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圧縮指数とは?1分でわかる意味、定義と求め方(計算)、単位、間隙比との関係

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圧縮指数(あっしゅくしすう)とは、横軸を対数目盛でとった土被り圧(土を圧密する圧力)の増加量と、縦軸を普通目盛りでとった間隙比の変化量Δeとの割合です。


このとき、pとeは直線の関係に表せます。この直線の傾きが圧縮指数です。


今回は圧縮指数の意味、定義と求め方(計算)、単位、間隙比との関係について説明します。


圧縮係数、土被り圧、間隙比の詳細は下記が参考になります。

土質の圧縮係数とは?1分でわかる意味、計算式、グラフ、単位との関係

土被り圧とは?1分でわかる意味、読み方、計算と公式、地下水位がある場合

間隙比と間隙率の違いとは?サルでもわかる計算方法

圧縮指数とは?定義と求め方(計算)、間隙比の関係

圧縮指数(あっしゅくしすう)とは、横軸を対数目盛でとった土被り圧(土の重さ。土を圧密する圧力)の増加量と、縦軸を普通目盛りでとった間隙比の変化量の割合です。


このとき土被り圧と間隙比の関係は、下図に示す直線で表せます。この直線の傾きが圧縮指数Ccです。この直線を「e-logp曲線」といいます。


圧縮指数の定義と求め方


e-logp曲線とは?1分でわかる意味、圧縮指数との関係、圧縮係数とe-p曲線との関係は?


なお、圧縮指数Ccは下式で計算します。


圧縮指数Cc


e1、e2は間隙比、p1、p2は土被り圧です。なお横軸は対数目盛です。土被り圧の増加量を計算するときはp2-p1では無く、対数を考慮しましょう。


また横軸を普通目盛りでとると、下図のように、間隙比と土被り圧の関係は曲線になります。


間隙比の変化量Δeと土被り圧の変化量Δpの割合を「圧縮係数(あっしゅくけいすう)」といいます。


土の圧縮係数とグラフ


圧縮係数の詳細は下記が参考になります。

土質の圧縮係数とは?1分でわかる意味、計算式、グラフ、単位との関係


土被り圧と間隙比の関係を詳しく説明しましょう。土は堆積すればするほど圧密され、間隙が減ります。※土に含まれる間隙の体積を土粒子の体積で割った値が間隙比。


さらに、土が堆積すると「ある地点の土被り圧は増加」します。つまり「土被り圧が増加すると間隙比が小さくなる(間隙が減る)」ということです。


フワフワだった土が、土の堆積に伴い「かたく締まっていく」ことをイメージすれば良いでしょう。圧縮指数の値で「土がどのように圧密するのか」判断できます。


例えばCcが大きければ、少しの土被り圧の増加で圧密されることを意味します。


逆にCcが小さい(e-logp曲線の勾配が緩やか)場合、土被り圧が増加しても圧密が進行しない土かもしれません。


圧縮指数と聞くと難しそうですが、土被り圧と間隙比の関係に置き換えると単純です。下記も併せて勉強しましょう。

土被り圧とは?1分でわかる意味、読み方、計算と公式、地下水位がある場合

間隙比と間隙率の違いとは?サルでもわかる計算方法

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ/建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書:「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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圧縮指数の単位

圧縮指数の単位は無しです(無次元数)。圧縮指数は下式で算定します。


間隙比eは無次元数、分母の土被り圧の増加荷重も下式より無次元数になります。よって圧縮指数の単位も無次元数です。


圧縮指数の単位

まとめ

今回は圧縮指数について説明しました。圧縮指数とは、土被り圧の増加量(横軸に対数目盛)と間隙比(縦軸に普通目盛り)の変化量との関係です。


数式も大切ですが、土被り圧と間隙比の関係を理解しましょう。似た用語に横軸に圧縮係数があります。下記も勉強しましょうね。

土質の圧縮係数とは?1分でわかる意味、計算式、グラフ、単位との関係

間隙比と間隙率の違いとは?サルでもわかる計算方法

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