事業内容

土の三軸圧縮試験

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試料選定

試料選定

現場にてシンウォールサンプリングにより乱さない状態の試料を採取し、高さ11cm程度に切断して試験試料とします。さらに試料外側を削り、乱れの少ない中心部分で試験供試体を作製します。

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供試体の成形・トリマー

供試体の成形・トリマー

トリマーに試料を設置します。試料を上下に挟んだ台の部分は回転するので、外側のガイドに沿って削ることで精確な円柱供試体に仕上がります。

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供試体の成形・端面

供試体の成形・端面

マイターボックスに供試体を挟み、上下の両端面を整形します。上下端面は平滑・平行にしなければなりません。試験の強度・変形特性に不確かさを与えないよう、高さのバラツキは0.05mm以内に収めます。

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密度測定・ノギス

密度測定・ノギス

湿潤密度を測定します。電子天秤で質量を測定します。次にノギスで直径を直行する2方向について上・中・下で2回ずつ測定します。測定から得られる、密度・含水比・間隙比等の状態量は、地盤を把握するための重要な要素です。

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設置・セット

設置・セット

土の吸排水効率を上げるため、供試体側方にろ紙を添えます。状態の変化を計測できるよう、ゴムスリーブで覆い、密封します。供試体を三軸室にセットします。ゴムスリーブは厳選されたラテックス製のものを使用しています。

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セル水・給水(1)

セル水・給水(1)

供試体のセットが完了したら三軸セルを水で満たします。供試体がセル水と直接接することはありませんが、供試体はパネルに設置された二重管ビューレット内の水とは繋がります。

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セル水・給水(2)

セル水・給水(2)

三軸試験に使われる水は、すべて脱気水を使用します。供試体の漏水を防ぐのはOリングです。Oリングは、a断面が円形状なので、供試体円柱の円周に対して隙間無く接して遮水します。

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供試体の飽和・ガス

供試体の飽和・ガス

ドライセッティングされた配管および供試体周辺の空気をすべて炭酸ガスに置換します。CUbarなどの間隙水圧を測定する試験では「供試体を飽和させておくこと」が最重要条件です。炭酸ガスが空気に比べて重く、水に溶けやすい性質を利用して背圧の効果をより高めます。

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供試体の飽和・水浸

供試体の飽和・水浸

空気を炭酸ガスに置換させた供試体を、次は炭酸ガスを脱気水に置換します。ガスの気泡が残らないように、下から上へ時間をかけてゆっくりと通水していきます。

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供試体の飽和・真空(1)

供試体の飽和・真空(1)

通水が完了したら、脱気水を供試体および管路に循環させ、残った気泡を排出させます。さらに二重負圧法で飽和させます。

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供試体の飽和・真空(2)

供試体の飽和・真空(2)

二重負圧法は供試体内部とセル水の両方に負圧を作用させることで、負圧により膨張する気泡を通水によって排出させる操作です。試験準備段階のこの時点では、供試体に吸水膨張と圧密排水を与えてはいけないので、ほんの僅かな圧力差を維持するように制御させながらの繊細な操作になります。

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背圧の設定および加圧

背圧の設定および加圧

各セル毎に背圧を設定し、ゆっくり加圧していきます。この試験機の特徴の1つに、各セル毎に独立したロジックで制御することが挙げられます。つまり、1つのセルで異常が発生し試験が自動停止したとしても、他のセルは影響なく試験が完遂されます。

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側圧の設定

側圧の設定

背圧および側圧の設定は顧客との打ち合わせにより、決定します。圧力計は、JIS基準を上回る0.2級のマスターゲージによって校正されています。

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B値の測定

B値の測定

この三軸室は、内柱式で上部ペディスタルがピストン軸固定となっているため、B値の測定は自動制御によって行います。圧密過程前に測定するB値を前B値と呼び、0.95以上を確認して圧密過程に移行します。圧密過程へ移行後は、試験終了まで自動制御により操作されます。

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圧密

圧密

圧密による排水量は、バリダイン社製の精密差圧計を用いて測定されます。圧密の終了はJGS基準の3t法に従います。自動制御なので、過不足無い適切な圧密時間を設定することができます。また、計測値はリアルタイムでディスプレイされ、監視・制御されます。

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圧密終了

圧密終了

圧密の終了条件が満たされれば、排水弁が自動で閉じ、圧密過程による排水量と軸変位量から現時点の体積・直径・高さが算出され、供試体情報が更新されます。また、圧密後に測定するB値を後B値と呼び、自動測定されます。

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せん断(1)

せん断(1)

側圧・供試体情報が再設定され、軸ひずみ速度0.05%/minで載荷が開始されます。供試体は体積一定の非排水状態で、荷重・変位・間隙水圧が常時計測されます。

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せん断(2)

せん断(2)

せん断過程は軸ひずみ15%経過で終了されます。

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せん断(3)

せん断(3)

せん断過程が終了したら、試験装置は初期状態まで戻り、圧力を開放して解体を待ちます。

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三軸室の解体

三軸室の解体

三軸セルを解体し、供試体を取り出します。

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観察・含水比測定

観察・含水比測定

供試体状況を写真に撮ります。土粒子をすべて容器に回収して炉乾燥し、乾燥質量を測り含水比を求めます。試験情報・計測データはすべてファイルセーブされます。

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データ整理

データ整理

データ整理して結果にまとめます。

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