土壤の機械的組成と締固め及び滲透

抄録

土壌の機械的組威は土壌の孔隙率pを變化させると共に比表面Uを變化させることによつて滲透に影響する。pとUを含む滲透公式
〓…(4)再出
〓…(5)再出
はnとmの値を如何にとるべきか, またkがU-2に比例する關係が粒徑の一様な部分砂に對して成立すると同様に粘土や粒徑範園の廣い土壌に對しても成立するか, などの問題を含んでゐる。
筆者は土壌を粒徑によつて数箇の部分に分別し, 各分別部分及びそれらを人工的に配合した試料を用ひて變水頭透水試験装置により滲透試験行ひ, まつ上記の問題を検討し, 次にその結果を用ひて土壌の機械的組成とその締固め後における滲透との關係を考察し, 更に進んで滲透の側からTalbot公式の適用限界を吟味した。その要點は次の通りである。
1) Darcyの滲透公式は砂から粘土に至る廣い粒徑範園を持つ配合試料に對してもよく適合する。
2) n=2, 3, 4; m=0, 1, 2, 3;lq=0としてρ0n/(1-p)2を計算し, 何れの場合に(4)式が最もよく成立するかを検した結果, n=4, m=2或はn=4, m=3の場合が最もよく, n=3, m=3の場合がこれに次ぐことを知つた。實際にはlg=0でないから, これにある値を與へるとすると(筆者は假りにlg=1.5として計算してみた), 結局n=4, m=2前後が最も妥當性に富むと考へられる。しかしn=4, m=3或はn=3, m=3としても甚しい差がある鐸ではない。
3) 滲透係数と比表面との關係k∞U-2は部分砂についてのみならず, 粘土に對しても, また砂から粘土に至る粒子の配合試料に對しても成立する。
4) n=4, m=2, lg=1.5として(4)式をC. G.S.單位で計算すると, 粒形係数μ は比表面の小さい粒徑の一様な試料においては2～4, 粒徑範圍の廣い配合試料においては1前後のものが多い。
5) 粘土(0.01mm以下)含量が同じで機械的組成の異る諸配合試料の締固め後の滲透係数を比較してみると, 粘土含量10%以上の場合には比表面の影響よりも孔隙率の影響の方が大きい。即ち同じ粘土含量(10%以上)ならば配合がよく締固めのよいものほど滲透が小さい。
6) 配合試料の締固め後の滲透係数は, 一般に粘土含量が多いほど小さい。しかし粘土含量が20%以上になると大差を示さない。
7) 各種試料の有效直徑と締固め後の滲透係数とを兩對数紙にプロットすると, 粒徑範圍が狹くかつ一様な試料(non-graded material)は一つの直線をなし, 大小粒子の配合の最もよい試料(well-gradedmaterial)は他の一つの直線をなし, 粒徑範圍は廣いが配合のよくない試料(poorly-graded material) は配合の良否に應じて兩直線の間に位置を占める。
8) 土堰堤の許容滲透係数を0.0⁵5cm/secとすると, Talbot公式(1)の指数nの滲透の側からの制限は締固めの側からの制限n=0.25～0.50で充分である。即ちn=0.25～0.50においてTalbot配合は0.055cm/sec以下の滲透係数を與へる。