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体積ひずみとは?1分でわかる意味、求め方、単位、土の体積ひずみと圧縮性の関係は?

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体積ひずみとεvは、元の体積Vと体積の変化量ΔVとの割合です。よって、体積ひずみは「εv=ΔV/V」で求めます。例えば、土は圧縮すると土の間隙が排出され、元の体積から減少します。土の体積の減少量をΔVv、元の土の体積をVとすれば、土の体積ひずみε=ΔVv/Vです。今回は、体積ひずみの意味、求め方、単位、土の体積ひずみと圧縮性の関係について説明します。ひずみの詳細は下記が参考になります。

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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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体積ひずみとは?求め方は?

体積ひずみとは、元の体積に対する体積の変化量との割合です。体積ひずみは下式で求めます。εvは体積ひずみ、ΔVは体積の変化量、Vは元の体積です。


・εv=ΔV/V


また、体積を間隙比eで表すことを考えます。間隙比は土粒子の体積に対する間隙の体積との比率です。つまり、土粒子の体積を1と考えたときの、間隙の体積をeとするのです。土粒子の体積をVs、間隙の体積をVvとすれば


・e=Vv/Vs


より「土の全体積=Vs+Vv ⇒ 1+e」です。よって、体積ひずみを間隙比eで表すと


・εv=Δe/(1+e)


になります。ひずみ、間隙比の詳細は下記が参考になります。

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体積ひずみの単位は?

体積ひずみは無次元数なので単位は無しです。これは前述したように、体積ひずみは「体積の変化量÷元の体積」なので単位が打ち消し合います。ひずみの単位の詳細は下記をご覧ください。

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土の体積ひずみと圧縮性の関係は?

土の圧縮性とは、圧縮力により土の体積が減少(変化)する性質です。土の圧縮性を表す値として体積圧縮係数があります。体積圧縮係数mvの求め方を下記に示します。


・mv=εv/Δp


εvは体積ひずみ、Δpは土被り圧の増加量です。体積圧縮係数、間隙比の詳細は下記が参考になります。

体積圧縮係数mvとは?1分でわかる意味、計算式、圧縮係数との違いは?

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まとめ

今回は体積ひずみについて説明しました。体積ひずみとは、元の体積に対する体積の変化量との割合です。体積ひずみは無次元数のため単位は無しです。また、体積ひずみを用いて土の圧縮性を表します。ひずみ、体積圧縮指数の詳細など下記も参考になります。

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