同一粒子配列の標準砂におけるセン断弾性係数, セン断強度と垂直応力, 水因垂直応力の関係

Abstract

斜面の安定問題を考える場合, 土の強度及び変形を規定するセン断弾性係数が, 土中深度によって如何なる分布を示すか, 或は地下水面の存在や水分状況によってどの様に変化するかを知ることは極めて重要である。そこでこれらの問題について精度よく調べるために, 繰り返しセン断により砂を弾性状態 (変形に際しても粒子配列が変わらない状態) にして, 同一粒子配列下において垂直応力とセン断弾性係数, セン断強度の関係について調べ, これらが直線関係にあることを実験的に検証した。また, 砂粒子の表面についた毛管水の表面張力による凝集力 (セン断に際しては垂直応力と同じ働きをする) を水因垂直応力と呼び, この力がセン断弾性係数, 強度にどの様な影響を及ぼすかについても同様に粒子配列が変わらない状態で実験を行った。その結果, 砂が不飽和から飽和へ変わることによる水因垂直応力の減少によってセン断弾性係数, セン断強度が低下することを検証した。

When we consider a slope stability, it is quite important to know how the modulus of shearing elasticity (which prescribe the intensity and deformation of sand) is distributed at each depth or how it changes in presence of the ground-water level or the moisture of sand. Then (to examine about this problem with high accuracy) we repeated the SHEARING many times and made the ELASTIC CONDITION of sand----the condition under which particle arrangement never changes at its deformation----and proved the next thing by experiments. That is to say, at the same arrangement of particles, the relation between the normal stress and the modulus of shearing elasticity or the shearing strength give the essentially straight lines. We also called the cohesive stress of the capillary water 'Hydro-normal Stress' (which is adhered to the surface of sand particle and perform the same task as the normal stress in the case of shearing) and made an experiment under the conditions of the same arrangement of particles as a clue to elucidate the effect of this stress for the modulus of shearing elasticity or the shearing strength. As the result of this experiments, we proved the next thing. The modulus of shearing elasticity or the shearing strength decrease due to the reduction of the hydro-normal stress which reduce by the change of sand condition (non saturated state to saturated state).