クーロンの破壊基準（S=c+σtanφ）とモール・クーロン破壊基準の違い
この記事の要点
クーロンの破壊基準とは、土が破壊するときの条件を「s=c+σtanφ」で表した式です。切片が粘着力ｃ、傾きが内部摩擦角φの一次関数であり、この直線をクーロンの破壊線といいます。
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クーロンの破壊基準とは土が破壊するときの条件を表しています。クーロンの破壊基準の求め方は「S=c+σtanφ」です。
sは土のせん断強さ、ｃは粘着力、σは垂直応力、φは内部摩擦角です。
つまり、土に生じるせん断応力τが土のせん断強さに達するとき、土が破壊することを意味します。
今回はクーロンの破壊基準の意味、求め方、クーロンの破壊線、モールクーロンの破壊基準について説明します。
土のせん断強さ、モールクーロンの破壊基準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
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？
クーロンの破壊基準とは？求め方は？クーロンの破壊線とは？
クーロンの破壊基準とは下式に示すように、粘着力ｃと垂直応力σ、せん断抵抗角φで表す式です。
クーロンの破壊基準は土のせん断強さを表しており、すなわち、せん断応力τがsに達すると土が破壊することを意味します。
なお、土のせん断試験（一面せん断試験）を、３通り以上の垂直応力を作用させて、
σとせん断強さ（試験体が破壊時のせん断応力）の関係について、縦軸をせん断応力、横軸を垂直応力とする座標にプロットします。
すると、下図のような直線が得られます。
上図の直線が、クーロンの破壊基準と概ね一致するものであり、これを「クーロンの破壊線」といいます。
上図のように、クーロンの破壊基準は切片が粘着力ｃ、傾きがφの一次関数であり「σtanφ」の項は、垂直応力σに比例することがわかります。
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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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は、前述に示したクーロンの破壊基準と、モールの応力円から得られる破壊包絡線を併せた破壊基準です。
モールクーロンの破壊基準を用いれば、土の破壊時の断面、垂直応力、せん断応力が得られます。モールクーロンの破壊基準、モールの応力円の詳細は下記が参考になります。
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？
混同しやすい用語
モール・クーロンの破壊基準
モール・クーロンの破壊基準とは、クーロンの破壊規準にモールの応力円を組み合わせた破壊規準です。
クーロンの破壊線に接する応力円から破壊時の応力状態や破壊面の角度を求めることができます。
これに対してクーロンの破壊基準は「s=c+σtanφ」という式そのものを指し、土のせん断強さを粘着力と内部摩擦角で表したものです。
クーロンの破壊基準を整理した表を示します。
| 項目 | 記号 | 意味 |
|---|---|---|
| せん断強さ | s（またはτf） | 土が破壊するときのせん断応力 |
| 粘着力 | c | 土粒子間の結合力（切片） |
| 内部摩擦角 | φ | せん断抵抗角（傾き） |
まとめ
今回はクーロンの破壊基準について説明しました。クーロンの破壊基準とは、土の破壊するときの条件を表しており「S=c+σtanφ」で求められます。
土に生じるせん断応力τがｓに達するとき、土は破壊します。土のせん断強さ、モールクーロンの破壊基準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
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？
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- 2017年12月に当HPが書籍化。
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- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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試験での問われ方｜管理人の一言
試験では「クーロンの破壊基準の式s=c+σtanφの各記号が何を意味するか」がよく問われます。
sはせん断強さ、cは粘着力、σは垂直応力、φは内部摩擦角（せん断抵抗角）と正確に覚えておきましょう。