三軸テストの基本原則は何ですか？

三軸試験は、制御されたストレス条件下での土壌の強度と変形挙動を評価するために、地盤工学で最も基本的で広く使用されている実験方法の1つですそのコア原理はシンプルでありながら強力です。実際の地面条件をシミュレートするために、3方向すべての土壌サンプルに圧力をかけることです。この記事では、基本原則、セットアップ、ストレスメカニズム、および三軸テストのエンジニアリングの重要性について説明します。

三軸テストの紹介

そのコアでは、三軸テストは、土壌が複数の方向からの圧力にどのように反応するかを測定し^、エンジニアがいつ変形または故障するかを理解するのに役立ちます。テストには次のことが含まれます。

• ラテックス膜に円筒形の土壌サンプル^2を含む。
• すべての側面から圧力が均等に適用される三軸チャンバー内にそれを配置します
• 土壌が故障するまで、追加の垂直（軸）応力を適用します

結果は、財団、壁、斜面、堤防の設計に不可欠なせん断強度^3を。

基本原則：

このテストでは、土壌サンプルが以下をどのように反応するかを評価します。

• 閉じ込め圧（土壌の深さ/重量のシミュレーション）。
• 軸方向負荷（構造的または環境負荷のシミュレーション）。

重要なコンポーネントとセットアップ

ストレスを正確に適用して測定するには、三軸テストでは、次の正確なセットアップ^4が。

1。土壌標本

• 円筒形の形状、通常は直径38 mm、高さ76 mm。
• ラテックス膜に囲まれて、閉じ込め液から分離します。

2。三軸細胞

• 水または油を使用してサンプルの周りに等圧（σ₃）を適用する密閉室

3。ローディングシステム

• ピストンは、垂直応力（σ₁）サンプルを圧縮します。

4。センサーと測定デバイス

• LVDTS（変位センサー） ⁵垂直変形を測定します。
• 孔圧力トランスデューサーは、内部の水圧（飽和土壌）を監視します。
• 荷重セルは適用された力を追跡します。

標準構成テーブル

このセットアップにより、意味のある土壌行動分析に不可欠な、 in-situストレス条件の正確なシミュレーション

応力の適用と測定

三軸テストは、 2つの主なタイプのストレス。

1。閉じ込め圧（σ₃）

• 標本の周りの液体を介して横方向に適用されます。
• 周囲の土壌からの過負荷圧力を模倣します

2。軸応力（σ₁）

• ピストンを介して垂直に塗布します。
• 建物や交通などの構造からの負荷を表します

有効な応力原理

飽和土壌の場合、効果的なストレスをが重要です。

[\ sigma '= \ sigma - u]

どこ：

• （\ sigma '）=有効なストレス
• （\ sigma）=完全なストレス
• （u）=細孔水圧

ストレスパスと障害

• 軸応力と閉じ込め応力の違いは、偏差応力（σ₁ - σ₃）。
• この逸脱したストレスが土壌のせん断強度に達すると、故障が発生します。

キー出力パラメーター

このテストはジオテクニカルデザインのためにストレスストレイン曲線とMoHR円の

地盤工学で三軸テストが重要な理由

三軸テストは、信頼性が高く、繰り返し可能な汎用性の⁶

1。安全な基礎設計

• ベアリング容量⁷と決済動作を決定します。
• 浅い基礎と深い基礎を選択するのに役立ちます。

2。勾配安定性分析

• せん断強度を評価し、斜面を切断します。
• 地滑りまたは勾配の故障のリスクを特定します。

3。トンネリングと地下作品

• 周囲の土壌または岩のストレス再分配を分析します
• トンネルサポートシステムの設計に役立ちます。

4。地震工学

• 細孔圧力の蓄積と液化リスクを評価する⁸ 。
• 地震耐性構造の設計に使用されます。

エンジニアリングアプリケーションテーブル

土壌の強さ、変形、および故障メカニズムを理解することにより安全で費用対効果が高く、長期にわたる構造を設計できます。

結論

三軸試験の基本原理は、制御された応力を土壌サンプルに適用して、その強度と変形の挙動を。標準化されたセットアップと正確な測定を通じて地盤工学分析の基礎のままでありインフラストラクチャ、勾配、および基礎設計における重要な決定を導きます。その汎用性、精度、および実用的な価値により、現代のエンジニアリングでは不可欠です