専門的なコンテンツのアーカイブ: この記事には、地盤工学の概念、公式、実験室の手順の歴史的な概要が保存されています。これは、地質工学研究、盛土設計、締固め仕様、品質管理計画、または現在の標準の代替ではありません。土壌パラメータ、機器、圧縮エネルギー、許容基準、および安全な作業方法は、特定の土壌と対象物に基づいて、認定地盤工学技術者および認定試験所によって決定されます。
Savo Kusićは今日、木製窓、木製アルミニウム窓、カスタム窓、ドア、見積依頼に焦点を当てています。この記事は技術アーカイブとして残されており、地盤工学設計、試験、土工施工の提案を表すものではありません。
緩い土の圧縮
緩い土壌の圧縮は、固体粒子のサイズと形状、およびその構造に依存します。結合していない土壌の場合、最も稀で最も密度の高い構造の間隙率 n と間隙率係数 e の値には一定の制限があります。
結合していない材料を乾燥させ、注入中に圧縮しないようにゆっくりとビーカーに注ぐと、その「最も珍しい構造」が得られます。この構造は、空隙率係数 emax に対応し、原文の砂の値は次の制限内にあります:
emax = 0,7–1,0.
同じ材料をビーカーに薄い層で注ぎ、体積が一定になるまで、つまりタンピングで沈降しなくなるまで各層を木槌で叩き込むと、その「最も密度の高い構造」が得られます。これは間隙率係数 emin に対応し、砂の値は次のとおりです:
emin = 0,45–0,65.
非結合土壌の圧縮は相対圧縮_ID_で表されます。これは、最高の圧縮に対する土壌の圧縮の程度を示す係数です:
ここで、e は圧縮の自然状態における土壌間隙率係数です。相対密度の最終値は次のとおりです:
- 最も稀な構造の場合 e = emax; ID = 0;
- 最も密な構造の場合 e = emin; ID = 1.
Terzaghi による原文の砂質土壌の圧縮基準は次のとおりです:
- まばらに圧縮された砂: ID = 0–1/3;
- 中程度の圧縮砂: ID = 1/3–2/3;
- 高密度に圧縮された砂: ID = 2/3–1.
道路の堤防や堤防の場合、テキストには_ID_ = 2/3–1.
以前の形式の代わりに、体積比を使用できます:
ここで、_V_は撹拌されていない土壌サンプルの体積、_Vmax_は最小の圧縮状態での同量の土壌の体積、_Vmin_は最大圧縮状態での同量の土壌の体積です。
適用制限: 過去の分類および用語をプロジェクトまたは建設現場に直接転送することはできません。土壌の種類、サンプリング方法、サンプルの状態、適用される基準およびプロジェクトの要件により、方法と基準が変更される場合があります。
結合土の圧縮
結合土の場合、圧縮は固体成分のサイズや形状、その構造だけでなく、凝集力にも依存します。凝集力により固体粒子は互いにくっついているため、圧縮中に細孔から水を絞り出すことは、荷重下で粒子がより容易に移動する結合していない土壌よりもはるかに困難です。
結合土を圧縮する際には、水の量が非常に重要です。タンピングすると水が細孔から押し出され、水の膜の厚さが減少します。気孔率が減少し、せん断強度と嵩密度が増加します。密度が高くなるほど、単位体積あたりの固体が増え、細孔が少なくなります。この比率は、結合土の圧縮を評価するための基礎として採用されました。本文中の圧縮制御は乾燥体積重量を使用して実行されます:
γd = Wd / V [N/cm3]
ここで、Wd は完全に乾燥した土壌サンプルの重量 (N)、V は乾燥前の圧縮状態の同じサンプルの体積 (cm) です3.
