JP6274656B2 - 透水試験方法及び透水試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、透水試験方法及び透水試験装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば高膨潤圧試料の三軸透水試験に用いて好適な試験方法及び試験装置に関する。

飽和状態にある土の層流状態における透水係数を求める従来の透水試験として、日本工業規格のＪＩＳ Ａ １２１８や米国試験材料協会（ＡＳＴＭ Ｉnternational）のＡＳＴＭ Ｄ５０８４に規定されているものがある。

ＪＩＳ Ａ １２１８に規定されている剛性容器を用いた透水試験法は、図３に示すように、高膨潤圧試料１０１並びに当該試料１０１を挟む下側多孔板１０２Ａ及び上側多孔板１０２Ｂを剛性容器１０３によって囲み、注水用配管１０４から水を注入し、当該水を下側多孔板１０２Ａと試料１０１と上側多孔板１０２Ｂとを通過させて排水用配管１０５から排出させることによって行うものである（非特許文献１）。

また、ＡＳＴＭ Ｄ５０８４に規定されている三軸試験装置を用いた透水試験法は、図４に示すように、高膨潤圧試料１１１を下側多孔板１１２Ａ及び上側多孔板１１２Ｂで挟んだうえで上側と下側との拘束柱１１６Ａ，１１６Ｂの間に設置すると共に試料１１１の側周面をゴム膜１１７で囲み、このように構成された供試体全体を密閉水槽１１３内で水浸させ、上下の拘束柱１１６Ａ，１１６Ｂによって下側・上側多孔板１１２Ａ，１１２Ｂの上下方向の動きを拘束すると共にガス配管１１８からガスを注入して水槽１１３内にガス圧をかけることによって水を介して試料１１１の側周面を囲むゴム膜１１７にセル圧をかけながら注水用配管１１４から水を注入し、当該水を下側多孔板１１２Ａと試料１１１と上側多孔板１１２Ｂとを通過させて排水用配管１１５から排出させることによって行うものである（非特許文献２）。なお、図中における符号１１９は、止水用のゴムバンドである。

日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １２１８ 土の透水試験方法 ＡＳＴＭ Ｉnternational ＡＳＴＭ Ｄ５０８４ Ｓtandard Ｔest Ｍethods for Ｍeasurement of Ｈydraulic Ｃonductivity of Ｓaturated Ｐorous Ｍaterials Ｕsing a Ｆlexible Ｗall Ｐermeameter

しかしながら、ＪＩＳ Ａ １２１８に規定されている剛性容器を用いた透水試験法は、高膨潤圧試料１０１が膨潤する際の大きな膨潤圧は剛性容器１０３に作用するために高圧ガス保安法（昭和２６年６月７日法律第２０４号）に基づく規制の対象にはならないので同法規定の要件を満たす必要がないという特長や、高膨潤圧試料１０１の膨潤時の変形が剛性容器１０３によって拘束されるために試料１０１の密度変化による透水係数の変化が生じないという特長を有する一方で、サンプリング試料の場合で試料側面と容器内側面との間の密着性が十分でない場合には境界面を通る局所的な流れ（水みち）が生じて透水係数が過大に評価される可能性があるという問題がある。

また、ＡＳＴＭ Ｄ５０８４に規定されている三軸試験装置を用いた透水試験法は、ゴム膜１１７の試料１１１の側面への密着性が高いので境界面を通る局所的な流れ（水みち）が生じ難いという特長を有する一方で、高圧ガス保安法に基づく規制の対象になるので同法規定の要件を満たす必要があるという問題や、膨潤圧が不明であるために膨潤圧よりも大きいと考えられるセル圧を設定せざるを得ないので試料１１１が収縮して密度増加が起きるために透水係数が過小に評価されるという問題がある。

そこで、本発明は、試料側面を覆う部材と試料側面との密着性が高いために境界面を通る局所的な流れが生じ難くしたがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができ、さらに、試料の密度変化が生じないのでしたがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができ、且つ、高圧ガス保安法に基づく規制の対象にならない、透水試験方法及び透水試験装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の透水試験方法は、供試体の一方向の膨張変形を制限しつつ、供試体の前記一方向に沿う側面を非透水且つ可撓の被覆部材で囲むと共に当該被覆部材の外周面に当接する拘束モールドを配設して前記一方向と直交する方向外向きの変位を制限し且つ被覆部材にセル圧を加えた状態で供試体に水を通水（浸透）させるようにしている。

