室内試験

 弊社では土質・岩石・骨材・コンクリート等の各種室内試験を実施しています。ここではそれらの試験のうち、一般によく行われている試験について、簡単な解説をしています。
 ここに挙げていない試験については、お気軽にお問い合わせください。
 なお、実施している主な試験の規格を下記に示します。

  JIS:日本工業規格
  JHS:日本道路公団規格
  JGS:地盤工学会規格
  JR:日本鉄道建設公団地質調査標準示方書
  KDK:旧建設省 土木試験基準(案)
  土質工学会:岩の調査と試験
  土木学会:軟岩の調査・試験の指針(案)


1.土質試験

物理試験
土粒子の密度試験 JIS A 1202
土の含水比試験 JIS A 1203
土の粒度試験 JIS A 1204
土の細粒分含有率試験 JIS A 1223
土の液性限界・塑性限界試験 JIS A 1205
土の収縮定数試験 JIS A 1209
土の強熱減量試験 JIS A 1226
砂の最小密度・最大密度試験 JIS A 1224
土懸濁液のpH試験 JGS  0211
土の湿潤密度試験( ノギス法) JIS A 1225
土の湿潤密度試験( パラフィン法) JIS A 1225

力学試験
土の一軸圧縮試験 JIS A 1216
簡易CU試験
ベーン試験
土の非圧密・非排水(UU)三軸圧縮試験 JGS  0521
土の圧密・非排水(CU)三軸圧縮試験 JGS  0522
土の圧密・非排水(CU-)三軸圧縮試験 JGS  0523
土の圧密・排水(CD)三軸圧縮試験 JGS  0524
土の一面せん断試験 
振動三軸試験(繰り返し三軸) 
土の段階載荷による圧密試験 JIS A 1217

材料試験
突固めによる土の締固め試験 JIS A 1210
大型締固め試験 
振動締固め試験 
締固めた土のコーン指数試験 JIS A 1228
中型圧密試験 
CBR試験 JIS A 1211
修正CBR試験 舗装試験法便覧 JH

その他の試験
各種配合試験
土の透水試験 JIS A 1218

2.岩石試験

岩石の密度試験(ノギス法) JGS 2132
岩石の含水比試験 JGS 2134
岩石の密度・含水比・有効間隙率・吸水率試験
岩石の圧縮強さ試験 JIS M 0302
岩石の一軸圧縮試験(変形係数) JGS 2521
岩石の一軸圧縮試験(静ポアソン比) JGS 2521
パルス透過法による岩石の超音波速度試験 JGS 2110
圧裂による岩石の引張り強さ試験 JGS 2551
岩石の三軸圧縮試験(UU) JGS 2531
岩石の透水試験
点載荷試験
針貫入試験
一面せん断試験
シュミットハンマー試験 
岩石の吸水膨張率試験 JGS  2121
岩石の吸水膨張圧試験 JGS  2121
岩の乾湿繰返し吸水率試験 JHS 111
岩の浸水崩壊度試験 JHS 722
岩のスレーキング率試験 JHS 110
岩の破砕率試験 JHS 109
X線回析
CEC試験
メチレンブルー

3.骨材試験・石材試験

骨材のふるい分け試験 JIS A 1102
細骨材の密度及び吸水率試験 JIS A 1109
粗骨材の密度及び吸水率試験 JIS A 1110
細骨材の有機不純物試験 JIS A 1105
表面水量試験 JIS A 1111
骨材中に含まれる粘土塊量試験 
骨材の単位容積質量及び実積率試験 JIS A 1104
骨材のアルカリシリカ反応性試験 JIS A 1145
骨材のアルカリシリカ反応性試験 JIS A 1146
ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験 JIS A 1121
硫酸ナトリウムによる骨材の安定性試験 JIS A 1122
骨材の微粒分量試験 JIS A 1103
ひっかき硬さによる粗骨材の軟石量試験 JIS A 1126
モース硬度試験 
割ぐり石 JIS A 5003

4.コンクリート試験

コンクリートの圧縮強度試験 JIS A 1108
コンクリートの静弾性係数試験 JIS A 1149
コンクリートの割裂引張強度試験 JIS A 1113
コンクリートの中性化試験 JIS A 1152
硬化コンクリートの塩化物含有量試験 JIS A 1154
ボス試験 NDIS 3424


