Guinguette Marais Poitevin

アッターバーグ限界試験とは

構造物や舗装などの荷重を支えるための土壌は、地盤工学エンジニアによって評価され、加えられた力や変化する水分条件の下での挙動を予測する必要があります。 地盤研究所で行われる土壌力学試験では、粒度分布、せん断強度、含水率、凝集性土壌の膨張・収縮の可能性などを測定します。

1911年、スウェーデンの化学者・農業科学者であるアルバート・アッターバーグは、細粒の土壌を分類するために土壌の一貫性の限界を定義した最初の人物です。

Karl Terzhagi氏とArthur Casagrande氏は、1930年代初頭に、地盤工学の分野で土壌の可塑性を評価することの重要性を認識しました。

Karl Terzhagi氏とArthur Casagrande氏は、1930年代初頭に、地盤工学の用途として土壌の可塑性を評価することの重要性を認識しました。 このブログ記事では、アッターバーグ限界値の定義、試験方法の説明、限界値と計算された指標の重要性について説明します。

Why are Atterberg Limits Tests Important?

含水率が高くなるにつれて、粘土やシルトの土壌は、固体、半固体、プラスチック、液体の4つの異なる状態になります。 それぞれの段階では、強度、粘着性、および挙動に大きな違いがあります。 アッターベルグ限界試験は、物理的な変化が起こるポイントの含水率を用いて、これらの状態の境界を正確に定義します。 この試験値と派生した指標は、構造物の基礎設計や、ソイルインフィル、堤防、舗装の挙動予測に直接応用できます。 これらの値は、せん断強度の評価、透水性の推定、沈下の予測、潜在的な膨張性土壌の特定を行います。

液性限界、塑性限界、収縮限界とは何か？

アッターバーグ限界の重要性を理解したところで、個々のテストを定義してみましょう。

• 液体限界（LL）とは、所定の方法で土をつぶしたときに、溝が閉じる程度の流動性があるときに、土がプラスチック状態から液体状態に変化するときの含水量である。
• Shrinkage Limit (SL)とは、水分がさらに失われても試料の体積が減少しない含水率のことです。

可塑性指数、流動性指数、整合性指数、活性数の計算方法

アッターバーグ式土質指標は、試験値を数学的に比較して、異なる可塑性や整合性の特性を表します。

• 可塑性指数（PI）は、可塑性限界から液体限界を引いたもので、2つの境界の間の範囲の大きさを示します。 PIが高い土壌は、粘土の含有量が多い。
• Liquidity Index (LI)は、サンプルの自然含水率から塑性限界を差し引き、それを塑性指数で割って求めます。 LIが1以上の土壌は、液体状態に近いことを示します。 LIが0以下の場合は、硬くて脆い土壌であることを示しています。
• Consistency Index (CI)または相対的一貫性は、土壌の液体限界から自然含水率を引いたものをPIで割ったものである。 CIはLIと関連しており、相対的なせん断強度の指標となる。
• 土壌サンプルの活性度は、粘土サイズ画分（2µmより細かい粒子）に対する可塑性指数の比率である。 活性数が1.25以上の土壌は活性が高いと考えられ、水分条件に応じて体積の変化が大きくなります。

アッターバーグ限界試験の手順：

すべてのアッターバーグ限界試験において、土壌サンプルはNo.40（425μm）の試験ふるいを通過した材料で構成されており、規格に記載されている湿式または乾式の方法を用いて各試験用に準備されています。

• 液性限界は、液性限界試験機の真鍮カップに土壌試料の一部を広げ、溝切り工具を使って分割することで測定します。 カップを25回落下させて溝が1/2インチ閉じたときの含水率を液性限界とする。 試験方法は、ASTM D4318とAASHTO T 89を使用しています。
• Plastic Limitは、湿ったプラスチック土の小球を繰り返し再成形し、手作業で1/8インチの糸に巻き取ることで求めます。 この試験には、塑性限界ローラー装置を使用することもできます。 塑性限界とは、完全に巻き取る前に糸が崩れてしまう水分量のことです。 標準的な試験方法は、ASTM D4318およびAASHTO T 90です。
• Shrinkage Limit（収縮限界）は、湿った試験材料の土壌パットを特殊な収縮皿に成形して行います。 皿と土壌をオーブンで乾燥させ、重量を測定した後、水置換によって試験片の体積を測定します。 アッターバーグ試験シリーズのこの部分は実施頻度が低く、ASTM D4943に記載されています。

アッターバーグ限界試験に必要な機器：

• サンプルの準備と処理。
• 蒸発皿は試料を所望の含水率に混合するために使用される
• 混合、成形、および土壌試料を平滑にするためのヘラli
• 混合水を出すためのウォッシュボトル
• 土壌水分サンプル用のアルミニウム容器
• 粒子径を小さくするための乳鉢と乳棒
• ボウルやヘラをきれいに洗うためのウォッシングパンli
• 液体限界/プラスチック限界試験アクセサリセット
• 土壌粉砕機は効率的な粒子サイズの縮小のためのオプションです
• デジタルラボスケールまたは天秤（0.
• 含水率試験用の乾燥ラボラトリーオーブン

• 液体限界試験。
  • モーター駆動または手動式の液体限界試験機
  • AASHTOまたはASTM（Casagrande）の溝切り工具

• 塑性限界試験。
• 土壌の糸を繰り出すのに使用するガラス板
• Plastic Limit Apparatus サンプルを素早く安定して転がすためのオプションのプラスチック・リミット・ローラー装置

• 収縮限界試験。
  • Shrinkage Limit Test Apparatus（収縮限度試験装置）収縮限度試験に必要なアイテムが含まれています
    • Shrinkage Dish（収縮皿）試験法で要求されている独自のモネル製金属容器です
    • Microcrystalline Wax（微結晶ワックス）試験片をコーティングするためのもので、5ポンド（2.5ポンド（2.3kg）入り
    • シュリンケージディッシュをコーティングするための石油ゼリー
    • 試料の計量を吊り下げるための細糸
    • 皿の校正用のガラス板
    • ワックス溶解ポットは、試料を浸すためのワックスを準備する。

  アッターバーグ限界値は、構造設計の初期段階で、土壌が期待通りの性能を発揮するために重要な役割を果たします。

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  このブログ記事では、地盤工学におけるアッターバーグ限界の役割や、ラボ試験に必要な機器についてご理解いただけたと思います。

  

  

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