また、請求項４記載の透水試験装置は、水槽と、当該水槽の上蓋下面から下向きに突出する上側拘束柱及び前記水槽の底板上面から上向きに突出する下側拘束柱と、上側拘束柱の下端面に当接すると共に供試体の上端に配設される上側透水部材及び下側拘束柱の上端面に当接すると共に供試体の下端に配設される下側透水部材と、供試体の側面を囲む非透水且つ可撓の被覆部材と、当該被覆部材の外周面に当接して配設されて当該被覆部材の水平方向外方への変位を制限する拘束モールドとを有し、水槽内に貯留する水によって被覆部材にセル圧を加えた状態で供試体に水を通水（浸透）させるようにしている。

したがって、これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、拘束モールドを通してセル圧が加えられて被覆部材が供試体に押しつけられるので、被覆部材が供試体側面に密着し、これによって境界面を通る局所的な流れが生じ難くなる。

これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、また、供試体の膨潤時の変形は拘束モールドによって制御されるので、膨潤時の変形を抑制するために供試体の膨潤圧よりも大きいと考えられるセル圧を供試体に加える必要がなく、すなわち供試体が収縮することがないので試料の密度増加が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じない。

これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、また、供試体の膨潤時の変形が拘束モールドによって制限されるので、すなわち供試体が膨張することがないので試料の密度減少が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じない。

これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、また、供試体が膨潤する際の大きな膨潤圧は拘束リングが受け持つためにセル圧を大きくする必要がないので、高圧ガス保安法に基づく規制の対象にならず、したがって装置の性能・仕様として同法に規定された要件を満たす必要がない。

また、本発明の透水試験方法及び透水試験装置は、被覆部材がゴムスリーブであるようにしても良い。この場合には、被覆部材が非透水性を備え且つ可撓性を有する膜状の部材として適切なものになる。

また、本発明の透水試験方法は拘束モールドが被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されるようにしても良く、また、本発明の透水試験装置は拘束モールドが被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されるようにしても良い。これらの場合には、拘束モールドの構成が柔軟なものになる。

本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、被覆部材を供試体側面に密着させることができ、これによって境界面を通る局所的な流れを生じ難くすることができるので、試料の透水係数を正確に計測することが可能になり、透水試験の信頼性の向上を図ることが可能になる。

本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、また、透水試験中に供試体を収縮させないようにすることができ、試料の密度増加を起こさせないようにすることができるので、試料の透水係数の変化を生じさせないようにして透水係数を正確に計測することが可能になり、透水試験の信頼性の向上を図ることが可能になる。

本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、また、透水試験中に供試体を膨張させないようにすることができ、試料の密度減少を起こさせないようにすることができるので、試料の透水係数の変化を生じさせないようにして透水係数を正確に計測することが可能になり、透水試験の信頼性の向上を図ることが可能になる。

本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、また、装置の性能・仕様として高圧ガス保安法に規定された要件を満たす必要がないので、装置の構造を必要以上に重厚にする必要がなく、また法律上の制約がないという点においても、透水試験としての汎用性の向上を図ることが可能になる。

また、本発明の透水試験方法及び透水試験装置は、被覆部材がゴムスリーブであるようにしても良く、この場合には、被覆部材を非透水性を備え且つ可撓性を有する膜状の部材として適切なものにすることが可能になる。

また、本発明の透水試験方法及び透水試験装置は、拘束モールドが被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されるようにしても良く、この場合には、拘束モールドの構造を多様にすることが可能になる。

本発明の透水試験装置の実施形態の一例を示す図であり、図２のII−II矢視図である。 実施形態の透水試験装置を示す図であり、図１のＩ−Ｉ矢視図である。 従来の透水試験装置を示す縦断面図である。 従来の三軸透水試験装置を示す縦断面図である。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

図１及び２に、本発明の透水試験方法及び透水試験装置の実施形態の一例を示す。なお、図１におけるＸ軸は水平方向であり、Ｚ軸は鉛直方向である。そして、以下の説明では、Ｚ軸方向を供試体２０の軸心方向とし、また、透水試験装置及びその構成物にとっての上下方向とする。

透水試験方法は、供試体２０の上下方向（軸心方向）の膨張変形を制限しつつ、供試体２０の側面を非透水且つ可撓の被覆部材１０で囲むと共に当該被覆部材１０の外周に拘束モールド７を配設して水平方向外向きの変位を制限し且つ被覆部材１０にセル圧を加えた状態で供試体２０に水を通水（浸透）させるようにしている。

