一軸圧縮試験による変形係数e50の求め方は？1分でわかる意味、非排水せん断強さとの関係は？
この記事の要点
一軸圧縮試験による変形係数E50は「E50＝(qu/2÷ε50)×1/10」で求め、一軸圧縮強度quの半分における圧縮ひずみε50から土の弾性定数（変形係数）を算定する。
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一軸圧縮試験による変形係数e50は「e50=( qu/2/ε50)×1/10」から算定します。
quは一軸圧縮強度、ε50はqu/2時における圧縮ひずみです。一軸圧縮強度、変形係数の詳細など下記も勉強しましょう。
一軸圧縮試験とは？1分でわかる意味、供試体の寸法、粘着力、一軸圧縮強度
変形係数とは？1分でわかる意味、求め方、Ｎ値による推定、弾性係数との関係
一軸圧縮試験による変形係数e50の求め方は？
一軸圧縮試験による変形係数e50の求め方を下記に示します。
なお、一般にquはkN/㎡、E50はMN/㎡、εは％の単位を用いるため、単位換算のため下式のように1/10を掛け算して
と表すことも多いです。つまり、変形係数とは「土の弾性定数（ヤング係数）」に等しい値です。
一軸圧縮試験の試験結果（圧縮荷重、変位量）から、圧縮応力および圧縮ひずみを算定し、
圧縮応力σを縦軸、圧縮ひずみεを横軸にとると、一軸圧縮試験による応力ひずみ曲線が得られます。
応力ひずみ線図とは？1分でわかる意味、ヤング率と傾き、考察、書き方、脆性材料
このとき一軸圧縮強度quの半分の値（qu/2）における圧縮ひずみをε50と定義します。
フックの法則より物体は弾性範囲内であれば「σ＝Eε」の関係を示すので「E＝σ/ε」が得られます。
上図のように、原点Oから一軸圧縮強度（一軸圧縮試験で得られた最大の圧縮応力）quの半分の値を結んだ直線は、
応力ひずみ曲線と概ね近似しており、「E＝σ/ε」により変形係数を算定して問題ないことが分かります。
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変形係数とは？1分でわかる意味、求め方、Ｎ値による推定、弾性係数との関係
変形係数と非排水せん断強さとの関係は？
変形係数E50と非排水せん断強さquの関係式は下記の通りです。
一軸圧縮試験で得られた一軸圧縮強度quを土の非排水せん断強さとも言います。
これは、自立する粘性土における一軸圧縮試験を行う場合、uu（非圧密非排水）条件となるからです。
非排水せん断強さの詳細は下記が参考になります。
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？
混同しやすい用語
弾性係数（ヤング係数）
弾性係数（ヤング係数）は材料の弾性を表す定数で、一般にE＝σ/εで表されます。変形係数E50も同じフックの法則に基づきますが、一軸圧縮試験でqu/2時の値を用いて算定する土専用の弾性定数です。
応力ひずみ線図の傾き
応力ひずみ線図の傾き全体ではなく、変形係数E50は原点からqu/2の点を結んだ直線の傾きとして定義されます。全体の傾きと混同しないように注意してください。
一軸圧縮試験による変形係数e50を整理した表を示します。
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| qu | 一軸圧縮強度（最大圧縮応力） | kN/㎡ |
| ε50 | qu/2時の圧縮ひずみ | ％ |
| E50 | 変形係数（E50＝(qu/2÷ε50)×1/10） | MN/㎡ |
まとめ
今回は一軸圧縮試験における変形係数の求め方について説明しました。一軸圧縮試験による変形係数e50は「e50=( qu/2/ε50)×1/10」から算定します。
quは一軸圧縮強度、ε50はqu/2時における圧縮ひずみです。一軸圧縮強度、変形係数の詳細など下記も勉強しましょう。
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