1.土質試験

物理試験

土粒子の密度:JIS A 1202
 土粒子の質量と体積を求める試験です。9.5mmふるいを通過した試料を対象とし、100mlのピクノメータを用い測定します。必要量は、炉乾燥試料を1点あたり10g以上で、脱気には煮沸法と減圧法を併用して行っています。間隙比、飽和度等の土の基本的性質の計算や粒度の沈降分析に利用します。

土の含水比試験:JIS A 1203
 110±5℃の恒温乾燥機にて、18〜24時間一定の質量になるまで乾燥させて測定します。必要量の目安としては、試料の最大粒径により決定します。75mmでは5〜30kg・37.5mmでは1〜5kg・19mmでは150〜300g・4.75mmでは30〜100gとなっています。含水比は土中水の質量の、土の炉乾燥質量に対する比を百分率で表します。その他電子レンジ法(JGS 0122)や直接加熱法等があります。

土の粒度試験:JIS A 1204
 ふるい分析と沈降分析があります。ふるい分析は試験用網ふるいにより0.075mmに残留した土粒子まで、沈降分析は土粒子懸濁液の密度測定による粒度試験で、0.075mmふるいを通過した土粒子に対して適用します。試験により粒径加積曲線、粗礫分・中礫分・細礫分・粗砂分・中砂分・細砂分・シルト及び粘土分の質量百分率、均等係数及び曲率係数等の試験結果がでます。必要量の目安としては、試料の最大粒径により決定します。75mmでは30kg・37.5mmでは6kg・19mmでは1.5kg・4.75mmでは400g・2mmでは200gとなっています。試験結果は、土の分類・液状化の判定等に利用します。

土の細粒分含有率試験:JIS A 1223
 粒度試験のひとつで、簡易粒度とも言われます。0.075mmふるいを通過した土の細粒分含有率(Fc)を求める試験です。必要量の目安は、土の粒度試験に準じます。

土の液性限界・塑性限界試験:JIS A 1205
 0.425mmふるいを通過した土の液性限界(wL)・塑性限界(wP)及び塑性指数(IP)を求める試験です。液性限界とは、液性限界測定器を使い、含水比状態の違う4〜6点の落下回数により、土が塑性状態から液状に移るときの含水比を求める試験で、塑性限界とは、すり板ガラスと手のひらを使い、土が塑性状態から半固体状に移るときの含水比を求める試験であり、塑性指数・コンシステンシー指数等が得られます。試験結果は、自然状態の粘性土の安定性の判定・材料としての土の判定・土の分類等に利用します。

土の収縮定数試験:JIS A 1209
 収縮定数とは収縮限界及び収縮比です。土の含水量をある量以下に減じても、その体積が減少しない状態の含水比を収縮限界といい、収縮限界以上の含水比における体積変化と、それに対応する含水比の変化量との比を収縮比といいます。試験は、あらかじめ体積を測定したガラス製の収縮皿に収縮前の試料を入れて、炉乾燥した収縮後の試料をパラフィン塗布法により体積を求めて結果を出します。試験結果より粒度組成や鉱物組成の主要成分の推定が可能です。

砂の最小密度・最大密度試験:JIS A 1224
 2mmふるいを通過した炉乾燥試料で、容積113.1cm3のステンレス鋼製円筒容器に規定の漏斗を使い20〜30秒かけゆっくり流し込み最小密度を、10等分した試料を各層あたり100回、木づちでたたいて最大密度をそれぞれ測り砂の相対密度を求めます。砂地盤における各種工事に付随した地盤調査において利用されます。0.075mmふるいに95%以上残留する砂が対象ですが、それ以外の試料も多く注意が必要です。

土の強熱減量試験:JIS A 1226
 炉乾燥した試料を、750±50℃で強熱したときの減少質量を炉乾燥土の質量に対する百分率で表したもので、有機物量及び結合水や結晶水の量の目安を得るために行われます。すべての土を対象とし、電気マッフル炉で1時間ごと、恒量になるまで強熱して求めます。

土懸濁液のpH試験:JGS 0211
 pHとは、水素イオンの濃度を示す指標であり、土のpHは、試料に一定の質量比で蒸留水を加えた懸濁液について、ガラス電極法で測定します。pHは水溶液の酸性、アルカリ性の程度を表すもので、中性は7、酸性は7より小さく、アルカリ性は7より大きな値となります。結果は、コンクリートの劣化、鋼材の腐食性の判定、安定処理の効果判断、植生工における植物の生育、施肥にも関係してきます。