そして、透水試験装置は、上記透水試験方法を実行するものとして、水槽１と、当該水槽１の上蓋１ａ下面から下向きに突出する上側拘束柱５Ａ及び前記水槽１の底板上面から上向きに突出する下側拘束柱５Ｂと、上側拘束柱５Ａの下端面に当接すると共に供試体２０の上端に配設される上側透水部材６Ａ及び下側拘束柱５Ｂの上端面に当接すると共に供試体２０の下端に配設される下側透水部材６Ｂと、供試体２０の側面を囲む非透水且つ可撓の被覆部材１０と、当該被覆部材１０の外周に当接して配設される拘束モールド７とを有し、水槽１内に貯留する水１３によって被覆部材１０にセル圧を加えた状態で供試体２０に水を通水（浸透）させるものである。

本発明の供試体２０として用いられる試料は、特定のものに限定されるものではなく、少なくとも透水性がある材料、例えば種々の地盤材料が挙げられる。なお、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １２１８「土の透水試験方法」や米国試験材料協会（ＡＳＴＭ Ｉnternational）のＡＳＴＭ Ｄ５０８４「Ｓtandard Ｔest Ｍethods for Ｍeasurement of Ｈydraulic Ｃonductivity of Ｓaturated Ｐorous Ｍaterials Ｕsing a Ｆlexible Ｗall Ｐermeameter」の試験対象になり得る試料は、本発明の適用対象（即ち、供試体２０）になり得る。具体的には例えば、ベントナイトやベントナイト混合土が本発明の適用対象になり得る。また、供試体２０は、現地で採取された試料が締め固められて作製されたものでも良いし、現地でサンプリングされた試料そのままのものでも良い。

供試体２０の大きさは、特定の大きさに限定されるものではなく、例えば採取可能な試料の大きさなどに応じて適宜調整され得る（ただし、供試体２０は、原則として、軸心方向において一定の断面積を有する）。なお、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １２１８「土の透水試験方法」では、供試体を収容する透水円筒について、試料の最大粒径に比べて十分大きい内径と長さとをもつ円筒のものとし、通常内径１０ｃｍ，長さ１２ｃｍとするとされている。本発明においても、日本工業規格に規定されている透水円筒の大きさとしての供試体（円柱状）の大きさの考え方が適用され得る。

水槽１は、供試体２０を水浸状態に保って供試体２０に対してセル圧を加えるためのものであり、上蓋１ａと底板及び周壁を有する本体１ｂとから構成される。なお、図示していないが、水槽１には、水密性・気密性を確保するために必要な箇所にゴムパッキン（Ｏリング）が適宜設けられる。

水槽１の上蓋１ａは、本体１ｂに対して着脱自在であり、加えて、本体１ｂの周壁の上端面との接触部分にゴムパッキン（Ｏリング）が設けられ且つ当該ゴムパッキン（Ｏリング）に押しつけられることなどによって本体１ｂとの間で気密性が確保された状態で装着される。

なお、上蓋１ａの気密性が確保された装着状態を確実に維持するため、両端に固定構造（例えばねじ構造）を備えると共に上蓋１ａと底板との間に架け渡されて周壁に対して上蓋１ａを押し付けるようにして確実に固定するための金属棒などを一本若しくは複数本必要に応じて備えるようにしても良い。

水槽１の上蓋１ａ下面には、本体１ｂ内に向けて下向きに突出する円柱状の上側拘束柱５Ａ（キャップとも呼び得る）が設けられると共に、本体１ｂの底板上面には、上側拘束柱５Ａと正対する位置に、本体１ｂ内に向けて上向きに突出する円柱状の下側拘束柱５Ｂ（ペデスタルとも呼び得る）が設けられる。これら上側拘束柱５Ａ及び下側拘束柱５Ｂは、水槽１内に位置固定されて設けられる。

上側拘束柱５Ａ及び下側拘束柱５Ｂは、上側透水部材６Ａの上方への変位を制限すると共に下側透水部材６Ｂの下方への変位を制限することにより、供試体２０の膨潤による変形を制限するものである。上側拘束柱５Ａの下端面と上側透水部材６Ａの上端面とが当接させられ、下側拘束柱５Ｂの上端面と下側透水部材６Ｂの下端面とが当接させられる。

