地盤・土質計算ツール
設計用土質定数算定ツール
N値から土質定数を自動算定
N値・土質種類・層厚を入力するだけで、有効上載圧σ'v・内部摩擦角φ・粘着力C・変形係数E₀を自動で算定します。最大10層・地下水位考慮対応。
🏔️ 最大10層対応
💧 地下水位考慮
📐 道路橋示方書準拠
⚡ 計算過程を表示
📖 使用手順
1
算出基準を選択道路系・鉄道系のいずれかを選択してください
2
地下水位を入力GL面からの深さ（m）を入力してください
3
地層を入力各層のN値・土質種類・層厚を入力してください
5
結果を確認各層の定数と計算過程を確認してください
① 算出基準の選択
② 地下水位
③ 地層データ入力（最大10層）
💧 地下水位以深の層は 水中単位体積重量（γt - 10） で有効上載圧を計算します。
| 層No. |
土質種類 |
N値 |
層厚
(m) |
地下水 |
σ'v
(kN/m²) |
φ
(度) |
C
(kN/m²) |
E₀
(kN/m²) |
Tool Guide
機能紹介・使用上の注意
📐
使用計算式について
内部摩擦角φは道路橋示方書（H8.12）の換算式、粘着力Cは日本道路公団「設計要領第一集 土工編（H22.4）」の一般値、変形係数E₀は道路土工（E₀=28N）を使用しています。
💧
地下水位の考慮
地下水位以浅は全応力（湿潤単位体積重量γt）、地下水位以深は有効応力（γt − γw = γt − 10 kN/m³）で上載圧を計算します。各層の地下水位との交差は自動判定されます。
⚠️
適用条件・留意事項
道路系φの式は未固結砂層（N'＜50）、粘性土（N'＜30）に適用。砂礫・関東ローム等では別途判断が必要です。C・φ値は土質試験結果がある場合は試験値を優先してください。
【注意事項】
・本ツールは参考計算を目的としており、設計への直接適用には土質試験結果との照合・技術者による判断が必要です。
・換算N値（N'）は深度20mを超える場合に補正が必要です（N' = (1.06－0.003L)×N）。本ツールでは実測N値をそのまま使用しています。
・変形係数E₀は道路系では E₀ = 28N（道路土工 参考資料）、鉄道系では E₀ = 2500N（鉄道構造物等設計標準(H12)）を使用しています。より精度が必要な場合は土質試験結果を使用してください。
・本ツールの利用によって生じたいかなる損害についても、当サイトは責任を負いません。
Glossary
用語解説
本ツールで使用している専門用語を、設計実務の参考としてまとめました。
A. 地盤・地層に関する用語
- N値
- 標準貫入試験（SPT）で得られる打撃回数。地盤の硬さを示す最も基本的な指標で、値が大きいほど地盤が固く締まっている。本ツールでは内部摩擦角φ・粘着力C・変形係数E₀をN値から換算する。なお、深度20mを超える場合は換算N値（N'）への補正が必要だが、本ツールでは実測N値をそのまま使用している。
- 土質種類
- 礫・砂（締固め・分級）・砂質土・粘性土・粘土およびシルト・関東ロームなど。砂質系か粘性土系かによって適用する計算式が異なる。砂質系ではφが算定対象となり、粘性土系ではCが算定対象となる（φ = 0）。
- 層厚（m）
- 各地層の厚さ。有効上載圧σ'vの積算に使用する。各層の中央位置（層の上端 + 層厚 / 2）を代表深度として土質定数を算定する。
- 単位体積重量 γt（kN/m³）
- 土の単位体積あたりの重量（湿潤単位体積重量）。地下水位以浅の有効上載圧計算に使用する。代表的な値は礫：20.0、砂（締固め）：19.0、砂質土：18.0、粘性土：17.0、粘土・シルト：16.0、関東ローム：14.0（kN/m³）。
- 地下水位（GL-○m）
- 地表面（GL：グランドライン）からの地下水位の深さ。地下水位以深の土は浮力の影響を受けるため、水中単位体積重量（γ' = γt − 10 kN/m³）に切り替えて有効上載圧を計算する。地下水位をまたぐ層は自動的に上下に分割して積算する。
B. 有効上載圧に関する用語
- 有効上載圧 σ'v（kN/m²）
- 地盤内のある点に作用する有効な土被り圧。各層の単位体積重量 × 層厚を積み上げて、対象層の中央深度まで積算した値。地下水位以深では水圧分を差し引いた有効応力で計算する。鉄道系のφ算定では最小値50 kN/m²が適用される。
- 水中単位体積重量 γ'（kN/m³）
- 地下水位以深に適用する単位体積重量。浮力（水の単位体積重量γw = 10 kN/m³）を差し引いた値で、γ' = γt − γw = γt − 10 で求める。地下水位以深の層ほど有効上載圧の増加が小さくなる。
- 全応力・有効応力
- 地下水位以浅は全応力（γt × h）、地下水位以深は有効応力（γ' × h）で上載圧を積算する考え方。設計では有効応力に基づいてせん断強度や変形特性を評価することが基本となる。
C. 土質定数に関する用語
- 内部摩擦角 φ（度）
- 砂質系地盤のせん断強度を表す指標。粒子間の摩擦によって決まり、値が大きいほど地盤が強い。道路系ではφ = √(15N) + 15（上限45°）、鉄道系ではφ = 1.85×(N/(σ'v/100+0.7))^0.6 + 26（上限45°）で算出する。粘性土では φ = 0 として全応力解析を行う。
- 粘着力 C（kN/m²）
- 粘性土系地盤のせん断強度を表す指標。粒子間の付着力に由来する。道路系ではC = 0.8N、鉄道系ではN ≧ 2 のとき C = 100N/16、N ＜ 2 の軟弱層では C = 0.35 × σ'v（上限12.5 kN/m²）で算出する。砂質系では C = 0 とする。
- 変形係数 E₀（kN/m²）
- 地盤の変形しにくさを表す係数。値が大きいほど変形が小さく剛性の高い地盤といえる。道路系ではE₀ = 28N（道路土工 参考資料）、鉄道系ではE₀ = 2500N（鉄道構造物等設計標準・同解説 基礎構造物(H12)）で算出する。より精度が必要な場合は土質試験結果の使用を推奨する。
D. 算出基準に関する用語
- 道路橋示方書（H8.12）
- 内部摩擦角φの道路系換算式（φ = √(15N) + 15）の根拠となる設計基準。道路構造物の設計において広く適用されており、砂質系の未固結層（N ＜ 50）を対象とする。
- 日本道路公団「設計要領第一集 土工編（H22.4）」
- 粘着力Cの道路系算定式（C = 0.8N）の根拠となる基準書。一般値（中間値）として示されており、土質試験結果がある場合は試験値を優先することが原則。
- 鉄道構造物等設計標準・同解説 基礎構造物（H12）
- 鉄道系のφ・C・E₀の算定式の根拠となる設計基準。φの算定には有効上載圧σ'vを考慮した換算式を使用するのが特徴で、地下水位の設定が結果に影響する。σ'vは50 kN/m²を最小値として適用する。
- 換算N値（N'）
- 深度20mを超える地層では地圧の影響でN値が過大になるため、補正式 N' = (1.06 − 0.003L) × N（Lは深度）で換算した値を使用するのが原則。本ツールでは実測N値をそのまま使用しているため、深い地層の計算結果には注意が必要。
【注意事項】
本解説は概略理解を目的としたものです。実際の設計では各設計基準の原文を必ず参照し、土質試験結果との照合・担当技術者による最終判断を行ってください。