土の強化

飽和粘土に対する実験的に決定された圧密曲線(青い点)は、前圧密応力を計算するための手順を示しています。

圧密は、長期的な静的負荷の下で水を徐々に排出または吸収することによって体積の減少が起こるプロセスである。

土に応力が加わると、土の粒子がより緊密に詰まる原因となります。 これが水で飽和している土壌で起こると、水は土壌から絞り出されます。 統合の大きさは、多くの異なる方法によって予測することができます。 Terzaghiによって開発された古典的な方法では、土壌は、その圧縮性を決定するためにoedometerテストでテストされます。 ほとんどの理論的定式化では、土壌試料の体積と土壌粒子によって運ばれる有効応力との間に対数関係が仮定される。 比例定数(有効応力の大きさの変化ごとの空隙率の変化)は、自然対数で計算されたときの記号λ{\displaystyle\lambda}と、10を底とする対数で計算されたときの記号C C{\displaystyle c_{C}}が与えられた圧縮指数として知られている。

これは、土壌層の体積変化を推定するために使用される次の式で表すことができます:

δ c=c c1+e0h log⁡(∂z f’∂z0′){\displaystyle\delta_{c}={\frac{c_{c}}{1+e_{0}}}H\log\left({\frac{\sigma_{zf}’}{\sigma_{z0}’}}\right)\}

ここで

δ cは連結による決済である….. Ccは圧縮インデックスです。 e0は初期ボイド比です。 Hは圧縮性土壌の高さです。 θ zfは最終的な垂直応力です。 θ z0は初期垂直応力です。

圧密土壌から応力が除去されると、土壌は反発し、圧密過程で失われた体積の一部を取り戻す。 応力が再適用されると、土壌は再圧縮指数によって定義される再圧縮曲線に沿って再び統合されます。 有効応力の対数に対する空隙比のプロット上の膨潤線と再圧縮線の勾配は、しばしば同じ値を取ることが理想化され、”膨潤指数”と呼ばれる(自然対数で計算されたときはσ{\displaystyle\kappa}、底10の対数で計算されたときはC S{\displaystyle C_{S}}という記号が与えられる)。

Ccは、最終的な有効応力が前圧圧応力よりも小さい過圧密土壌で使用するためにCr(再圧縮指数)に置き換えることができます。 最終的な有効応力が前圧密応力よりも大きい場合、二つの式を組み合わせて使用して、圧密プロセスの再圧縮部分とバージン圧縮部分の両方をモデル化する必要があります。

ここで、θ zcは土壌の前圧密応力です。

このメソッドは、連結が一次元のみで発生することを前提としています。 実験室データは、有効応力軸が対数スケールである場合に、有効応力に対するひずみまたはボイド比のプロットを構築するために使用されます。 プロットの傾きは、圧縮インデックスまたは再圧縮インデックスです。 通常の固結土壌の圧密沈下の式は、

その荷重が取り除かれた土壌は”過圧密”とみなされます。 これは、以前に氷河があった土壌の場合です。 それが受けた最高のストレスは、「前圧制御ストレス」と呼ばれます。 “過圧密比”(OCR)は、経験した最高の応力を現在の応力で割ったものとして定義されます。 現在、その最高のストレスを経験している土壌は、”通常は統合されている”と言われており、OCRは一つです。 土壌は、新しい負荷が適用された直後であり、過剰な間隙水圧が放散される前に、「過圧」または「非圧」とみなすことができる。 時折、河川や海での自然堆積による土壌層の形態は、oedometerで達成することは不可能である非常に低い密度で存在する可能性があります; このプロセスは「本質的な統合」として知られています。

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