なお、上側拘束柱５Ａや下側拘束柱５Ｂは、水槽１内に位置固定されていれば、具体の構成は図１に示すものに限定されるものではなく、例えば、位置固定用の金属棒などを介して上蓋１ａや底板に固定されるようにしても良い。

上側拘束柱５Ａの下端面及び下側拘束柱５Ｂの上端面の大きさは、供試体２０の上端面及び下端面の大きさと同じになるように調整される。また、上側拘束柱５Ａの下端面と下側拘束柱５Ｂの上端面との間の寸法は、供試体２０の長さ（即ち、軸心方向の寸法）と上側透水部材６Ａの厚みと下側透水部材６Ｂの厚みとの合計と同じになるように調整される。

水槽１は、通水用配管２及び排水用配管３、並びに、加圧用配管４を有する。

通水用配管２は、所定の水圧が付与された水を供試体２０に供給するためのものである。なお、通水用配管２から供給される水に付与される水圧は、特定の値に限定されるものではなく、例えば試験対象の試料（供試体２０）が採取された現地における動水勾配や透水試験の目的などを考慮して適当な値に適宜設定される。具体的には例えば０．００１〜１．０〔ＭＰａ〕程度の範囲で設定されることが考えられる。

通水用配管２は、水槽１の本体１ｂの側方から底板内に入り込んで当該底板と下側拘束柱５Ｂとを貫通し、下側拘束柱５Ｂの上端面に開口端を有する。

また、通水用配管２の、水槽１の外部端には、例えば所定圧力の水を充填した圧力タンクやシリンジポンプなどで構成される水圧付与手段（図示省略）が接続される。なお、通水用配管２には、必要に応じてバルブが適宜設けられる。

通水用配管２に接続された水圧付与手段により、下側透水部材６Ｂを介在させて、供試体２０の下端面に一定水圧の水が供給される。すなわち、供試体２０の下端面が注水端面になる。

排水用配管３は、通水用配管２から供給されて下側透水部材６Ｂと供試体２０と上側透水部材６Ａとを通過（言い換えると、浸透）した水を排出させるためのものである。なお、供試体２０の上端面が排水端面になる。

排水用配管３は、水槽１の上蓋１ａと上側拘束柱５Ａとを貫通し、上側拘束柱５Ａの下端面に開口端を有する。

また、排水用配管３の、水槽１の外部端には、排出された水の量を計測するための例えばメスシリンダなどの水量計測器具（図示省略）が設けられる。

加圧用配管４は、所定の圧力が付与されたガスを水槽１の本体１ｂ内に注入するためのものである。そして、加圧用配管４から注入される加圧ガスにより、水槽１の本体１ｂ内に貯留する水１３を介して被覆部材１０及び供試体２０にセル圧が加えられる。

セル圧は、供試体２０の外周面と被覆部材１０の内周面とを密着させて境界面を通る局所的な流れ（水みち）が生じることを防ぐためのものであり、したがって膜状の被覆部材１０が供試体２０の側面に密着する程度であれば、特定の値に限定されるものではなく、例えば通水用配管２から供給される水の水圧などに応じて適当な値に適宜調整される。具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、０．１〜０．４〔ＭＰａ〕程度の範囲で設定されることが考えられる。

上側拘束柱５Ａの下端面と供試体２０の上端面との間に（言い換えると、上側拘束柱５Ａの下端面に当接させられて）上側透水部材６Ａが配設されると共に、供試体２０の下端面と下側拘束柱５Ｂの上端面との間に（言い換えると、下側拘束柱５Ｂの上端面に当接させられて）下側透水部材６Ｂが配設される。なお、供試体２０上端面と上側透水部材６Ａとの間及び供試体２０下端面と下側透水部材６Ｂとの間には、透水による細流分の流出防止のために濾紙や供試体２０の粒径に応じた孔径を有するフィルターなどが適宜配設される。

上側透水部材６Ａ及び下側透水部材６Ｂの平面視（円形）の直径は、供試体２０の上下端面の直径と同じになるように調整される。

つまり、供試体２０は、下端（即ち、注水端面）側の下側透水部材６Ｂと、上端（即ち、排水端面）側の上側透水部材６Ａとに挟まれる。

上側透水部材６Ａと下側透水部材６Ｂとしては、多数の小孔や空隙を有するなどして供試体２０の透水性に影響を与えない程度の透水性を有すると共に、耐食性を備えた部材が用いられる。