土の湿潤密度試験:JIS A 1225
 土の密度とは、土の単位体積当たりの質量をいいます。この規格は、自立する乱さない供試体の質量と体積を直接測定して土の湿潤密度を求めるもので、供試体の体積を求める方法としてノギス法とパラフィン法の2つの方法があります。ノギス法は、円柱状に成形した供試体をノギスにより寸法を測定する方法です。パラフィン法は、任意の形状の供試体表面に溶融したパラフィンで被膜し、空気中の質量と水中に水浸させたときの見掛けの質量との差を、水の密度で割って体積を求める方法です。この結果、土粒子の質量と間隙に含まれている水の質量を合せた土の湿潤密度、土粒子の質量だけの土の乾燥密度が得られます。この結果は、土の基本的性質の計算、各種土圧の測定、土の締固め度の判定等に利用されます。


力学試験

土の一軸圧縮試験 JIS A 1216
 一般的には不撹乱で採取した土を使用しますが、特定の密度に合せて締固めなどにより供試体を作成するケースもあります。円柱状の試料に荷重を加え圧縮強度および歪を測定します。一軸圧縮強さ及び変形係数が求められます。

簡易CU試験
 試料の乱れの判定をする目的で実施されます。一軸圧縮強度と簡易CU強度の関係で試料の乱れの程度を判断するというものです。簡易CU試験の方法は、三軸圧縮試験機を使用して行うもので拘束圧(2/3×土被り圧+背圧)を供試体に加えて圧密させた後、0.1%/minの速さでせん断を行うことにより簡易CU強度を求めます。運輸省港湾技術研究所により提案されました(港研資料No.688  1990)。平成10年度より手法が改定されています。

ベーン試験
 土のせん断強度を求める試験で、供試体準備段階での乱れの影響を受けにくく、軟弱で自立しない粘性土などの一軸試験が行えない試料などが主な対象になります。

土の非圧密・非排水(UU)三軸圧縮試験 JGS 0521
 Φ35〜300mm 側圧max700KN/m2
 現場より採取した不撹乱試料、またはある含水比状態での急速せん断を行ったときのせん断強さを求めるものです。圧密は行わず、せん断中は非圧密状態となり間隙水の出入りがないように試験が実施されます。せん断速度は、供試体高さの1.0%/minとなります。主に粘性土を対象とします。供試体をゴムスリーブで覆い、上下も不透水性のキャップおよび底盤で構成された試験機を使いせん断を行います。供試体の大きさは不撹乱では、Φ=35、50、75mmで、密度調整を必要とする撹乱試料では、Φ=50、100、150mmで試験ができます。強度定数の、cu、Φuが求められます。

土の圧密・非排水(CU)三軸圧縮試験 JGS 0522
 Φ35〜300mm 側圧max700KN/m2
 地盤が圧密させた後、間隙水が排水されない状態で急速せん断を行う試験です。圧密された地盤に、急速に盛土を行うようなときに適用されます。または、飽和粘性土の圧密による強度増加率を求めるときに実施されます。供試体に上下・側方にペーパードレーンを装着しその上からゴムスリーブで覆い、飽和状態もしくはされていないときは試験機内で飽和したのち間隙水を排水させ圧密させます。その後、間隙水の出入りがないように非排水状態で急速せん断を行います。せん断速度は、1.0%/minとなります。供試体の大きさは、上記のUU三軸試験と同じになります。強度定数の、ccu、Φcuが求められます。

土の圧密・非排水(CU-)三軸圧縮試験 JGS 0523
 Φ35〜300mm 側圧max700KN/m2
 地盤が圧密させた後、間隙水が排水されない状態でせん断を行い、せん断中に発生する間隙水圧を測定することのできる速度で軸圧縮を行い有効応力を求めます。粘性土を対象としますが、砂質土でも荷重が加わったときに体積変化を起こさずに間隙水圧が発生するような土質でも実施されます。せん断速度は、0.05%/min程度を目安に行います。1供試体あたり約5時間程度かけてせん断することになります。方法は、上記CU三軸圧縮試験とほぼ同じですがせんだん速度が違ってきます。長期の安定解析をするときに用いる強度定数c´、Φ´が求められます。供試体の大きさは、上記のUU三軸試験と同じになります。

