土質定数の考え方
仮設構造物の設計において,土質定数の設定が,作用土圧や抵抗土圧あるいは掘削底面の安定等に大きく影響します。したがって,土質定数の設定にあたっては,原則として地盤調査および土質試験を実施し,その結果を総合的に判断して定める必要があります。
設計に用いる土質定数を以下に示します。
検討内容 | 検討項目 | 必要諸数値 |
掘削底面の安定 | ボイリング | γ、γ'、γw、地下水位 |
ヒービング | γ、c | |
盤ぶくれ | γ、γw、被圧水頭 | |
土留め壁の設計 | 土圧 | γ、γ’、c、φ、N値、δ |
水圧 | γw、地下水位、間隙水圧 | |
水平地盤反力係数 | E0、N値、c | |
施工法検討 | 補助工法 | 補助工法の種類による |
γ:土の湿潤単位体積重量
δ:壁面摩擦角
γ’:土の水中単位体積重量
φ:土のせん断抵抗角
γw:水の単位体積重量
E0:土の変形係数
●土の単位体積重量
土圧や荷重の算定に用いる土の単位体積重量は,土質試験から得られた実重量を用いることを原則とするが,十分な資料が得られない場合は以下の表を参考にしても良い。
土の湿潤単位体積重量(KN/m3)
土質 | 密なもの | ゆるいもの |
礫質土 | 20 | 18 |
砂質土 | 19 | 17 |
粘性土 | 18 | 14 |
●砂質土の強度定数
砂質土のせん断抵抗角φを室内土質試験から求めるためのサンプリングは一般に困難であるため,砂質土のせん断抵抗角φはN値からの換算式を求めても良い。
φとN値の換算式は、
φ=√15N+15≦45°(ただしN>5)
●粘性土の強度定数
粘性土の粘着力cは,乱さない資料を採取し,非圧密非排水状態での三軸圧縮試験から求めることが望ましい。
ただし,沖積層の粘性土は,
一般に一軸圧縮強度試験から求められた一軸圧縮強度quとの間にc=qu/2の関係が認められているので,その値を用いても良い。
室内土質試験等の十分な資料が無い場合には、以下に示した値を用いても良い。
硬さ | 非常に軟らかい | 軟らかい | 中位 | 硬い | 非常に硬い | 固結した |
N値 | 2以下 | 2〜4 | 4〜8 | 8〜15 | 15〜30 | 30以上 |
粘着力c (KN/u) |
12以下 | 12〜25 | 25〜50 | 50〜100 | 100〜200 | 200以上 |