非排水せん断強さの求め方は？1分でわかる意味、一軸圧縮強度、粘着力との関係は？
この記事の要点
非排水せん断強さとはUU条件（非圧密非排水）で得られる飽和粘土のせん断強さで、φ＝0のためs＝c（粘着力）に等しく、一軸圧縮試験からc＝qu/2で求められる。
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非排水せん断強さとは、非圧密非排水条件（UU条件）で得られる飽和粘土のせん断強さです。
飽和粘土についてUU条件で三軸圧縮試験を行うときφ＝0になることが知られています。
よって、土のせん断強さs=c+σtanφよりs=c（せん断強さ＝粘着力）になります。
今回は非排水せん断強さの求め方、一軸圧縮強度、粘着力との関係について説明します。
土のせん断強さ、一軸圧縮強度の詳細は下記が参考になります。
土のせん断強さとは？τ=c+σtanφの求め方と砂質土・粘性土の違い
一軸圧縮強度（qu）とは？N値との換算・粘着力との関係・単位
非排水せん断強さの求め方は？
非排水せん断強さの求め方を下記に示します。sはせん断強さ、cは粘着力、σ1は最大主応力、σ3は最小主応力です。
また、σ1の主軸がｙ軸と一致しσ3＝0のとき、非排水せん断強さは
となります。さらに、後述する一軸圧縮試験では、一軸圧縮強度quと最大主応力σ1は一致するので
が得られます。なお、非排水せん断強さとは、飽和粘土の非圧密非排水条件（ＵＵ条件）におけるせん断強さです。
飽和粘土をＵＵ条件で三軸圧縮試験するときφ＝0になることが知られています。土のせん断強さsは「s=c+σtanφ」なので
・土のせん断強さs ⇒ s＝c
が得られます。土のせん断強さ、非圧密非排水条件（UU条件）の詳細は下記が参考になります。
土のせん断強さとは？τ=c+σtanφの求め方と砂質土・粘性土の違い
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非排水せん断強さと一軸圧縮強度、粘着力との関係は？
前述したように、土の圧縮試験を行う条件の１つに「非圧密非排水試験」があり、飽和粘土の非排水せん断強さは
・s＝c＝(σ1－σ3)/2
です。ここで側圧σ3を作用させない一軸圧縮試験を考えます。
飽和粘土における一軸圧縮試験は、せん断速度が速いため排水されず、三軸圧縮試験における非圧密-非排水試験と同等と考えられます。
一軸圧縮試験ではσ3＝0なので、前述の式に代入して
c＝σ1/2＝qu/2
が得られます。
quは一軸圧縮試験より得られた一軸圧縮強度です。上式より、粘着力cは一軸圧縮強度の1/2の値だとわかります。粘着力、一軸圧縮強度の詳細など下記も参考になります。
土の粘着力cとは？1分でわかる意味、求め方、単位、ｎ値との関係は？
一軸圧縮強度（qu）とは？N値との換算・粘着力との関係・単位
混同しやすい用語
排水せん断強さ
排水せん断強さは排水条件（CD試験など）で得られるせん断強さで、非排水せん断強さはUU条件（排水しない状態）で得られます。
飽和粘土ではUU条件でφ＝0となるため、非排水せん断強さ＝粘着力cとなる点が大きな違いです。
一軸圧縮強度（qu）
一軸圧縮強度quは試験で直接得られる最大圧縮応力であり、非排水せん断強さは「qu÷2」で求まります。
quそのものが非排水せん断強さではない点に注意してください。
非排水せん断強さの求め方を整理した表を示します。
| 比較項目 | 非排水せん断強さ（UU） | 排水せん断強さ（CD） |
|---|---|---|
| 排水条件 | 排水なし（非排水） | 排水あり |
| 内部摩擦角φ | φ＝0 | φ＞0 |
| せん断強さ | s＝c＝qu/2 | s＝c＋σtanφ |
まとめ
今回は非排水せん断強さについて説明しました。非排水せん断強さとは、非圧密非排水条件（ＵＵ条件）における土のせん断強さです。
非排水せん断強さsは粘着力ｃと一致し「s=c= (σ1－σ3)/2」から算定できます。さらに一軸圧縮試験の結果から「s=c=qu/2」が得られます。
土のせん断強さ、一軸圧縮強度の詳細など下記も勉強しましょう。
土のせん断強さとは？τ=c+σtanφの求め方と砂質土・粘性土の違い
一軸圧縮強度（qu）とは？N値との換算・粘着力との関係・単位
非排水せん断強さと粘着力の関係は？1分でわかる意味、求め方、cuとcの違いは？
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- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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