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最終圧密沈下量の求め方は?1分でわかる意味、e-logp法と間隙比の関係、単位、mv法、cc法の計算方法は?

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最終圧密沈下量とは、ある荷重により生じる圧密により起きる最終的な沈下量です。


圧密は時間の経過と共にゆっくり沈下し、やがて沈下は落ち着きます。


よって、最終圧密沈下量は経過時間tが∞になるときの沈下量ともいえます。


今回は最終圧密沈下量の求め方、意味、e-logp法と間隙比の関係、単位、mv法、cc法の計算方法について説明します。


圧密沈下、一次元圧密の詳細など下記も参考になります。

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最終圧密沈下量の求め方は?e-logp法と間隙比の関係は?

最終圧密沈下量の求め方としてはe-logp法が一般的に用いられます。


e-logp法は間隙比の変化と沈下量の対応から算定します。


Hは粘土層の層厚、Δeは間隙比の変化量、eは初期状態の土の間隙比、e1は増加有効応力Δp'による変化後の間隙比です。


最終圧密沈下量のe-logp法


下図をみてください。初期状態および増加荷重作用時における土の構成図を示しました。


下図より、増加荷重による間隙比の変化量はΔe、初期状態の間隙比eと増加荷重作用後の間隙比e1との関係は「Δe=e-e1」だとわかります。


最終圧密沈下量の求め方と間隙比の関係


間隙比e=Vv/Vsであり、すなわち、間隙比とは土粒子の体積を1と考えた時の、間隙の体積を「比率」により表しているだけです。


土の圧密による沈下は、間隙に含まれる水や空気の排出により生じます。


つまり、間隙比の減少は「間隙の体積の減少」であり、沈下量と対応することがわかります(※一次元圧密、テルツァーギの圧密理論等も参考)。

一次元圧密とは?1分でわかる意味、テルツァーギの圧密方程式とは?

テルツァーギの圧密理論とは?一次元圧密の基礎方程式の誘導方法は?


よって、最終沈下量Scと層厚Hの比率「Sc/H」、間隙比の変化量Δeと土の体積を間隙比で表したもの1+eの比率「Δe/(1+e)」は等しくなるので


最終圧密沈下量の求め方


が得られます。上記をScについて解けば、前述に示した最終沈下量の式が得られます


なお、後述するように最終圧密沈下量の求め方には、mv法、cc法があります。圧密沈下、間隙比の詳細は下記が参考になります。

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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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最終圧密沈下量の単位は?

最終圧密沈下量の単位はcm、m、mmのような長さの単位です。その都度、値がわかりやすくなる単位を用いればよいですが「cm」を使うことが一般的です。

最終圧密沈下量のmv法、cc法の計算方法は?

最終圧密沈下量Scのmv法、cc法の計算方法を下記に示します。


mvは体積圧縮係数、Hは粘土層の層厚、Δp'は増加した有効応力、e0は初期状態の間隙比、p'0は初期状態の有効応力、p'1は圧密進行時のある時点での有効応力です。


最終圧密沈下量のmv法

最終圧密沈下量のcc法1


mv法、cc法の詳細は下記が参考になります。

最終圧密沈下量のmv法とは?1分でわかる求め方と公式、意味、cc法の公式は?

最終圧密沈下量のcc法とは?1分でわかる求め方と意味、mv法の求め方は?

まとめ

今回は、最終圧密沈下量の求め方について説明しました。最終圧密沈下量の求め方は一般に「Sc=HΔe/(1+e)」などを用います。


Δeは間隙比の変化量、eは初期状態の間隙比、Hは粘土層の層厚です。圧密沈下、mv法、cc法の詳細は下記が参考になります。

圧密沈下とは?1分でわかる意味、原因、即時沈下の違い、粘性土との関係

最終圧密沈下量のmv法とは?1分でわかる求め方と公式、意味、cc法の公式は?

最終圧密沈下量のcc法とは?1分でわかる求め方と意味、mv法の求め方は?

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