Stress-deformation and strength characteristics of compacted mudstone aggregate (Department of Agricultural Engineering)

摘要

締固めた泥質れき状土について三軸圧縮試験を行い, 強度・変形特性に及ぼす締固め含水比, 乾燥密度(締固め仕事量), 締固め方法及び水浸作用の影響を明らかにした。その結果を要約すると, 次のようになる。(1)側圧一定のUU試験による非水浸状態の応力∿ひずみ関係は締固め密度と含水比の影響を受けるが, 水浸状態ではすべてひずみ硬化型であり, これらは締固め方法の影響を受けない。また, 水浸状態の応力∿ひずみ関係にはKondnerの双曲線式が適用できる。(2)非水浸強度は含水比一定のとき密度とともに増大し, 強度(対数)と密度の関係は線形関係にあり, 自然含水比より乾燥側では締固め方法の影響を受けないが, 湿潤側では静的締固めによる強度が動的締固めよりも大きい。一方, 水浸状態の強度は締固め含水比に関係なく, 水浸後の乾燥密度とともに増大し, 強度(対数)と乾燥密度の関係は線形で, しかも零空積曲線上の強度分布を表示している。(3)以上の結果を含水比ω, 乾燥密度γ_d, 強度(対数)log(σ_1-σ_3)fを軸とする座標空間に表示すると, ω∿γ_d∿log(σ_1-σ_3)f関係は, 非水浸状態では側圧によって変動する曲面で, 水浸状態では側圧に一定な曲線で示される。(4)非水浸状態に対する側圧を変えたUU試験では, 応力∿ひずみ関係は締固め含水比, 密度, 側圧の影響を受ける。また, 強度定数cu, φuは, 含水比一定の場合, 密度とともにcuの増加とφuの減少傾向にあるが, 密度一定の場合, 含水比に対しcuはほぼ一定で, φuは自然含水比の乾燥側で大きい。(5)水浸飽和後のCU試験では, 水浸により吸水現象を示すにもかかわらず, 圧密過程では低密度の締固めは体積圧縮, 高密度の締固めは吸水膨張を示し, その中間の締固めでは圧密圧力に伴って吸水膨張から体積圧縮へと変化する。これらの応力∿ひずみ関係はひずみ硬化型である場合が多いが, 湿潤側あるいは自然含水比での高密度の締固めではひずみ硬化∿軟化型である。また, これらの含水比∿圧密圧力∿強度関係を正規圧密粘土のそれと比較すると, 水浸作用を受けても, その挙動は過圧密的である。(6)標準的な締固め仕事量による締固めの場合, 有効応力にもとづく強度定数c', φ'は締固め含水比の影響を受けず, そのうちのφ'に注目すると, 正規圧密粘土に対するφ'=26°(c'=0)よりも大きく, 高密度の締固めに対する値よりは小さい。