三軸試験での土壌障害の種類は何ですか？

地盤工学では、三軸テストは土壌がストレス下でどのように振る舞うかを理解するための強力なツールです。このテストの最も洞察に富んだ結果の1つは、土壌がどのように失敗するかを。この記事では、視覚的特性、基礎となるメカニズム、工学的意味合いなど、三軸テスト中に観察される土壌障害の主なタイプを

せん断障害（脆性障害）

せん断障害（脆性破損¹密な砂、乾燥粘土、硬い土壌で最も一般的に観察されるモードです。この場合、土壌は個別のせん断平面に沿って故障します。これは、最大せん断応力のため、垂直軸まで約45°

重要な特性：

• ピークストレス後の強度の突然の喪失。
• きれいで明確に定義された故障平面の形成² 。
• 最小限の体積変化（乾燥または密な土壌）。
• 高摩擦と低耐性に関連付けられています。

エンジニアリングの意味：

• 脆性反応を示します説明されていない場合、斜面や基礎の壊滅的な失敗につながる可能性があります
• 逸脱したストレスを制限する設計が必要です。

膨張障害

膨らみの破損は、柔らかい粘土または飽和した細粒の土壌^で発生し、標本はきれいなせん断平面を形成せずに横方向に膨張します。標本の中央部分は外側に膨らみ、故障は本質的に徐々に延性します。

重要な特性：

• 均一な横方向の膨張を伴う丸い標本。
• 目に見えるせん断平面はありません。
• 塑性変形に関連する⁴ 。
• 低閉じ込め圧力および非排水条件下で発生します。

エンジニアリングの意味：

• 突然の破損なしに変形する延性材料^5を示します
• 長期的な和解と保守性を評価するのに役立ちます。

ローカライズされた障害（せん断バンディング）

せん断帯域⁶とも呼ばれますが、変形が狭いゾーンに集中し、しばしば目に見えるが不規則なせん断帯。過剰接合された粘土や密なシルトなど、ピーク強度の後に柔らかくなる土壌では一般的です

重要な特性：

• 狭い斜めのせん断ゾーンの形成。
• ピーク後の強度⁷を伴う 。
• せん断ひずみは、均等に広がるのではなく局所化します。
• 初期のテスト段階で検出するのは困難です。

エンジニアリングの意味：

• 勾配の安定性を損ない、地滑りリスクを増加させる可能性のあるひずみ軟化挙動^8を示します。
• 設計における補強または排水制御の必要性を強調しています

圧縮障害（軸の分割）

セメント化または構造化された土壌を使用した場合、一部の三軸テストでは軸方向の分割によって故障が発生します。この圧縮障害は、標本が対角線せん断表面を形成するのではなく、垂直に分割するカラムの座屈

重要な特性：

• 軸に沿って垂直亀裂または分割
• 、セメントまたは軽く結合した土壌で発生します。
• 低い横方向サポートに関連付けられています（低いσ₃）。
• せん断平面形成はほとんどありません。

エンジニアリングの意味：

• 材料が脆い岩やセメント構造。
• 、引張の分割と亀裂伝播を考慮する必要があります。

結論

三軸試験における土壌障害のタイプは、せん断強度、延性、ひずみ挙動に関する重要な情報を明らかにしています。せん断障害、膨らみ、せん断バンド、または軸方向の分割など、各障害モードは、エンジニアが土台、勾配、およびインフラストラクチャの設計を土壌のユニークな特性に合わせて調整するのに役立ちます。これらの障害タイプを理解することで、地質工学的ソリューションが強力ではなく、安全で回復力があります。