プロクター裁判
プロクターテストは、土壌中の水の量とその圧縮の関係を決定するのに役立ちます。これは、最適湿度、つまり、圧縮された土壌が所定の圧縮エネルギーに対して最大の乾燥体積重量を与える湿度を決定します。
歴史的に記述されているプロクターの装置（写真1）は、内径Ø = 10 cm、高さ12 cm（写真1_a_）と、同じ直径と高さのシリンダーの延長部分10 cm（写真）で構成されています。 1_b_) と、直径5 cm、重量2,5 N の金属ランマーを、直径がわずかに大きい円筒状ガイドに取り付けます。ガイドは下端が開き、上端が閉じており、ラムハンドルを通すための開口部が少し広くなっています(写真1_c_)。シリンダーの下端は大きな金属板の上に置かれ、タンピング中に固定されます。
サンプルは元の手順に従って乾燥され、大きな粒子の影響を避けるためにふるい開口部5 mmを通してふるい分けされます。次に、サンプルがどろどろになるほど多すぎても、サンプルが処理できないほど少量であってもならない量の水と混合します。まず、約8 cmの高さの層を、圧縮されていない状態で拡張部を備えたシリンダー内に配置し、表面全体に均等に分散された25のブローで圧縮します。インパクトは30 cmの高さからマレットの自由落下によって行われます。厚さの新しい層 8 cm が適用され、新しい 25 パンチで打ち込まれ、この手順が 3 番目の層で繰り返されます。完了後、エクステンションを取り外し、サンプルの表面を下部シリンダーの端に合わせて、余分な汚れを取り除きます。次に、圧縮された土壌のサンプルが取り出され、その乾燥嵩密度 γd と含水率 w が測定されます。
写真1 — プロクターの実験
実験は、γd と w の異なる値を取得するために、常に同じサンプルからの新鮮な未処理の材料を使用して、異なる量の水で5 から 6 回繰り返されます。土壌水分 w が図の横軸に、乾燥体積重量 γd が縦軸に適用されます (写真 2)。接続された点は、乾燥嵩密度が水分とともに最初に最大値まで増加し、その後減少することを示す曲線を示します。最大乾燥嵩密度 max γd に対応する湿度 wopt を 最適湿度 と呼びます。本文では、この湿度では、与えられた圧縮エネルギーで最高の圧縮が達成されることが認められています。この方法で実行されるテストは、_標準プロクターテスト_と呼ばれます。
図 2 — プロクター図。
実験室の安全性と基準: 装置の寸法、ランマーの質量と落下、層の数と衝撃、およびサンプルの準備は、ここで送信される履歴データであり、独立した指示ではありません。有効な手順では、適切な標準および検査計画を定義する必要があります。乾燥、ふるい分け、タンピングには、ほこり、飛散粒子、挟み込み、衝撃による怪我のリスクが伴います。適切な装備、保護、訓練を受けたオペレーターが必要です。
5 mm
5 mm より大きい粒子は、総質量の25% までであれば重大な影響を及ぼさないと記載されています。 25% より多い場合は、比例法または修正プロクター試験を使用して混合物の乾燥体積重量を計算することにより、その影響を考慮する必要があります。
比例法による計算
この方法によれば、土壌材料混合物の乾燥体積重量_γdm_は、5 mm:
ここは：
- γd — 開口ふるいを通過した材料の乾燥体積重量 5 mm;
- γsc — スクリーン開口部に残っている固体粒子の体積重量 5 mm;
- m — 全体の質量に対する、ふるいの開口部に残っている材料の重量パーセント5 mm。
改良された監督試験
原文で引用されている米国開拓局の経験によれば、5 mmより大きい粒子が土壌総質量の1/3から2/3を超える場合、試験は総質量で実行されるべきである。 10 cm の直径のシリンダーではこれをうまく行うことができないため、いわゆる「修正プロクターテスト」ではより大きな直径のシリンダーが使用されます。本文では、直径15,2 cm、高さ23,2 cmの円柱について説明しています。この円筒では、5,5 kpのサンプルが、50のより小さな衝撃で3つのほぼ等しい層に圧縮されており、それぞれの重量は4,53 kp、落下高さは45,7 cmです。サンプルに20 mm までの粒子が含まれている場合、試験は乱されていない材料で実行されます。 20 mm より大きい粒子が含まれている場合、5,5 kp の量のサンプルが 20 mm のふるいにかけられ、ふるい上の残りはサイズ 5 ～ 20 mm の材料と置き換えられます。
このように説明された手順に加えて、本文中では、標準的な方法とは異なる実施方法も修正プロクターテストと呼ばれます。
圧縮エネルギー
プロクターシリンダー内のサンプルの圧縮エネルギーは、次の方程式で表すことができます。ここで、_N_はハンマーの打撃数、_h_はハンマーの高さ（m）、_W_はハンマーの重量（Mp（メガポンド））、_V_はサンプルの体積（m）です3.
圧縮エネルギーが増加すると、サンプルのより大きな圧縮が達成され、その空隙率、つまり土壌中の水の量が減少し、乾燥体積重量が増加します。圧縮エネルギー E1、E2、E3、および E4 については、対応するプロクター図が図 3 で得られます。すべての図は、飽和図に漸近します。この図は、すべての細孔が水で満たされている場合は 0% 空気細孔の図、または 95% 細孔が水で満たされている場合は 5% 空気細孔の図とも呼ばれます。
図 3 — さまざまな圧縮エネルギーのプロクター図。
横軸に w = wz = n / γs(1-n)、縦軸に γd = γs(1-n) を適用すると、飽和図を作成できます。ここで、n は土壌間隙率、 γs は、特定の土壌の固体粒子の体積重量です。したがって、圧縮エネルギーを調整して、望ましい圧縮を得ることができるということになります。自然土壌または締め固められた盛土の圧縮を制御するために、テキストでは圧縮指数 Iz がよく使用されます。これは、特定の土壌または盛土の乾燥体積重量 γd と、Proctor γp:
Iz = γd / γp.
現場での設計と制御: 実験室の曲線だけでは、派生層の品質を確認できません。サンプリング、層の厚さ、機械のパスの種類と数、湿度、現場測定、支持力、排水、隣接する構造物および地下設備を設計および管理計画に含める必要があります。組織的な信号伝達とアクセス制御なしに、ローラーまたはその他の機械の作業領域に近づかないでください。