土の圧密・排水(CD)三軸圧縮試験 JGS 0524
 Φ35〜300mm 側圧max700KN/m2
 地盤が圧密させた後、過剰間隙水圧が発生しないもしくは体積変化が起こりうる条件でせん断される場合の圧縮強さを求めます。体積変化を行えるように排水状態で試験を行うため過剰間隙水圧が発生しないため、有効応力と全応力が同じになります。飽和した土が対象になりますが、締め固めた供試体でも試験機で飽和させることで行うことができます。せん断速度は、0.1%/min程度を目安に行います。1供試体あたり約2.5時間程度かけてせん断することになります。強度定数はcd、Φdが求められます。

土の一面せん断試験  在来型(UU),圧密定体積、圧密定圧
 最大粒径が0.85mm以下の試料を対象として、Φ60mm×H20mmの供試体を用い、二つ割のせん断箱に試料を入れて垂直荷重を加えながら水平方向へせん断箱の一方を移動させることでせん断強さを求めます。数個の異なる垂直荷重で試験を行うことで強度定数c、Φを求めることができます。地盤工学会基準では、「土の圧密定体積一面せん断試験」「土の圧密定圧一面せん断試験」を定めています。基準以外に在来型試験機を用いることにより、UU三軸試験と同様な非圧密非排水(UU)条件で「非圧密急速一面せん断試験」があります。

振動三軸試験(繰り返し三軸)  液状化特性・動的変形特性


土の段階載荷による圧密試験 JIS A 1217
 一定圧力pを24時間載荷した後、pと同じ大きさの圧力を加え24時間載荷します。この倍々の載荷段階の作業が8段階を標準とし繰り返し、圧密降伏応力Pc・圧縮指数Cc・体積圧縮係数mv・圧密係数Cvを求める試験です。これは、粘性土地盤の圧密沈下量及び沈下速さの計算等に利用されます。可能圧力は5〜2560kN/m2であり、供試体の大きさは径6cm高さ2cmです。その他土質材料用に径15cm、20cmがあります。


材料試験

突固めによる土の締固め試験 JIS A 1210
 A〜E法、乾燥法・湿潤法・繰り返し法
 モールドはA,C法でΦ10×h12.73cm(1000cm3)、B,D,E法でΦ15×h12.5cm(2209cm3)を使用し、試験の目的と最大粒径に応じて選択します。試料の調整は、乾燥すると試験結果に影響する土(主に粘性土)は湿潤法で、それ以外の土(主に砂)は乾燥法を適用します。試料の使用方法は、突固めにより粒子が破砕しやすい土・加水後に水がなじむのに時間がかかる土には非繰り返し法を、それ以外の土には繰り返し法を適用します。

大型締固め試験  モールドΦ300mm
 フィルダム工事や大土工工事等で扱う盛土材料より、礫分、石分を多く含む粗粒材料 (最大粒径が75mm以上で、粒径37.5mm以上の礫混入率が40%以上含む材料)を対象に、突固めによる乾燥密度特性を確認する試験である。試験手法は標準的な突固め試験(JIS A 1210)と同様なもので、一般的な仕様は、ランマーの質量、落下高さは 10kg 75cm、供試体寸法 Φ300mm×h360mm、突固め回数及び層数は1EC (標準的な方法では呼び名 A法 B法のエネルギー)の場合に5層により、1層当たり38回で行われる。本試験により得られる結果は、最大乾燥密度、最適含水比が求められるもので、また盛土管理手法で締固まり具合を確認する指標値としては、締固め度、飽和度、空気間隙率等が得られる。また、試験結果から材料の品質要求に応じた、力学特性、透水性を確認する試験を追加して行い、盛土材の設計値を決定する資料として用いられる。

振動締固め試験  モールドΦ300mm
 大型突固め試験と同様な条件の材料で、粒度構成が細粒分の混入を殆ど無く礫分が50%以上含む材料についての締固めによる乾燥密度特性を確認する試験である。標準的な突固め試験は含水比と乾燥密度の関係から最大乾燥密度等が得られるが、本試験の対象となる細粒土の混入が少ない材料については、供試体毎に締固め作業の時間を変化させて、乾燥密度と締固め時間の関係を求めるものである。試験手法は、振動機械(電気ハンマー等)を用いて3〜5層により1層当たりの振動時間(0秒〜2分程度)を6段階程度変化させて行われる。
 試験結果は、締固めエネルギー内で最も高い乾燥密度から間隙比(最小間隙比)、試料に力が加わらないよう投入して供試体を作成して得られた乾燥密度から間隙比(最大間隙比)が求められ、これらの結果を盛土管理手法で締固まり具合を評価する相対密度等の基準として用いられる。

