《液性限界・塑性限界》


 土は含水比の違いにより状態が異なります。

 特にシルト粒子や粘土粒子を多く含む細粒土は、含水比が十分に高いと流動化を生じて液体と同様な性質を示す液性状態となり、含水比が低下すると力を加えた後の変形が残留する塑性状態に変わります。

 さらに含水比が低下すると、もろい半固体の状態を経て含水比が減少しても体積が変化しない固体の状態になります。

 このような状態変化による硬さや変形に対する抵抗の大小を総称してコンシステンシーといいます。

 コンシステンシーの各状態の変移点をコンシステンシー限界といい、コンシステンシー限界には、液性限界・塑性限界・収縮限界があり、次のように定義されています。


 液性限界ωL:土が塑性状態から液性に移る時の含水比をいい、試験方法では、流動曲線において落下回数25回に相当する含水比と規定している。

 塑性限界ωp:土が塑性状態から半固体に移る時の含水比をいい、試験方法では、土のひもが直径3mmになった段階で、ひもが切れ切れになった時の含水比と規定している。

  収縮限界ωs: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いう。

 


 

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【図6.2 各限界の定義と実際の状態】

(出展:土質試験の方法と解説-93頁より)

 

 一般にコンシステンシー限界は、粒度や土粒子の形状、比表面積、粘土鉱物の種類と含有量、間隙水中の塩類の種類と濃度、有機物の種類と含有量、土粒子表面の荷電の強さと吸着水層の厚さなどによって影響を受けるとされています。

土粒子の粒径が小さく比表面積が大きいほど液性限界、塑性限界は大きくなる傾向にあります。
また、吸着陽イオンのイオン価数および塩類濃度の増加は土粒子の周囲に形成される電気二重層の厚さを減少させ、土粒子間の引力を弱めるため液性限界を低下させます。

さらに有機質土においては、有機物含有量が増加するほど液性限界、塑性限界ともに大きくなることが報告されています。



【表6.4 液性限界・塑性限界の測定例】
(出展:土質試験の方法と解説-103頁より) 

 

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