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破壊包絡線とは?1分でわかる意味、クーロンの破壊基準とは、モールクーロンの破壊基準との関係は?

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破壊包絡線とは、3通り以上の側圧を作用させて試験体が破壊したときのモールの応力円と接する包絡線です。側圧を変化させて三軸圧縮試験を行い、試験体破壊時の主応力(σ3、σ1)を測定します。このときσ3を大きくするほど、試験体が破壊する時のσ1も大きくなれば、破壊包絡線は傾きをもち、すなわちクーロンの破壊基準と同様の直線が得られます。今回は破壊包絡線の意味、クーロンの破壊基準とは、モールクーロンの破壊基準との関係について説明します。クーロンの破壊基準の詳細は下記が参考になります。

クーロンの破壊基準とは?1分でわかる意味、求め方、クーロンの破壊線、モールクーロンの破壊基準とは?

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破壊包絡線とは?

破壊包絡線とは、試験体が破壊するときのモールの応力と接する包絡線です。下図は破壊包絡線を直線で表していますが、必ずしも直線とは限りません。


破壊包絡線


土の試験体について三軸圧縮試験を行い、側圧(拘束圧でx、y方向に作用する)σ3を変化させて試験体が破壊するときのσ1(z方向に作用する圧縮力)を測定します。


下図をみてください。内部摩擦角φ>0となる土ではせん断強さsは傾きφを持つため、土が破壊するときのσ1は、σ3の増加に伴い大きくなります(直線sと接するためにモールの応力円の直径が大きくなる)。


クーロンの破壊基準とモールの応力円

クーロンの破壊基準とは?

クーロンの破壊基準とは、土の破壊する時の条件の1つです。クーロンの破壊基準の求め方を下記に示します。cは粘着力、σは垂直応力、φは内部摩擦角です。下式は直線で表され、cは切片、φは直線の傾きです。


クーロンの破壊基準


土に生じるせん断応力が、上式で算定されるせん断強さsに達するとき、土は破壊することを意味します。クーロンの破壊基準の詳細は下記をご覧ください。

クーロンの破壊基準とは?1分でわかる意味、求め方、クーロンの破壊線、モールクーロンの破壊基準とは?

モールクーロンの破壊基準との関係は?

モールクーロンの破壊基準とは、前述に示したモールの破壊包絡線およびクーロンの破壊基準を組み合わせた破壊基準です。クーロンの破壊基準に接するようなモールの応力円を描くことで、破壊時の応力や破壊面の角度が得られます。詳細は下記をご覧ください。

モール・クーロンの破壊基準とは?1分でわかる意味、クーロンの破壊線とモールの応力円との関係は?

まとめ

今回は破壊包絡線について説明しました。破壊包絡線とは、3通り以上の側圧を作用させて試験体が破壊したときのモールの応力円と接する包絡線です。モールクーロンの破壊基準、モールの応力円など下記も参考になります。

モール・クーロンの破壊基準とは?1分でわかる意味、クーロンの破壊線とモールの応力円との関係は?

モールの応力円とは?1分でわかる意味、導出、主応力の求め方は?

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