締固めた土のコーン指数試験 JIS A 1228
 4.75mmふるいを通過した試料を使用します。締固め試験のA法で供試体を作成し、コーンペネトロメータを使用して貫入抵抗を測定し、コーン指数を算出します。主にトラフィカビリティの程度の判定や、建設発生土の土質区分を目的とします。

中型圧密試験  供試体Φ150〜200mm
 粒度構成が粒径4.75mm以上の礫か混入する材料を対象とするもので、不撹乱試料及び締固め試験結果で決定した所要の密度に調整した撹乱試料を用いて、圧密または圧縮特性を求める試験である。供試体寸法は許容最大粒径を19.0mm以下の試料を対象としたΦ150mm×h50mmと許容最大粒径を37.5mm以下の試料を対象としたΦ200mm×h100mmによる2種類があります。 試験手法は土の段階載荷による圧密試験と同様であるが、試験装置の構造は空圧で荷重を管理する構造となる。

CBR試験 JIS A 1211
 一般に設計CBR試験と言われているもので、不攪乱試料(現状土)・攪乱試料(変状土)どちらでも実施できます。どちらもΦ15cmのモールドを使用し、現状土は現地にてモールドを利用して不攪乱試料をサンプリングします。変状土は乱した試料を締固めて供試体を作成します。作成した供試体は4日間水浸して吸水膨張を測定し、その後貫入試験を行ってCBR値を測定します。道路の路床を対象とする試験であり、アスファルト舗装の厚さを決定する場合に実施します。

修正CBR試験  舗装試験法便覧、JHS 仕様
 路盤材の選定評価および高速道路・高規格道路等の路床のCBR値を決定するために実施します。修正CBRは現場での目標とする締固め度に相当するCBR値を意味します。修正CBR試験を実施する場合には締固め試験の結果が必要となります。締固め回数を92回、42回、17回と変化させ、それぞれのCBR値から乾燥密度とCBR値の相関を求め、目標とする乾燥密度(締固め度)におけるCBR値を求めます。

その他の試験

各種配合試験
 セメント・セメント系固化材・石灰等を用いて土を安定処理する際の強度と添加量の関係を把握する目的で実施します。一軸・三軸・CBR・コーン貫入試験などを実施するのが一般的です。また、施工後の強度確認(チェックボーリング等)も行っています。

土の透水試験 JIS A 1218
 飽和状態にある土の透水係数k(cm/s)を求める試験であり、粘性土等の浸透水量の少ない土に対応する変水位法と、砂礫等の浸透水量の多い土に対応する定水位法があります。試験器具は、円筒容器・スタンドパイプ・マリオットサイフォン等を使用し、円筒容器は径が7cm、10cm、15cmがあり、土の最大粒径によって使い分けます。供試体は乱さない試料でも締め固めた試料でも対応できます。その他三軸試験機を使う高圧の透水試験や現場透水試験もあります。

2.岩石試験
   
岩石の密度試験(ノギス法・浮力法) JGS 2132
 ノギス法は一軸圧縮試験用の供試体を使用するのが一般的です。寸法測定から体積を求め、岩石のかさ密度を算出します。不定形の供試体に対しては水中重量を測定することで体積を求め、かさ密度を算出します。この場合、水浸によって体積変化や含水比が容易に変化するような岩ではパラフィンを塗布して実施します。

岩石の含水比試験 JGS 2134
 土の含水比試験と同様ですが、乾燥重量が定量になるまで炉乾燥します。

岩石の密度・含水比・有効間隙率・吸水率試験
 土質工学会  JHS 718   JR   KDK S 0501
 土質工学会、JH、JR、旧建設省の4つの規格が一般的です。試験方法はほぼ同じですが、炉乾燥温度や試料の大きさ・形・数の規定が少しずつ異なります。弊社では土質工学会の比重試験に準拠して試験を実施しています。供試体は50g以上の塊でΦ50mmのボーリングコアなら長さ2cm程度のものを3つ用意します。自然状態・72時間水浸後の強制湿潤状態・24時間110℃乾燥後の強制乾燥状態の3状態の重量および強制湿潤状態における水中重量を測定することで、計算により自然含水比・密度・吸水率・有効間隙率が求まります。水浸により崩壊するような試料の場合には試験は実施できません。

