一軸圧縮試験とは（土）｜quの求め方と、粘着力c=qu/2を使える条件（JIS A 1216）

根拠は、非圧密非排水（UU）条件の三軸圧縮試験で得られるモール円の包絡線が水平になることです。粘性土は透水性が低いので、載荷直後は間隙水が抜けず、拘束圧を変えても圧密による強度増加が起きません。そのため図2のとおり、拘束圧が違う供試体でもモール円の直径（σ1 − σ3）は同じになり、内部摩擦角はゼロ（φu = 0）として扱えます。

このとき非排水せん断強さ cu はモール円の半径にあたるので、拘束圧ゼロの一軸圧縮試験でも cu = qu/2 として求められます。これを「φu = 0 法」と呼びます。

この考え方が当てはまるのは、盛土の施工直後のように、載荷してから圧密が進む前の状態です。粘土地盤上の盛土は、圧密が進むにつれて強さが増すので、施工直後がいちばん危険になります。これを短期安定問題と呼び、そこで使う強度定数が UU 条件や一軸圧縮試験から得られる cu です。時間をかけて掘削する長期安定問題では、有効応力で見た内部摩擦角を別の試験から求めます。

φu = 0 法を一軸圧縮試験に適用できるのは、一軸圧縮強さ qu が UU 三軸圧縮試験の圧縮強さ q とほぼ等しい（qu ≒ q）場合に限られます。次のような試料では成り立ちません。

したがって一軸圧縮試験には、乱れの少ない不撹乱試料が欠かせません。建築基礎構造設計指針も、粘性土の粘着力は原位置で採取した乱さないサンプリング試料を用いた一軸圧縮試験や三軸圧縮試験から求めることを基本としています。練り返した試料でも試験し、乱さない試料との強さの比（鋭敏比）で乱れに対する敏感さを見ることもあります。

経験式はありますが、式によって推定値が大きく違うため、粘性土の一軸圧縮強さは室内試験の結果と合わせて評価するのが基本です。

粘性土のN値と qu の間には経験式がいくつも提案されていて、Terzaghi and Peck の区分では、たとえばN値4〜8の「普通の」粘土で qu が 49〜98 kN/m² 程度に対応します。ただし式によって推定値は最大で6.7倍も違い、建築基礎構造設計指針は、N値が小さいところでは信頼性が低いため、粘性土の qu をN値から推定する経験式は用いるべきではないとしています。

粘性土はN値だけでは判断しにくい土なので、室内試験の結果と合わせて評価するのが基本です。コンシステンシーの区分とN値・qu の対応表は別記事にまとめています。

供試体の側面を拘束せずに軸方向だけで圧縮して壊す、という形は土・コンクリート・岩石に共通ですが、対象も規格も使い道も別です。コンクリートの圧縮強度試験は JIS A 1108 に基づき、円柱供試体の圧縮強度で材料の品質を管理します。岩石の一軸圧縮試験は地盤工学会基準（JGS 2521）に基づき、コアから採った供試体で岩盤の強度を評価します。道路橋示方書は、亀裂の少ない軟岩ではコアの一軸圧縮強度の1/2を粘着力としてよいとしており、岩でも qu/2 の考え方が使われる場面があります。

土の一軸圧縮試験は JIS A 1216 に基づき、乱れの少ない粘性土の供試体で行います。強さの桁も違い、粘性土の qu が数十〜数百 kN/m² なのに対し、コンクリートや岩石は数十 N/mm²（数万 kN/m²）の世界です。地質調査報告書に出てくる一軸圧縮試験は土のものだと押さえておけば混乱しません。

一軸圧縮試験の結果は、試料ごとの qu・εf・E50 を含水比や湿潤密度などの物理試験値と並べた一覧表と、応力〜ひずみ曲線の図として報告書に載せます。深度方向に qu を並べると、粘性土層の強さの分布や、乱れた試料の見分け（周囲より極端に低い値）にも使えます。手順は室内土質試験の結果整理で解説しています。

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