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ベーン試験とは?試験機や粘着力計算方法を図解でわかりやすく解説

ベーン試験機

こんにちは、ちゃんさとです。

 

ベーン試験ってなに?

こんな疑問にお答えします。

 

ベーン試験は土質試験のなかの原位置試験に分類されます。

地盤調査に使われるベーン試験についてくわしく見ていきましょう。

 

この記事を書いている人

名前:ちゃんさと 女性/既婚 1992年生まれ
  • 元公務員の主婦ブロガー💻
  • 国公立大学の土木工学科卒業
  • その後、某県庁の公務員(土木職)として7年間はたらきましたが、人間関係のストレスや組織体制が合わないと感じて退職しました。
  • 1級土木施工管理技士の資格もち
  • 今はちゃんさとブログで土木施工管理技士や公務員のあれこれ、仕事をメインにさまざまな情報発信をしています。

それではさっそく参りましょう、ラインナップはこちらです。

 

 

ベーン試験とは?

ベーン試験(土質試験)

ベーン試験とは、斜面や基礎地盤の安定計算に使われる、土の粘着力c(せん断強さ)を求める試験です。

ベーン試験機に十字型の羽(ベーン)をロッドの先端にとりつけて地盤中に押し込みます。

そしてロッドを回転させて、ベーンが地盤をせん断するときのロッドのトルクから土の粘着力cを求めます。

 

この試験には、ボーリング孔を利用して孔底から地中に押し込む【ボアホール式】と、地表から地中に押し込む【押込み式】があります。

対象とする地盤は軟弱な粘性土地盤であり、一般にN値2以下の粘土、シルトなどの地盤に有効です。

逆に、砂やN値4以上の粘性土に対しては試験の実施がむずかしいとされています。

試験可能な深さはだいたい15mくらいです。

この試験方法は、土質試験のなかの原位置試験に分類され、【JGS 1411「原位置ベーンせん断試験方法」】として基準化されています。

 

ベーン試験の目的

ベーン試験の目的は、軟弱地盤を判定するために地盤の粘着力を求めることです。

細粒土の斜面や基礎地盤の安定計算などに使われます。

 

ベーン試験から求められるのはせん断強さ(≒粘着力c)

ベーン試験から求められるのは、土のせん断強さです。

粘着力cとほぼ一致(同じ値)します。

Tv=(M-Mf)/π(D²H/2+D³/6)

 

ベーンせん断強さの計算式

言葉の定義

  • Tv:ベーンせん断強さ(kN/㎡)
  • M:測定最大トルク(kN・m)
  • Mf:試験機の摩擦トルク(kN・m)
  • D:ベーンブレードの幅(m)
  • H:ベーンブレードの高さ(m)

 

また、回転ロッドの先端につけたベーンをボーリング孔底または地表から押し込んで、所定の速度で回転させたときの測定最大トルクや鋭敏比Stvを求めることができます。

乱した土の場合は、ベーンを10回以上回転させ行います。

鋭敏比Stv=Tfv÷Trv

言葉の定義

  • Tfv:乱さない土のベーンせん断強さ(kN/m2)
  • Trv:乱した土のベーンせん断強さ(kN/m2)

 

鋭敏比とは、土がこねくり返された前後の土の強度の比のこと!

土をこねくり返すと土の強度は減少することが多いです。

 

ベーン試験方法

ベーン試験方法は以下のとおりです。

【ベーン試験フロー】

ベーン試験方法フローチャート

 

ベーンを回転させ、測定をくりかえすことで地盤のせん断強さ(粘着力)を求めることができます。

 

 

まとめ

ポイント

  • ベーン試験とは、斜面や基礎地盤の安定計算に使われる、土の粘着力c(せん断強さ)を求める試験
  • ベーン試験の目的は、軟弱地盤を判定や細粒土の斜面や基礎地盤の安定計算のため
  • ベーン試験から求められるのはせん断強さや鋭敏比
  • ベーン試験方法は、ベーン試験機に十字型の羽(ベーン)をロッドの先端にとりつけて地盤中に押し込み、ロッドを回転させる

 

 

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参考になればうれしいです。

 

今回は以上です。

ありがとうございました。

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