岩石の圧縮強さ試験 JIS M 0302
 一軸圧縮試験の際、縦歪を測定せずに荷重のみを測定する場合には、JIS M 0302に基づき試験を実施します。歪を測定しないので、試験結果は強度のみとなり静弾性係数は出ません。JISの規定では供試体直径は20〜100mmの円柱、高さは直径の1.8〜2.2倍の範囲が望ましいとなっています。正四角柱の供試体もOKですが、成形が困難であるため弊社ではほとんど実施したことはありません。供試体高さが直径の1.8倍以下の場合には弊社では補正係数=0.889/(0.778+0.222(D/h))(「岩石力学入門」東京大学出版会)を使った補正値も出しています。なお、荷重の測定にはロードセル(最大50tf)を使用しています。

岩石の一軸圧縮試験(変形係数) JGS 2521
 岩石の圧縮強度とともに変形係数(静弾性係数)を求める場合に実施します。岩石の一軸圧縮試験については、旧建設省の土木試験基準(案)・日本鉄道建設公団の地質調査標準示方書・土木学会の軟岩の調査試験の指針(案)等で規準化されていますが、特に指定がない場合には地盤工学会の規準で実施しています。実際の試験方法においては各規準とも大差はありません。歪測定の方法はダイヤルゲージ・ストレインゲージ・LDTの3種類実施可能です。

岩石の一軸圧縮試験(静ポアソン比) JGS 2521
 岩石の静ポアソン比を求める場合に実施します。縦歪に加え横歪を測定します。歪測定の方法はストレインゲージ・LDTの2種類実施可能です。ストレインゲージによる方法が一般的ですが、供試体表面が脆かったり凸凹が大きかったりするとゲージを貼り付けることができない場合があります。LDTの場合ほぼどんな供試体にも対応しますが、供試体の大きさは直径45〜55mmの範囲のみ実施可能です。

パルス透過法による岩石の超音波速度試験 JGS 2110
 岩片の超音波伝播速度を測定します。P波・S波の2種類があり、このうち原位置における弾性波速度に対応するのはP波です。S波からは密度試験結果と合わせて動ポアソン比・動弾性係数等を求めます。P波のみの試験も承ります。超音波伝播速度は供試体の飽和度により異なります。自然状態での試験が一般的ですが、強制湿潤・強制乾燥状態での試験も実施しています。

圧裂による岩石の引張り強さ試験 JGS 2551
 圧裂により岩石の引張強度を求めます。一軸圧縮試験同様各種の規準がありますが、基本的には地盤工学会の方法で実施しています。標準の供試体寸法は直径が20〜100mm、高さは直径の0.5〜1.0倍です。一軸圧縮強度と合わせて岩石の粘着力・内部摩擦角(c、Φ)が求められます。ただし供試体側面の凹凸が多い(粗粒砂岩など)試料や強度の低い軟岩等では、粘着力・内部摩擦角(c、Φ)がうまく求められないケースもあります。JIS M 0303岩石の引張強さ試験も同様の試験です。

岩石の三軸圧縮試験(UU) JGS 2531
 弊社の設備では基本的に圧縮強度20MN/m2程度までの軟岩が対象になります。供試体はΦ40〜75mm、側圧は最大で8MN/m2までかけられます。JGS規格では供試体は1試料につき4本となっていますが、最低3本の供試体があれば実施できます。

岩石の透水試験
 一般的には三軸試験機を用いる方法と供試体と透水容器の隙間を樹脂等で充填して試験する方法がありますが、弊社では特に指定がない場合にはエポキシ系樹脂で充填して試験を実施します。岩石の場合、土に比べると透水性がかなり低い事が多いので、自然水頭の変わりに加圧ポンプを使用する場合もあります。

点載荷試験
 一軸供試体が得られないような岩石試料に対して実施します。供試体は最小辺が50mm±35mmの任意の形状の岩塊10個以上を用い、点載荷強度から一軸圧縮強度を計算で求めます。日本道路公団で規格化されています(JHS 715 点載荷試験機を用いた岩片の強度試験方法)。

針貫入試験
 針貫入試験器を使用し、一軸圧縮強度を推定します。主に軟岩を対象とします。現位置で容易に一軸圧縮強度を推定できる利点がありますが、一軸圧縮強度との相関性は岩質等により異なるため、精度を高めるためには一軸圧縮試験との併用が望ましいと思われます。ボーリングコア、ブロックサンプル等でも試験は実施可能です。