上側透水部材６Ａや下側透水部材６Ｂとしては、例えば、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １２１８「土の透水試験方法」における有孔板として用いられ得るものや、地盤工学会基準 ＪＧＳ ０５２２「土の圧密非排水（ＣＵ）三軸圧縮試験方法」（以下、単に「地盤工学会基準」と表記する）における多孔板として用いられ得るものが、用いられ得る。

被覆部材１０は、上側拘束柱５Ａと下側拘束柱５Ｂとの間に設置された供試体２０の側面全体を覆って透水・排水を制限すると共に供試体２０の側面に対してセル圧を伝えるためのものであり、これらの性質・挙動を発揮する部材、具体的には非透水性を備え且つ可撓性を有する膜状の部材が用いられる。例えば、地盤工学会基準におけるゴムスリーブとして用いられ得るものが、本発明の被覆部材１０として用いられ得る。

被覆部材１０は、上側拘束柱５Ａと下側拘束柱５Ｂとに渡しかけられて取り付けられる。すなわち、被覆部材１０は、上端寄り部分が上側拘束柱５Ａの側周面に巻き付けられ、中間部分が供試体２０の側周面に巻き付けられ、下端寄り部分が下側拘束柱５Ｂの側周面に巻き付けられる。

被覆部材１０は、上端近傍位置において上側止水用部材１１Ａにより外側から環状に締め付けられることによって上側拘束柱５Ａとの間で水密性が確保された状態で着脱自在に取り付けられると共に、下端近傍位置において下側止水用部材１１Ｂにより外側から環状に締め付けられることによって下側拘束柱５Ｂとの間で水密性が確保された状態で着脱自在に取り付けられる。

上側・下側止水用部材１１Ａ，１１Ｂは、被覆部材１０を上側拘束柱５Ａや下側拘束柱５Ｂに対して水密性を確保した状態で取り付け得るものであれば、特定の部材に限定されるものではない。具体的には例えばゴムバンドやＯリングや針金が用いられ得る。

また、上側止水用部材１１Ａと上側拘束柱５Ａの下端面との、上下方向における間の位置に、上側試料流出防止部材１２Ａが取り付けられると共に、下側止水用部材１１Ｂと下側拘束柱５Ｂの上端面との、上下方向における間の位置に、下側試料流出防止部材１２Ｂが取り付けられる。

上側・下側試料流出防止部材１２Ａ，１２Ｂは、上側・下側拘束柱５Ａ，５Ｂと被覆部材１０とを密着させて密閉してこれらの間からの供試体２０の流出を防止し得るものであれば、特定の部材に限定されるものではない。具体的には例えばゴムバンドやＯリングや針金が用いられ得る。

なお、上側・下側試料流出防止部材１２Ａ，１２Ｂの代わりに、上側・下側拘束柱５Ａ，５Ｂと拘束モールド７とが対向する位置においてこれらのうちの少なくとも一方に突起を設けて当該突起によって被覆部材１０を圧着させることによって上側・下側拘束柱５Ａ，５Ｂと被覆部材１０との間からの供試体２０の流出を防止するようにしても良い。

また、上側・下側試料流出防止部材１２Ａ，１２Ｂにより、上側・下側拘束柱５Ａ，５Ｂと被覆部材１０との間からの、本体１ｂ内の水１３の流入を防ぐことができる場合には、上側・下側止水用部材１１Ａ，１１Ｂを設けないようにしても良い。

拘束モールド７は、被覆部材１０の水平方向外方への変位を制限することにより、供試体２０の膨潤による変形を制限するためのものであり、円筒状に形成され、被覆部材１０の外周面に当接させられて配設される。

拘束モールド７は、水槽１の本体１ｂ内に貯留する水１３（及びガス１４）によるセル圧が被覆部材１０に伝えられることの障害にならないように十分な透水性（空隙、多孔性）を有する一方で、供試体２０の膨潤圧によって被覆部材１０及び供試体２０に細かい凹凸が生じるような変形が起こらない程度の目の細かさを被覆部材１０との接触面である内周面は少なくとも有する。

