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伊藤教授の土質力学講座
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第2章 土の基本的性質および物理的性質
2.4 土の粒度
土は、たとえば粗い礫のように粒径が50mmもあるものから、コロイドのよ
うに1μ以下といった微細粒なものまで、きわめて広範囲にわたる粒径の粒
が混じり合ってできている。
各種粒径の土粒子がどんな割合で混じり合っているかということを粒度と
呼んでいる。粒度を表わすには、図−2.8に示すように粒径加積曲線が用
いられている。

 
図−2.8 粒径加積曲線
 
この曲線は、半対数グラフの対数目盛に粒径d(mm)を、算数目盛に通過率
あるいは重量百分率(=(各粒径よりも小さい土粒子重量/全土粒子重量)×
100)をとって表わす。細粗の粒子がよく混合していて、粒径加積曲線がなだ
らかなこう配(1)を示すものを粒度のよい土といい、同じ程度の大きさの粒子
を多く含んでいて、こう配(2)が急なものを粒度の悪い土という。
従来、粒度は土の工学的性質と密接な関係があるとされていたが、土によ
ってその重要性が変わってきている。すなわち、砂や砂礫のような粗粒土で
は、密度・透水性および強さなどの諸性質と粒度との間に深い関係があるが、
粘土やシルトのような細粒土では、土の構造、粒子の形状、鉱物組成および
土粒子表面の物理・化学的性質などが工学的性質に関係する主な要素であっ
て、粒度そのものはあまり重要な意味を持っていない。

2.4.1 粒度区分
土の粒度分布は先に述べたように広い範囲におよぶものであるので、その
ままでは表現上不便がある。そこである粒径範囲ごとに区分して、それぞれ
に名称をつけるようにしている。土の主要区分を砂・シルトおよび粘土の3
つとし、そのほかに粗粒側で、礫、玉石(あるいは岩塊)、細粒側では粘土
を分けてコロイドとしている。
この区分は、国によって、また専門分野によって多少ちがっている。
表−2.3に代表的な粒径区分を示す。
 
表−2.3 種々の規格における粒径区分 (単位:mm)

 
土の粒度は、ある粒径区分内だけであることはまれで、各範囲にまたがっ
て分布していることが多い。その場合、各粒径区分にあるものが、どんな割
合で混合されているかを知り、図−2.9のような三角座標を用いて土の分
類名称をつけることが行なわれている。 このように粒度の混合割合だけで土
を分類することを土の粒度による分類と呼んでいる。

 
図−2.9 三角座標分類

2.4.2 土の粒度の測定
土の粒度を調べるのに、たとえば、コンクリ−トの細・粗骨材のふるい分
け試験のように、ふるいだけでできれば簡単である。しかし、土の粒径には
ふるい分けだけでは分析できない細粒分が多く含まれている。
ふるいの実用上の最小限度が75μ程度であるとされているので、土の粒度
分析では、粒径75μを一応の境として次に示すような2つの方法で試験を行
ない、その結果を組み合わせるようにしている。
ふるい分け試験は、表−2.4に示すような一連のふるいによって行ない、
75μ以下の細粒分はスト−クスの法則にもとづく水沈降法(ハイドロメ−タ
法)によって粒度分析を行なう。試料の準備および取り扱いは、JSF T 131
に規定されている。
 
表−2.4 土のふるい分け試験用ふるいの開き目

 
図−2.10 土の分析法

2.4.3 粒度の表示
(1)粒度分布−−土の粒度の表わし方として、前に述べた粒径加積曲線と
頻度曲線で表わす場合とがある。一般には、粒径加積曲線で表わす方法が用
いられている。この曲腺の形状や位置から、粒度のよしあし、粗・細粒土の
別、粒度組成(混合の状況)などが一見してわかる。
(2)有効径、均等係数および曲率係数−−粒径加積曲線の通過率10%、30
%および60%に対応する粒径D10、D30およびD60を選び、D10を有効径、
60/D10=Ucを均等係数、(D30)/(D60)(D10)=Cgを曲率係数とそ
れぞれ呼ぶ。これらは、粒度分布の特徴を数値的に表わすために用いる指数
である。D
10が有効径と呼ばれるのは、土の中に含まれる細粒分が土の性質
に大きく影響するというところから出たものである。また、D
10は砂質土の
透水性に大きく関係することが経験的に知られていて、土の透水係数の推定
によく用いられている。
また、UcおよびCgは粒度分布の広がりや曲線の形状を示すもので、粒度
のよしあしを判別するのに用いられている。たとえばUcが小さいというこ
とは、UcとD
60 との範囲がせまいことを意味しており、Ucが大きくなる
ほど粒径の幅が広く分布しているといえる。一般に、Ucが4〜5以下の土
は悪い粒度の土、10以上のものはよい粒度の土であるとされる。また、Cg
が1〜3は粒度のよい砂利あるいは砂であるとされ、「統一分類法」におけ
る粗粒土の分類に用いられている。

2.4.4 よく用いられる粒径
土の工学的分類やほかの試験に用いられる粒径として、次のようなものが
ある。
(A)ほかの試験のために用いられる粒径
(1)4760μふるい通過土:土の突固めおよびCBR試験における土の規制
粒径
(2)2000μふるい通過土:礫と細粒土の区分、コンシステンシ−試験を除
く土の物理試験用土の規制粒径
(3)420 μふるい通過土:土のコンシステンシ−試験用土の規制粒径
 
(B)土の工学的分類に用いられる粒径
(1)4760μふるい通過率:統一分類法における土の分類に際して
(2)2000μふるい通過率:AASHO法および日本統一分類法における土
の分類に際して
(3)420 μふるい通過率:AASHO法による土の分類に際して
(4) 75 μふるい通過率:統一分類法およびAASHO法による土の分類
に際して
(5) 2 μふるい通過率:コロイド粘土の活性を判別するときの粘土量と
して

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