設計時に必要となる地盤定数を求めるには、軟弱な粘性土地盤では不撹乱試料を採取して室内土質試験を行う方法が一般的である。しかし、最近は施工費の低減を目的に、地盤情報の信頼性をより高めるため、室内試験のほかに原位置で直接地盤定数が得られる孔内せん断・水平載荷試験などが行われている。
本報告は、セルフボーリング式の孔内せん断・水平載荷試験SD-FPTの試験内容について紹介すると共に、粘性土地盤を対象に実施したSD-FPTの試験値と室内土質試験値（一軸、三軸UU、三軸CU）とを比較検討したものである。
2.SD-FPTの概要
（1）特徴
SD-FPTは、通常行われているプレボーリング式の孔内載荷試験とは異なり、孔壁の乱れの影響をなくしたセルフボーリング式で孔内せん断試験と水平載荷試験を同時に行うことができる試験である。
さらに、高い削孔機能と保孔機能を備えており、砂質・礫質地盤や崩壊性地盤等の乱さない試料採取が困難な地盤に対して有効であることが確認され、孔壁保持の困難な粘性土地盤への適用性についても検討されている。
図-1 SD-FPT装置概念図
（2）試験方法
試験装置を図-1、写真-1に示す。また、試験手順を図-2に、概略の試験方法を下記に示した。
【1】加圧せん断部（測定管部）をSDケーシング下端に装備し、その先端のビットをビット回転用ロッドで回転させ試験深度まで削孔する。
写真-1 加圧せん断部の構造
写真-2 シュー先行型ビット
図-2 試験手順
【2】ビット回転用ロッドで供給される循環流体はSDケーシング内を通して地上に排水する方式のため、試験深度区間の孔壁の緩み、乱れが少なく、加圧せん断部は孔壁により密着した状態になる。
【3】その状態で、5ステップの注水による加圧力（1mm/min）を孔壁に与え、ステップ毎に一定速度で油圧ジャッキにより引き上げ、加圧せん断部外周に作用するせん断強度を求める。
【4】変形係数Esdは、各ステップ毎の加圧試験結果および最後の連続加圧試験結果から求めることができるので、多様な応力・ひずみ状態での値がえられる。
3.測定結果
試験盛土（高さ5.9m）下の軟弱な粘性土が厚く堆積する地盤（図-3）に対して、強度増加確認のためにチェックボーリング（一軸、三軸UU、三軸CU）およびSD-FPTを実施した。
試験は盛土荷重による地中への影響範囲を考慮して、在来地盤面からGL-18m（盛土上からはGL-24m）付近までの代表地層の6深度で実施した。各地層は粘性土主体の地盤であるが非常に不均質な地盤で、例えば含水比Wnは同一層内であっても50％以上もばらつく場合もある。一方、強度的には粘着力Cは、40〜95kN/m2の範囲にある。
図-3 調査地点の代表土性図
（1）強度特性
図-4はSD-FPTから得られた粘着力と内部摩擦角相当値Csd、φsdと三軸圧縮試験（CU試験、UU試験）から得られた粘着力Ccu、Cuu、内部摩擦角φcu、φuuから試験深度の地中応力に対応するせん断強度τsd、τlaboを求めて対比している（τuu＝一軸圧縮試験qu/2）。
この図からτsdはτlaboと同じか2倍の範囲にあることがわかる。前述したように対象地盤が不均質なこともあり、せん断強度τのばらつきは大きいが、全体としては室内試験（または供試体）によるバラツキに対してSD-FPTの結果のバラツキは小さい傾向にある。
（2）変形係数
図-4 τsd τlabo の関係
図-5はSD-FPTから得られた変形係数Esdと一軸圧縮試験から得られたE50との関係を示したものである。
図-5 EsdとE50の関係
変形係数についても強度特性と同様にばらついた関係を示しているが、EsdはE50の1から3倍の範囲にあることがわかる（但し、一軸圧縮試験のEを破壊ひずみの50％での割線勾配ではなく、微小ひずみレベルのEiで対比するとEsdに近似した値になる）。
4.まとめ
SD-FPTは、粘性土に対する室内試験結果と比較すると、せん断強度は室内試験結果に対してSD−FPTの方が大きく、1から2倍の範囲になった。また、変形係数もE50に対してはEsdの方が大きく、1から3倍の範囲になった。
これらの対比結果は一事例であるので、今後は各種の地盤について、SD-FPT試験結果と通常行われている室内試験結果との対比事例を増やすことで、地盤によっては避けられないサンプリング時の乱れの影響などを考慮したせん断強度や変形係数を原位置試験で確認することで地盤情報の信頼性を高め、工費の低減に役立つようにしたい。
《引用・参考文献》
1）豊岡、湯川、酒井、前：
SD-FPTから得られる地盤情報に関する考察、第39回地盤工学研究発表会（2004）
2）山本、酒井、田上、白井、豊岡：
孔内摩擦・せん断・水平載荷試験（SD-FPT）の開発とその利用法、第39回地盤工学研究発表会（2004）
