土の性質を調べるとき、「粒径加積曲線」というグラフがよく使われます。
名前だけ聞くと難しそうですが、実は“土の粒の大きさがどれくらいそろっているか”をひと目でつかむための、とても便利な道具です。
この記事では、粒径加積曲線の定義や読み方、見方をやさしく解説し、あわせて均等係数や曲率係数といった基本用語も分かりやすく紹介します。
粒径加積曲線とは
粒径加積曲線は、土の中にどんな大きさの粒がどれくらい入っているかを、ひと目でわかるようにしたグラフです。
横に粒の大きさ、縦に「その大きさ以下の粒が何％あるか」を並べて描くことで、細かい粒が多いのか、いろいろな大きさが混ざっているのかが分かります。
粒径加積曲線は土の性質をつかむための基本的な資料として、地盤調査や施工計画でよく使われています。
粒径加積曲線の読み取り（読み方）や見方！均等係数や曲率係数とは？
| 土の分類 | 粒径 |
| 粘土 | 0.005mm以下 |
| シルト | 0.005mm～0.075mm |
| 砂 | 0.075mm～2mm |
| レキ（礫質土） | 2mm～ |
粒径加積曲線を使うと、土の粒度分布における良し悪しを判断することができます。
粒径加積曲線のたて軸は土の通過質量百分率（％）、よこ軸は粒径（mm）を表しています。
そして粒径加積曲線の見方（流れ）は以下のとおり！
粒径加積曲線の見方
- たて軸の通過質量百分率が10、30、60%のときのよこ軸の粒径D₁₀、D₃₀、D₆₀を図から読み取る
- これらの値を使い、均等係数と曲率係数を求める
均等係数Uc=D₆₀/D₁₀ [単位なし]
曲率係数Uc’=D₃₀²/(D₆₀)(D₁₀) [単位なし]
均等係数とは
均等係数は曲線の傾きを示しており、この値が大きいほど広範囲の粒径の土粒子が含まれている土であることを意味します。
粒径加積曲線において、均等係数が10以上で粒度分布がよく、10未満だと粒度分布が悪いとされます。
さらに値が小さければ粒径がそろった均等な土で、土粒子が均一な場合はUc=1となります。
曲率係数とは
一方で、曲率係数は曲線のなだらかさを表しています。
粒径加積曲線において、曲率係数Uc’の値が1〜3または10以上の場合は粒度分布が良く、値が4〜5の場合は粒度分布が悪いと覚えておきましょう。
そして粒度分布の良い土は均等係数と曲率係数の両方を満たす必要があり、片方でも満足しないときは粒度分布が悪い土となります。
また、通過質量百分率が10%のときの粒径を有効径といい、有効径は土に含まれる細かい粒子の大きさがどの程度なのかを知る指標であり、土の透水性の推定に用いられています。
さらに通過質量百分率が50%のときの粒径D₅₀は平均粒径と呼ばれており、液状化の特性を表す指標です。
そのほか、粒径加積曲線を用いた粒度試験の結果は、
- 粗粒土、とくに砂質土の性質を判定する資料
- 路盤材や裏込め材の良否判定
- 透水係数の判定
- サンドドレーンやサンドマット材料の良否判定
- 軟弱な砂地盤の液状化判定
などに用いられます。
その他、原位置試験も併せてチェックしておくとよいでしょう。
粒径加積曲線の問題
土木施工管理技士の試験では、粒径加積曲線の問題も出題されています。
【問題】下図の土の粒径加積曲線の関する下記の文章中の☐の（イ）,（ロ）に当てはまる語句の組合せとして適当なものは次のうちどれか。
(1)イ：多い、ロ：多い
(2)イ：多い、ロ：少ない
(3)イ：少ない、ロ：多い
(4)イ：少ない、ロ：少ない
粒径加積曲線｜読み取り（読み方）や見方｜均等係数・曲率係数まとめ
粒径加積曲線は、土の中にどんな大きさの粒がどれくらい入っているかを、ひと目でわかるようにしたグラフ
粒径加積曲線の見方
- 粒径加積曲線のたて軸の通過質量百分率が10、30、60%のときのよこ軸の粒径D₁₀、D₃₀、D₆₀を図から読み取る
- これらの値を使い、均等係数と曲率係数を求める
均等係数Uc=D₆₀/D₁₀ [単位なし]
曲率係数Uc’=D₃₀²/(D₆₀)(D₁₀) [単位なし]
均等係数は曲線の傾きを示しており、この値が大きいほど広範囲の粒径の土粒子が含まれている土であることを意味する
均等係数が10以上で粒度分布がよく、10未満だと粒度分布が悪いとされ、値が小さければ粒径がそろった均等な土で、土粒子が均一な場合はUc=1となる
曲率係数は曲線のなだらかさを表す。曲率係数Uc’の値が1〜3または10以上の場合は粒度分布が良く、値が4〜5の場合は粒度分布が悪いと覚えておこう！
以上です。
ありがとうございました。