標準侵入テスト（SPT）サンプラーのサプライヤーとして、私がよく遭遇する質問の1つは、SPTサンプラーがすべての土壌タイプに適しているかどうかです。 SPTは、地質工学的調査のために広く使用されている状態で使用されており、異なる土壌条件にわたるその適用性を理解することは、エンジニアと請負業者の両方にとって重要です。
SPTサンプラーの仕組み
さまざまな土壌タイプに適していることを掘り下げる前に、SPTサンプラーがどのように動作するかを簡単に理解しましょう。 SPTには、標準的なハンマーブローを使用して、スプーンサンプラーを土壌に駆動することが含まれます。サンプラーは通常、50.8 -mm（2 -インチ）外径、35.6 -mm（1.4 -インチ）内径スプリット - チューブデバイスです。 63.5 -kg（140 -lb）ハンマーは760 mm（30インチ）の高さから落とされ、サンプラー300 mm（12インチ）を駆動するのに必要な打撃の数がN値として記録されます。このN-値は、土壌の相対密度、強度、およびその他のエンジニアリング特性に関する貴重な情報を提供します。
さまざまな土壌タイプへの適合性
まとまりのない土（砂と砂利）
砂や砂利などのまとまりのない土壌では、SPTサンプラーは一般的にうまく機能します。サンプラーの運転アクションは、土壌粒子をまとめる凝集がほとんどまたはまったくないため、比較的簡単です。これらの土壌でSPTテストから得られたN-値を使用して、砂の相対密度を推定できます。たとえば、低n値（10未満）はゆるい砂を示している可能性がありますが、高いn値（30を超える）は濃い砂を示唆する場合があります。
ただし、いくつかの制限があります。非常に粗い粒状の砂利では、サンプラーは簡単に浸透できない場合があり、n値は大きな粒子の存在によって影響を受ける可能性があります。サンプラーは砂利で詰まり、不正確なn値につながる可能性があります。このような場合、コーン浸透試験（CPT）や大型のボアホールサンプリングなどの代替テスト方法がより適切かもしれません。
まとまりのある土（粘土とシルト）
粘土やシルトなどのまとまりのある土壌に関しては、SPTには長所と短所があります。通常、統合された粘土では、SPTは土壌の非排水せん断強度に関する有用な情報を提供できます。粘土のn値と非排水せん断強度の間には、経験的相関が存在します。
それにもかかわらず、まとまりのある土壌でのサンプラーの駆動は困難な場合があります。土壌のまとまりのある性質により、サンプラーが付着する可能性があり、n値は、土壌に対するサンプラーの摩擦や運転中に引き起こされる妨害などの要因によって影響を受ける可能性があります。さらに、サンプリング中の粘土の再整理は、得られた土壌サンプルの完全性に影響を与える可能性があります。柔らかい粘土では、サンプラーが独自の重量で沈むことができ、正確なn値を取得することが困難になります。これらの状況では、スプリット - スプーンサンプラーまたはベーンせん断テストのような代替テスト方法内のライナーの使用がより適切な場合があります。
有機土壌
泥炭や泥などの有機土壌は、SPTサンプラーに大きな課題をもたらします。これらの土壌はしばしば非常に圧縮可能であり、せん断強度が低いです。サンプラーは制御された方法で土壌に浸透しない場合があり、n値は信頼できない場合があります。泥炭の繊維性の性質により、サンプラーが絡み合う可能性があり、サンプリング中に土壌構造を簡単に乱すことができます。有機土壌の場合、フィールドベーンテストや実験室の統合試験などの専門的なテスト方法が通常望まれます。
SPTサンプラーのパフォーマンスに対する土壌条件の影響
地下水条件
地下水は、SPTサンプラーのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。飽和した結束のない土壌では、水の存在は土壌粒子間の有効なストレスを減らし、N値が低くなる可能性があります。この現象は「浮力効果」として知られています。場合によっては、SPTテスト中に土壌が液化することがあります。特にゆるい飽和砂では、異常に低いN値をもたらす可能性があります。
まとまりのある土壌では、地下水は土壌の一貫性に影響を与える可能性があります。土壌が地下水の高レベルのために液体の制限に近い場合、サンプラーはより簡単に沈むことができ、N値は予想よりも低くなる可能性があります。一方、土壌が半固体または固体状態にある場合、地下水の存在はSPTの結果に大きな影響を与えない可能性があります。
土壌層と階層
複数の土壌層または層の存在もSPTテストプロセスを複雑にする可能性があります。サンプラーが異なる土壌タイプを通過すると、n値が突然変化する可能性があります。これにより、結果を正確に解釈することが難しくなります。たとえば、密な砂の層が柔らかい粘土の層を覆っている場合、N値は最初に砂層の高密度を示し、サンプラーが粘土層に到達すると大幅に低下する場合があります。そのような場合、土壌プロファイルを完全に理解するには、ボアホールの慎重なロギングと追加のテストが必要になる場合があります。
SPTサンプリングのための補完的な機器
SPTサンプラーのパフォーマンスを強化し、いくつかの制限に対処するために、いくつかの補完的な機器を使用できます。そのような機器の1つはです泥ポンプ。泥ポンプを使用して、SPTテスト中に掘削液を循環させることができます。掘削液は、ボアホールを安定させ、土壌の壁の崩壊を防ぎ、ボアホールから挿し木を除去するのに役立ちます。これは、ゆるい土壌または不安定な土壌で特に役立ちます。
ウォータースイベルアセンブリ別の重要なコンポーネントです。サンプラーが駆動されている間、ボアホールに掘削液を継続的に供給できます。ウォータースイベルアセンブリにより、滑らかで効率的な掘削プロセスが保証され、土壌の詰まりによりサンプラーが詰まる可能性が低下します。
ダイヤモンドサークルレンチSPTサンプラーを組み立てて分解するために不可欠です。これらのレンチは安全なグリップを提供し、特に労働条件が困難なフィールドでサンプラーコンポーネントを簡単に処理できるようにします。
結論
結論として、SPTサンプラーは地質工学的調査に貴重なツールですが、すべての土壌タイプには適していません。それは多くのまとまりのない土壌でうまく機能し、いくつかのまとまりのある土壌で有用な情報を提供することができますが、粗い砂利、有機土壌、および特定の地下水および土壌層の条件下で粗い粗い砂利に制限があります。
SPTサンプラーのサプライヤーとして、当社はお客様に高品質の製品とその使用に関する正確な情報を提供することの重要性を理解しています。ジオテクニカルプロジェクトに関与しており、SPTサンプラーの使用を検討している場合は、お客様にご連絡ください。当社の専門家チームは、SPTサンプラーが特定の土壌条件に正しい選択であるかどうかを判断し、テストを成功させるために必要なすべてのサポートと機器を提供するのに役立ちます。
参照
- ASTM D1586-18、標準浸透試験（SPT）および分割 - 土壌のバレルサンプリングの標準テスト方法。
- ボウルズ、JE（1996）。基礎分析と設計。マクグロー - ヒル。
- Terzaghi、K.、Peck、RB、＆Mesri、G。（1996）。エンジニアリングの実践における土壌力学。ワイリー。