一面せん断試験
 プロトジャコノフ法。せん断角度を4段階で変化させ、それぞれ一面せん断させます。作用させた最大荷重とせん断角度から法線応力とせん断応力を求めてプロットし、そこから試料のせん断強度を求めます。グラフが直線で近似できる場合には粘着力とせん断抵抗角が求まります。実務上は近年ほとんど実施されていません。

シュミットハンマー試験
 現位置試験で、岩盤用とコンクリート用があります。コンクリート構造物の非破壊試験として利用されるケースが多いようです。シュミットハンマーを当て、衝撃を加えてその反発度から一軸圧縮強度を推定します。20cm四方の程度の平らな部分があれば試験可能ですが、表面が余り凸凹していると精度が落ちます。

岩石の吸水膨張率試験 JGS  2121   JR   土木学会
 直径6cm以下。高さ2cmの供試体を用います。供試体を容器にセットし側面拘束状態での縦方向の膨張量を測定します。縦方向に特定の荷重を載荷した状態で試験する場合もあります。基本的に膨張が収束するまで試験しますので、測定は1ヶ月以上になる場合もあります。この他、JHSにおいては岩石の膨潤度試験JHS 723がありますが、内容はほぼ同様の試験です。

岩石の吸水膨張圧試験 JGS  2121
 供試体は吸水膨張率試験と同じです。側面拘束状態で縦方向に膨張しようとする圧力を測定します。

岩の乾湿繰返し吸水率試験 JHS 111
 500g〜1000g程度の岩塊で試験します。基本的にはブロック状の試料で実施しますが、ボーリングコアを使用する例もあります。24時間水浸と24時間炉乾燥を10回繰り返し行い、含水量の増加量をみます。途中で完全に土砂化した場合は試験を中止しますが、基本的には20日かかります。

岩の浸水崩壊度試験 JHS 722   JR   土木学会
 50g程度の岩塊を3〜5個使用します(形状は任意)。24時間80℃で乾燥後、浸水させて試料の変化をA〜Dの4段階で判定します。JRの試験仕様も同様です。その他、似たような試験としては土木学会のスレーキング試験がありますが、こちらは水浸させた後1週間から10日程度風乾させ再度水浸し、それぞれの状態で重量測定を行います。

岩のスレーキング率試験 JHS 110
 主に岩ずり等の盛土材料を対象にした試験です。37.5mmと19mmのふるいの間に残る試料が最低9kg必要です。24時間の乾燥水浸を5サイクル行い、9.5mmのふるいに残る試料の重量からスレーキング率を求めます。上部路床材料の適否の判定や破砕試験の結果と併せて路体材料の圧縮性の評価などに利用します。

岩の破砕率試験 JHS 109
 試料は岩のスレーキング率試験と同様です。試料をジッキングによりCBRモールドに入れ、所定の荷重まで圧縮した後、9.5mmふるいの通過率から破砕率を出します。

X線回折 土質工学会 土木学会 JHS 725
 主にスメクタイト(モンモリロナイト)等の膨張性の粘土鉱物の有無を調べたり、岩石に含まれる鉱物の同定等を目的に実施します。 試験する岩石に含まれる鉱物全体を調べるには非定方位法(粉末試料)を実施します。粘土鉱物の同定には定方位法(水ひ試料)を実施しますが、回折ピークが重なって同定が困難な場合には、これに加えてエチレングリコール処理(モンモリロナイトと緑泥石の判別)や塩酸処理(カオリナイトと緑泥石の判別)、加熱処理(ハロサイトの識別)を実施します。以上の方法はいずれも定性分析で粘土鉱物の有無は判定できますが、含有量は判りません。含有量を調べるには検量線を作成し定量分析が必要になります。

CEC試験
 膨潤性粘土鉱物の含有量を調べる試験のひとつで、陽イオン交換容量(meq/100g)を測定します。ただし沸石(ゼオライト)のように膨潤性粘土鉱物よりも高い陽イオン交換容量を持つ鉱物もあり、このような鉱物を含む岩石ではCECの値がそのまま膨潤性粘土鉱物の含有量を示すわけではないので、事前にX線回折で確認しておく必要があります。 CECの値は、トンネル工事等で、岩盤の膨張性を判定する指標のひとつとなっています。 

メチレンブルー試験
 メチレンブルー色素の吸着量から膨潤性粘土鉱物の含有量を推定するための試験です。結果はCECと同様に100g当量(meq/100g)で示されますが、CECとは異なり沸石には反応しません。岩石中の膨潤性粘土鉱物の含有量を調べる試験としては、これまであまり一般的に実施されておらず、結果をどのように評価するかに課題が残ります。
   
