三軸圧縮試験の原理とUu・Cu・Cdの違い｜強度定数と実務の要点にまつわる最新トピックを詳しく紐解きます。

三軸圧縮試験を実務で扱う上で最大の要となるのが、排水条件の選定です。土中の間隙水が載荷中に排水できるかどうかによって、間隙水圧の発生状況と土粒子骨格が負担する有効応力が根底から変わります。試験は「圧密プロセス」と「せん断プロセス」の2段階における弁の開閉状態により、大きく3つに分類されます。

試験種別排水条件（圧密時／せん断時）主な適用土質・想定ケース編集部の実務評価・留意点UU試験
（非圧密非排水）非圧密（弁閉）
非排水（弁閉）・飽和粘性土の短期安定解析
・急速施工時の盛土基礎・掘削底面試験時間が極めて短く低コスト。全応力解析用で $\phi_u=0$ として扱われるケースが多い。CU試験 / CŪ試験
（圧密非排水）圧密（弁開）
非排水（弁閉・間隙水圧測定）・供用後の水位急低下時（ダム・河川堤防）
・段階施工時の追加荷重評価間隙水圧を測定するCŪ試験が実務のデファクト。全応力定数と有効応力定数の両方が1回の試験で得られる。CD試験
（圧密排水）圧密（弁開）
排水（弁開・極低速載荷）・砂質土・透水性の高い地盤全般
・粘性土地盤の超長期斜面安定解析粘性土では過剰間隙水圧を逃がすため載荷に数日〜数週間を要し、試験費用が跳ね上がる。砂質土では必須。一軸圧縮試験
（参考比較）側圧ゼロ（大気圧）
急速載荷（実質非排水）・自立性のある飽和粘性土の概略評価
・地盤改良体（セメント系）の品質管理側圧がないため自立しない砂質土には適用不能。深部地盤の強度評価では過小評価になりやすい。

構造物を建設するスピードと地盤の排水速度の力関係を正確に見極める必要があります。例えば、飽和粘性土の上に短期間で盛土を築造する場合、間隙水が抜ける余裕がないためUU試験の強度定数による短期安定検討が妥当です。一方で、長期間放置されて圧密が完了した後の斜面安定や、透水性の高い砂質土地盤の支持力を評価する場合は、CD試験または間隙水圧を測定するCŪ試験による有効応力解析が不可欠となります。