三軸圧縮試験の原理とUu・Cu・Cdの違い｜強度定数と実務の要点

三軸圧縮試験の原理とUu・Cu・Cdの違い｜強度定数と実務の要点の全体像を分かりやすくまとめてご紹介します。

Q1：砂質土のせん断強度を求める場合、なぜUU試験ではなくCD試験やCŪ試験が推奨されるのですか？
A1：砂質土は透水係数が極めて高く、実際の現場でも荷重載荷時に間隙水が速やかに抜けて有効応力が発現するためです。UU試験のように間隙水を閉じ込めた状態では非現実的な過剰間隙水圧が発生し、砂本来の摩擦抵抗角（$\phi$）を正しく評価できません。砂質土の設計ではCD試験または間隙水圧を測定するCŪ試験によって有効内部摩擦角 $\phi'$ を求めるのが標準です。

Q2：破壊包絡線が直線ではなく曲線になる場合はどのように強度定数を決定しますか？
A2：高い側圧領域や過圧密粘土では、モール円群の接線が上に凸の曲線を描くことが一般的です。実務では、構造物が実際に地中で受ける拘束圧の範囲（使用応力レベル）に限定して直線近似を行い、その区間における等価な粘着力 $c$ と内部摩擦角 $\phi$ を導出します。広範囲の応力を一律の直線で評価すると、低拘束圧域で強度を危険側に過大評価する恐れがあります。

Q3：JIS規格に準拠した不攪乱試料（コア）のサンプリングで注意すべき点は？
A3：三軸圧縮試験の精度は供試体の品質（不攪乱度）に完全に依存します。シンウォールサンプラーやロータリー式二重管・三重管サンプラーを用いて慎重に採取し、現場でのパラフィン密封、運搬時の振動防止・温度管理を徹底しなければなりません。サンプリング時に乱れが生じた供試体は強度が著しく低下し、試験自体の信頼性が失われます。