3.骨材試験・石材試験
   
 道路砕石・コンクリート骨材・割ぐり石・捨石等の各種石材の試験を実施しています。
 各試験の詳細については省略しました。詳しくはお問い合わせください。

粗骨材の密度及び吸水率試験 JIS A 1110  
細骨材の有機不純物試験 JIS A 1105  
表面水量試験 JIS A 1111  
骨材中に含まれる粘土塊量試験 JIS A 1137  
骨材の単位容積質量及び実積率試験 JIS A 1104  
骨材のアルカリシリカ反応性試験(化学法) JIS A 1145  
骨材のアルカリシリカ反応性試験(モルタルバー法) JIS A 1146  
ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験 JIS A 1121  
硫酸ナトリウムによる骨材の安定性試験 JIS A 1122  
骨材の微粒分量試験 JIS A 1103  
ひっかき硬さによる粗骨材の軟石量試験 JIS A 1126  
モース硬度試験   
割ぐり石 JIS A 5006  

4.コンクリート試験
   
コンクリートの圧縮強度試験 JIS A 1108
 供試体は基本的に円柱形で、直径は粗骨材の最大寸法の3倍以上が一般的で、JISの試験法では最低でも2倍以上確保することとしています。また、供試体高さは直径の2倍を原則とし、それより短い場合には補正係数を使用して強度を低減します。補正係数は高さ/直径が1以下の場合には適用できないので、供試体高さは最低でも直径以上なければなりません。弊社では直径150mmの供試体まで試験を実施できます。なお、コア供試体の場合、JIS A 1107の規定に基づき、40〜48時間水浸後に試験を実施するようにしています。

コンクリートの静弾性係数試験 JIS A 1149
 供試体寸法は圧縮強度試験と同様です。歪測定に用いるストレインゲイジの長さについて、骨材の最大寸法の3倍以上・高さの1/2以下と規定されています。

コンクリートの割裂引張強度試験 JIS A 1113
 供試体は円柱形で、直径は粗骨材寸法の4倍以上かつ15cm以上となっています。供試体長さは直径以上・直径の2倍以下とし、JISの規格では一般的には直径15cm長さ20cmとしています。

コンクリートの中性化深さの測定 JIS A 1152 JHS 311
 コンクリートにフェノールフタレイン1%溶液を吹きかけて、発色の状態から中性化深さを測定します。コンクリートは空気に触れている表面から中性化し、中性化した部分は発色しません。発色しない部分の表面からの長さを中性化深さといいます。一般にコアリングで採取したコンクリートコアを用いて試験します。簡易的にはコア表面で試験する場合もありますが、コアリングの際の水、摩擦等の影響で中性化の境界がやや不明瞭になりがちで、また採取してから時間を置くと空気に触れて中性化が進んでしまうので、採取後早い段階で試験する必要があります。一般的には、コアで試験する場合コアを軸方向に割裂して割裂面で実施する方法が推奨されています。はつりやドリルを使って現場で測定する方法もあります。

硬化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験 JIS A 1154 JCI-SC4
 コンクリート構造物の塩害を調査するための試験です。採取したコンクリートコアを用い表面から1〜2cmピッチで何点か試験を実施します。無水のカッターで所定の深度のコアを切断し、風乾させて粉砕した試料で試験します。試料は約50〜100g必要です。硬化コンクリートの場合、土木学会「コンクリート標準示方書」(維持管理編)では、1.2kg/m3を鋼材腐食発生限界濃度としています。弊社では通常硝酸銀滴定法で実施していますが、電位差滴定法も可能です。 

ボス供試体の作成方法及び圧縮強度試験方法 NDIS 3424
 ボス試験は、新設のコンクリート構造物を作る際、コンクリートの型枠にボス型枠を設置し、打設されたコンクリートと同じ品質同じ養生条件のボス供試体を作成して圧縮試験を実施するものです。
 国土交通省の「微破壊・非破壊試験によるコンクリート構造物の強度測定試行要領(案)」(平成18年9月/平成19年10月一部改訂)で、橋梁下部工のフーチング部での品質管理のための強度測定にボス試験が導入されました。
 試験を実施するには、(社)日本非破壊検査協会の開催する講習会を受講する必要があります。弊社では2008年9月より実施可能となりました。