときに、どれだけ縮むか、どれくらいの速さで縮むかが分かります。過去にどれだけの荷重を受けてきたかの目安も得られます。

Q.砂質土でも圧密試験は行いますか？

A.通常は行いません。砂質土は水が抜けやすく、沈下が短時間で収まるため、時間をかけて縮む性質を調べる必要が少ないためです。

Q.試験にはどれくらい時間がかかりますか？

A.荷重を段階的に増やし、それぞれで縮みが落ち着くまで待つため、日単位の時間がかかります。調査工程を組むときは、この所要日数を見込んでおく必要があります。