拘束モールド７は、水槽１の本体１ｂの底板に位置固定されて設けられたモールド固定治具９に着脱自在に取り付けられる。本実施形態では、平面視において下側拘束柱５Ｂと離間する周囲位置に等間隔で四つのモールド固定治具９が設けられ、下側拘束柱５Ｂの側周面に巻き付けられている被覆部材１０とモールド固定治具９との間に拘束モールド７の下端部分が挿し込まれ且つ拘束モールド７の下端がモールド固定治具９から下側拘束柱５Ｂに向けて突出する突出部に支持される。これにより、拘束モールド７は、上側拘束柱５Ａ及び下側拘束柱５Ｂと、これら拘束柱５Ａ，５Ｂの間の供試体２０並びに上側透水部材６Ａ及び下側透水部材６Ｂとに対して位置固定されて配設される（なお、拘束モールド７の軸回転は制限されなくても良い）。

そして、上側拘束柱５Ａ及び下側拘束柱５Ｂ並びに被覆部材１０及び拘束モールド７により、供試体２０並びに上側透水部材６Ａ及び下側透水部材６Ｂを取り囲み、供試体２０の水槽１内における位置を固定すると共に変形を制限する空間が形成される。

本実施形態では、拘束モールド７は、軸心方向の切断面によって二分割されるものとして構成され、組み合わされて被覆部材１０の外周面に当接させられて配設された状態でモールド拘束部材８によって緊締される。

モールド拘束部材８は、本実施形態では、二つの帯状部材が連結されて全体としてリング状になるものとして構成される。具体的には、平面視半円の円弧状で側面視帯状の二つの部材が、全体として環状になる位置関係において、各々の一端に設けられた連結部を貫通する回動軸８ａによって回動自在に連結されると共に、各々の他端には径方向外向きに突起が設けられる。そして、回動軸８ａによって相互に回動して広げられた状態で内側に拘束モールド７を入り込ませ、続いて回動軸８ａによって相互に回動して閉じられて二つの半円の円弧状部材の他端の突起同士が対向当接して合わせられ、これら二つの突起にキャップ８ｂが嵌められて全体としてリング状の状態が維持される。これにより、二分割の拘束モールド７が組み合わされた状態で緊締される。

本実施形態ではモールド拘束部材８が上下方向に三つ配設されるようにしているが、モールド拘束部材８の数は、三つに限られるものではなく、一つでも二つでも良いし、四つ以上でも良い。

そして、上述のように構成された透水試験装置を用いた透水試験は、例えば、米国試験材料協会のＡＳＴＭ Ｄ５０８４に規定されている方法に従った透水試験方法と同様にして行われる。ただし、ＡＳＴＭに規定されている内容におけるセル圧は、実際の値は不明である膨潤圧よりも大きいと考えられる値に設定されるが、本発明の透水試験装置を用いた透水試験ではセル圧は膨潤圧よりも低い値に設定され得る（言い換えると、セル圧は膨潤圧とは関係なく設定される）。すなわち、本発明の透水試験装置では、供試体２０の膨潤圧はモールド拘束部材８によって緊締された拘束モールド７によって受け持たれて供試体２０の膨潤時の変形は制限されるので、セル圧によって供試体２０の膨潤時の変形を抑制する必要がないため、通水用配管２の水圧に被覆部材１０と供試体２０側面との密着性を高めるための圧力（例えば０．１〜０．５〔ＭＰａ〕程度）がセル圧として加えられれば良く、供試体２０の膨潤圧が大きい場合にはＡＳＴＭにおける方法の場合のセル圧と比べて格段に低いセル圧で試験が行われるようにすることができる。なお、供試体２０の膨潤圧が被覆部材１０と供試体２０側面との密着性を高めるための圧力よりも小さい場合には、供試体２０の収縮によって被覆部材１０と拘束モールド７との間に隙間が発生して拘束モールド７に膨潤圧が作用しないため、実質的にはＡＳＴＭと同様の試験が行われることになる。

以上のように構成された透水試験方法及び透水試験装置によれば、拘束モールド７を通してセル圧が加えられて被覆部材１０が供試体２０に押しつけられるので、被覆部材１０が供試体２０側面に密着し、これによって境界面を通る局所的な流れが生じ難くすることができる。

また、供試体２０の膨潤時の変形は拘束モールド７によって制御されるので、膨潤時の変形を抑制するために供試体２０の膨潤圧よりも大きいと考えられるセル圧を供試体２０に加える必要がなく、すなわち供試体２０が収縮することがないので試料の密度増加が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができる。

