土の強度定数とは？1分でわかる意味、強度定数の求め方と試験方法、土のせん断強さの求め方は？

この記事の要点

土の強度定数とは、土のせん断強さを支配する「内部摩擦角φ」と「粘着力c」の2つの定数です。乱さない試料を用いた一軸・三軸圧縮試験や一面せん断試験によって求められ、強度定数が大きいほど支持力の高い良い地盤といえます。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

土の強度定数とは、土のせん断強さを支配する定数である「内部摩擦角φ」と「粘着力c」をいいます。強度定数は乱さない試料を用いた室内試験により測定します。試験方法に「一軸圧縮試験、三軸圧縮試験、一面せん断試験」があります。今回は土の強度定数の意味、強度定数の求め方と試験方法、土のせん断強さの求め方について説明します。土のせん断強さ、乱さない試料の詳細は下記が参考になります。

土のせん断強さとは？1分でわかる意味、求め方、砂質土のせん断強さ、粘土の非圧密非排水せん断強さとは？

乱さない試料とは？1分でわかる意味、採取方法、不攪乱試料の読み方、乱した試料との違い、土質試験との関係は？

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

土の強度定数とは？

土の強度定数とは、土のせん断強さを支配する定数で

・内部摩擦角（せん断抵抗角）φ

・粘着力c

のことです。後述しますが、上記のφ、cの値が大きいほど「土のせん断強さsも大きく」なります。よって、構造物の支持地盤としては、土の強度定数が大きいほど「良い地盤である」といえます。内部摩擦角、粘着力の詳細は下記が参考になります。

内部摩擦角とは？1分でわかる意味、ざっくり地盤の特性を知る5つのTIPs、n値との関係

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？

強度定数の求め方と試験方法は？

土の強度定数は「乱さない試料」を用いて室内試験を行い「測定」します。試験方法の一覧を下記に示します。

・一軸圧縮試験

・三軸圧縮試験

・一面せん断試験

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

三軸圧縮試験とは？1分でわかる意味、供試体、試験法、uuとcdの違い

一面せん断試験と粘着力の関係は？1分でわかる意味、粘着力、せん断抵抗角の求め方は？

上記の中でも「三軸圧縮試験」は、あらゆる土（砂質土、粘性土など種類は問わない）について試験可能ですが、試験自体が難しくなります。また、三軸圧縮試験は排水状態を制御可能で

・非圧密-非排水試験

・圧密-非排水試験

・圧密-排水試験

が行えます。詳細は下記をご覧ください。

uu試験とは？1分でわかる意味、目的、cd試験、cu試験との違いは？

cu試験とは？1分でわかる意味、cuバー試験との違い、uu試験、cd試験との違いは？

cd試験とは？1分でわかる意味、目的、uu試験、cu試験との違いは？

土のせん断強さの求め方は？

土のせん断強さsの求め方は

・s＝c+σtanφ

です。cは粘着力、σは垂直応力、φは内部摩擦角です。土のせん断強さの詳細は下記が参考になります。

土のせん断強さとは？1分でわかる意味、求め方、砂質土のせん断強さ、粘土の非圧密非排水せん断強さとは？

混同しやすい用語

土のせん断強さ

土のせん断強さとは、土が破壊するときの最大せん断強度そのものの値（s=c+σtanφ）です。地盤が実際に持つ強さの「結果」に当たります。

これに対して土の強度定数とは、せん断強さを決定する「定数」であるφ（内部摩擦角）とｃ（粘着力）を指します。強度定数は試験で測定し、せん断強さを計算するための入力値です。

試験での問われ方｜管理人の一言

試験では「土の強度定数の種類」や「強度定数を求める試験方法」が問われます。強度定数はφ（内部摩擦角）とc（粘着力）の2つ、試験方法は一軸・三軸圧縮試験・一面せん断試験の3種類をセットで覚えましょう。

土の強度定数を整理した表を示します。

強度定数	記号	主な適用地盤
内部摩擦角	φ（度）	砂質土（粒子間摩擦が主体）
粘着力	c（kN/m2）	粘性土（粒子間結合力が主体）
測定試験例	一軸・三軸圧縮試験、一面せん断試験	乱さない試料を使用