三軸圧縮試験 ― CU・CD・UUの違い
三軸圧縮試験とは、土の強度や変形特性を評価する代表的な室内地質試験のひとつです。ボーリング調査で採取した試料に周囲から圧力(拘束圧)を加えた状態で圧縮し、地盤がどの程度の力に耐えられるかを調べます。実際の地中では土が周囲から圧力を受けているため、一軸圧縮試験よりも実際の地盤状態に近い条件で強度を評価できるのが特徴です。
三軸圧縮試験には、排水条件の違いによって「UU試験」「CU試験」「CD試験」の3種類があります。
- ●UU試験(非圧密非排水試験)
- 圧密も排水も行わずに試験を実施する方法です。短時間で試験できるため、軟弱粘土の短期安定性評価などに利用されます。ただし、実際の長期的な地盤挙動を評価するには限界があります。
- ●CU試験(圧密非排水試験)
- 主に粘性土の試料を十分に圧密させた後、排水を行わずに圧縮する方法です。実務で最も利用される試験のひとつで、盛土や擁壁、基礎設計など幅広い場面で活用されています。間隙水圧を測定することで、有効応力による評価(CU/試験)も可能になります。
- ●CD試験(圧密排水試験)
- 主に砂質土の試料に対して圧密後も排水を許しながらゆっくり圧縮する方法です。長期的な安定状態を評価する試験であり、盛土完成後や長期間供用される構造物の設計に活用されます。ただし試験期間が長くなるため、実施には時間とコストがかかります。
試験方法によって得られる強度特性は異なるため、設計目的に応じた選択が重要です。短期安定を重視するのか、長期安定を重視するのかによって、採用すべき試験方法も変わります。
まとめ
三軸圧縮試験は、地盤の強度を実際の応力状態に近い条件で評価できる重要な室内試験です。UU・CU・CDは排水条件や圧密条件が異なり、それぞれ適した用途があります。設計目的に応じて適切な試験方法を選択することで、より信頼性の高い地盤評価と合理的な設計につながります。