単位体積重量について

設計でよく使う常数として単位体積重量があります。
この重量は、1m3当たりの土や岩石の重さで、昔はkgfでしたが、SI単位になってからはkN/m3で表しています。
但し、重量なので質量のkgではありません。
今回は、土の単位体積重量について調べてみました。

(1)単位体積重量試験の採取方法
土の単位体積重量の試験は、不攪乱試料で採取するのが基本です。
①沖積層の粘土やシルトだとシンウォールサンブリング
②洪積層の粘土だとデニソンサンプリング
③砂だとトリプルサンプリング

で採取しますが、砂礫だと不攪乱試料で採取するのが困難になります。
現在では、施主の要求もあり、トリプルサンプリングで採取していますが、熟練技術者でも苦労しています。

(2)単位体積重量の目安値
設計では、砂礫層は、支持地盤になることが多く、単位体積重量はもちろん重要です。
そこで、日本道路協会やNEXCOなどの目安値を使っているのが現状です。
1)日本道路協会
日本道路協会の道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 H14年3月 P41
日本道路協会の擁壁工指針 H24年7月 P66
上記は、土の単位体積重量(kN/m3)の目安値を次のように示しています。
①自然地盤
砂及び砂れき ゆるいもの 18 , 密なもの 20
砂質土 ゆるいもの 17 , 密なもの 19
粘性土 ゆるいもの 14 , 密なもの 18
②盛土
砂及び砂れき 20
砂質土 19
粘性土(ただしwL<50%) 18
注) 地下水位以下にある土の単位体積重量は, それぞれ表中の値から9kN/m3を差し引いた値としてよい。
2)NEXCO
これが、NEXCO 設計要領第一集 土工編 H18年4月 P1-44 ではもっと細分化され、
①盛土
礫および礫混じり砂 締め固めたもの 20
砂 締め固めたもの 粒径幅の広いもの 20 分級されたもの 19
砂質土 締め固めたもの 19
粘性土 締め固めたもの 18
関東ローム 締め固めたもの 14
②自然地盤
礫 密実なものまたは粒径幅の広いもの 20 密実でないものまたは分級されたもの 18
礫混じり砂 密実なもの 21 密実でないもの 19
砂 密実なものまたは粒径幅の広いもの 20 密実でないものまたは分級されたもの 18
砂質土 密実なもの 19 密実でないもの 17
粘性土 固いもの 18 やや軟らかいもの 17 軟らかいもの 16
粘土およびシルト 固いもの 17 やや軟らかいもの 16 軟らかいもの 14
関東ローム 14

(3)目安値について
このように目安値を示しています。
実際には、設計する際に、余裕をもった安全率を設定するので、土質による単位体積重量の推定値が少し間違っていたとしても、それは誤差の範囲かもしれません。
NEXCOで間違えそうな要素としては、礫混じり砂か、砂か、砂質土ですが、密実なものと、密実でないものの区別はつくので、せいぜい1~2kN/m3の違いだと思います。
粘性土と、粘土およびシルトも同じだと思います。
そのように考えると、日本道路協会の目安値の方が、単純でわかりやすいのかも知れません。 
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