また、供試体２０の膨潤時の変形が拘束モールド７によって制限されるので、すなわち供試体２０が膨張することがないので試料の密度減少が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができる。

なお、上述の形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。すなわち、本発明の要点は、供試体の一方向（軸心方向）の膨張変形を制限しつつ、供試体の前記一方向（軸心方向）に沿う側面を非透水且つ可撓の被覆部材で囲むと共に当該被覆部材の外周に拘束部材を配設して前記一方向と直交する方向（軸心方向と直交する方向）外向きの変位を制限し且つ被覆部材にセル圧を加えた状態で供試体に水を通水（浸透）させることであり、この要点を満たすものであれば具体的な実施の形態は上述の形態には限定されない。

例えば、上述の実施形態では被覆部材１０の膨張変形を制限するものとしての拘束モールド７は単一部材で一層構造のものとして構成されるようにしているが、拘束モールド７は単一部材の一層構造に限られるものではなく、少なくとも被覆部材１０に当接する側の透水層と外周側の非透水層などとの複層構造であるようにしても良い。そして、この場合には特に、外周側の層の剛性を高めることもできるので、上述の実施形態におけるモールド拘束部材８に相当する仕組み（機能）が外周側の層に拘束モールド７と一体のものとして備えられるようにしても良い。

また、上述の実施形態では拘束モールド７が軸心方向の切断面によって二分割されるものとして構成されるようにしているが、拘束モールド７の構成はこれに限られるものではない。具体的には例えば円筒状の一部材として構成され、上側と下側との拘束柱５Ａ，５Ｂの間に供試体２０を設置する際には上側拘束柱５Ａの方にスライドさせるようにしても良い。

また、上述の実施形態では供試体２０の軸心方向が鉛直方向になるように供試体２０を水槽１内に設置すると共に通水方向を鉛直方向にするようにしているが、これに限られず、供試体２０の軸心方向が水平方向になるように供試体２０を水槽１内に設置すると共に通水方向を水平方向にするようにしても良い。なお、供試体２０の軸心方向が水平方向になるように設置する場合には、上述の実施形態における上側・下側拘束柱５Ａ，５Ｂに相当する構成が、水槽１の本体１ｂの水平方向において対向する一対の側壁それぞれの内側面に、本体１ｂ内に向けて水平方向に突出する左側・右側拘束柱として設けられる。なお、この場合には、モールド固定治具９を設けないようにしても良い。

１ 水槽
１ａ 上蓋
１ｂ 本体
２ 通水用配管
３ 排水用配管
４ 加圧用配管
５Ａ 上側拘束柱
５Ｂ 下側拘束柱
６Ａ 上側透水部材
６Ｂ 下側透水部材
７ 拘束モールド
８ モールド拘束部材
８ａ 回動軸
８ｂ キャップ
９ モールド固定治具
１０ 被覆部材
１３ 水
１４ ガス
２０ 供試体

Claims (6)

1. 供試体の一方向の膨張変形を制限しつつ、前記供試体の前記一方向に沿う側面を非透水且つ可撓の被覆部材で囲むと共に当該被覆部材の外周面に当接する拘束モールドを配設して前記一方向と直交する方向外向きの変位を制限し且つ前記被覆部材にセル圧を加えた状態で前記供試体に水を通水させることを特徴とする透水試験方法。
2. 前記被覆部材がゴムスリーブであることを特徴とする請求項１記載の透水試験方法。
3. 前記拘束モールドが前記被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されることを特徴とする請求項１記載の透水試験方法。
4. 水槽と、当該水槽の上蓋下面から下向きに突出する上側拘束柱及び前記水槽の底板上面から上向きに突出する下側拘束柱と、前記上側拘束柱の下端面に当接すると共に供試体の上端に配設される上側透水部材及び前記下側拘束柱の上端面に当接すると共に前記供試体の下端に配設される下側透水部材と、前記供試体の側面を囲む非透水且つ可撓の被覆部材と、当該被覆部材の外周面に当接して配設されて当該被覆部材の水平方向外方への変位を制限する拘束モールドとを有し、前記水槽内に貯留する水によって前記被覆部材にセル圧を加えた状態で前記供試体に水を通水させることを特徴とする透水試験装置。
5. 前記被覆部材がゴムスリーブであることを特徴とする請求項４記載の透水試験装置。
6. 前記拘束モールドが前記被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されることを特徴とする請求項４記載の透水試験装置。

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