一軸圧縮強度と試験

地盤改良工事の完了後には、しっかりと対象の地盤が強化されたかどうかを確認するための試験である、一軸圧縮強度試験が行われます。
この記事では地盤改良工事の完了の目安となる、一軸圧縮強度試験について詳細に解説します。

撹拌状況

一軸圧縮強度とは

一軸圧縮強度とは、供試体(※)（サンプル）を側圧（サンプルに対して横方面からの圧迫）が無い状態で鉛直方向（サンプルの上側と下側）に圧縮していくのですが、このときの圧縮荷重における、供試体の最大強度のことを意味します。
※供試体…　圧縮強度試験に用いられる試験体のこと。試験ごとに様々な規格に基づいて作成され、材質は土、岩石、コンクリートなど様々。
仮に「側圧がある」場合は、鉛直方向からの圧縮を含めて「三軸圧縮強度」と呼びます。側圧が無く、「鉛直方向からのみ」圧縮されることが「一軸」圧縮強度と呼ばれるゆえんです。なお、一軸圧縮強度は記号「qu」と表され、以下の計算式で多く用いられます。
　qu=12.5×n値

一軸圧縮試験とは

一軸圧縮試験とは、先述の一軸圧縮強度を供試体と機械を用いて測定・分析する方法です。以下、具体的な試験方法・目的などを説明します。
 
一軸圧縮試験の目的
一軸圧縮試験の目的は、地盤改良に用いられる改良体や補強体が一体どのくらいまでの荷重に耐えられるかを測定することにあります。供試体を試験に用いて強度を測定することはもちろんのこと、地盤の耐久力である地耐力や、粘着力などが測定可能です。 
一軸圧縮試験の具体的な方法
圧縮強度試験専用の機器を用いて供試体の上下を加圧板に固定します。※このとき用いられる供試体は直径3.5〜5cm、高さは直径の2〜3倍程です。形も多くが円柱状ではありますが、球状などさまざまな形状が存在します。固定後、毎分で1％ずつの圧縮ひずみが生じるように断続的に供試体を圧縮していきます。圧迫中は供試体の変形や破損など、細かく観察・記録していきます。
 一軸圧縮試験 供試体作成方法
対象の改良済地盤から採取するのが一般的です。採取後は一軸圧縮試験が行いやすいように円柱状に形を整えます。なお、供試体の整形にはトリマー、ナイフなどを用います。 
一軸圧縮試験の結果の利用
一軸圧縮試験に用いる供試体が人工的なものか否かで判定結果の利用法が異なります。順に確認してまいりましょう。
1.人工的に改良を加えた地盤の場合
…地盤改良がどの程度効果的に機能しているのか、また改良後の安全性の確認に利用されます。
2,人工的な改良を加えていない自然な状態の地盤の場合
…地盤本来の土圧、支持力や斜面が安定しているかなどの指標になりえます。