機械土工 と N 値　　N-value
N値は、地質調査においてボーリングが実施されていると大抵得られるデータです。　限られた地質調査データのなかで、数少ない硬軟を判定できる情報です。　 機械土工においては、掘削性やトラフィカビリティを判断する貴重なデータとなります。
このN値は、土の相対的な硬軟や締まり具合を知る指標となる値で、標準貫入試験（JIS A 1219）により求められます。


標準貫入試験　SPT:Standard Penetration Test

標準貫入試験は、ボーリング孔を利用して、図-1に示すようにサンプラを付けたロッドに、63.5kgのハンマを76cmの高さから自由落下させて打撃し、地中に30cm貫入させるのに要した打撃回数（N値）を求める試験です。 同時にサンプラで試料を採取することもできます。
図：標準貫入試験装置と器具
図-1　標準貫入試験装置と器具

換算N値

標準貫入試験における打撃回数と累計貫入量の関係は、図-2のような曲線形状を示します。　N値は土砂地盤において30cmの累計貫入量を得るために必要な打撃回数を示しますが、換算N値とは、50回打撃時の累計貫入量が30cmに満たない場合における指標であり、D級程度の軟岩・風化岩領域での比較的柔らかい岩盤（換算N値が300以下）に適用され、次式で求めます。

　　　　換算N値　＝　50（回） × 30cm／50回打撃時の貫入量（cm）

換算N値は図-2に示した貫入量曲線において、50回打撃時の割線勾配を用いて換算した30cm貫入相当の打撃数を示すものです。　図に示すように実際に30cmの貫入量を得るための打撃回数（真のN値）は換算N値とは異なる値を示します。　硬質地盤においても、土砂地盤と同様にこの真のN値を適用することが考えられますが、真のN値を測定するために膨大な回数の打撃を行わなくてはならず、既往の研究においても真のN値に比べて換算N値の方が物性値との相関性がよいことなどから、硬質地盤においては換算N値が指標値として用いられています。

　→　岩の判別
標準貫入試験の打撃−貫入量曲線
図-2　標準貫入試験の打撃〜貫入量曲線　（JH）

N値の現場判別法

現場で容易にN値を推定するための現場判別を表-1に示します。
表中のN値と砂の相対密度及び粘土のコンシステンシー、一軸圧縮強さquとの関係は、Terzaghi & Peckによるものです。
表-1　N値の現場判別法
a） 砂の場合
N値 相対密度 現 場 判 別 法
0〜4 非常にゆるい φ13mm鉄筋が手で容易に貫入する
4〜10 ゆ　る　い スコップで掘削可能
10〜30 中　　位 φ13mm鉄筋を5ポンドハンマで容易に打込める
30〜50 密　　な 同上で30cm位入る
50〜 非常に密な 同上で30cm位しか入らない
掘削にツルハシを要し、打込むと金属音を発する

b )粘土の場合
N値 qu（kN/m2） コンシステンシー 現 場 判 別 法
0〜2 0〜25 非常に柔らかい 握り拳が10cm位容易に貫入する
2〜4 25〜50 柔らかい 親指が10cm位容易に貫入する
4〜8 50〜100 中　位 中位の力で親指が10cm位貫入する
8〜15 100〜200 硬い 親指でへこみ、貫入に力がいる
15〜30 200〜400 非常に硬い 爪でしるしが付く
（スキで除去できる）
30〜 400〜 固結した 爪でしるしを付けがたい
（除去にツルハシを要する）
一般に qu ≒ 12.5N　（kN/m2）


N値からトラフィカビリティを推定

N値からトラフィカビリティを推定するには、qcとN値の関係を知る必要があります。
この関係式は、Meyerhofの qc＝4N がよく知られています。　この係数は細砂、シルト質砂に対する値で、その後の研究により、この係数ｎは粒径等で変化することが分かってきました。
図-3は、平均粒径とD50とｎ （＝ qc/N）の関係を示し、粒径が細かくなるほどｎが小さくなることを示しています。
表-2に、土質別のN値とqcの関係式を示します。
qc/Nと平均粒径D50との関係グラフ
図-3　qc/Nと平均粒径D50との関係　（地盤工学会）

表-2　土質別のN値とqcの関係式
土　　質 関係式
シルト、砂質シルト、若干粘性を示すシルト〜砂の混合土 qc=2N
細砂から中位の砂、ややシルト質の砂 qc=3〜4N
粗砂、砂利の少ない砂 qc=5〜6N
砂質砂利、砂利 qc=8〜10N


N値とVs（横波速度）の関係

N値と弾性波速度との関係として、一般にN値とVp（縦波速度）との相関は認め難いが、Vs（横波速度）については相関が認められます。　図-4は今井常雄氏の発表したものですが、研究者によって回帰式の相違は大きい。
S波速度とN値との関係
図-4　S波速度とN値の関係

　参考文献：
　　「地盤工学への物理探査技術の適用と事例」地盤工学会　2001.10
　　「土質地質調査要領」JH 1993
　　「N値とS波速度の関係およびその利用例」今井、殿内　基礎工1982.6
　　「土質調査試験結果の解釈と適用例」土質工学会　1980.8
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