なぜ三軸テストを行うのですか？

地質工学では、ストレスの下で土壌がどのように振る舞うかを理解することは、安全で信頼できるインフラストラクチャを構築するための基本です。この目的で最も信頼できるツールの1つは、三軸テスト。しかし、なぜ私たちはそれをするのですか？簡単に言えば、三軸テストにより、エンジニアは制御された実験室の設定で実際のストレス条件を複製する設計の基礎から斜面の障害の予測まで、このテストは、ほぼすべての主要な土壌関連のエンジニアリング決定をサポートするデータ。

実際の条件下で土壌強度を理解する

土壌はあらゆる状況で同じように動作しません。重い荷重の下、湿った状態、または深い地下では、その強度と変形の特性が変化します¹ 。三軸テストは、以下を適用することにより、これらのバリエーションをシミュレートするのに役立ちます。

• 周囲の土壌荷重を表すために圧力^2を
• 構造または自然力を模倣する軸方向の応力
• 排水条件。

、建物、堤防、トンネルなど、土壌サンプルが³と同様の応力経路

三軸テストのシミュレートされた応力シナリオ

ラボで現実を模倣することにより、三軸テストは、単純な野外検査では明らかにできない土壌の行動に関する洞察を提供します。

設計の重要なパラメーターの決定

三軸テストを実行する主な理由の1つは、設計計算に直接影響する重要な土壌強度パラメーター⁴

• 凝集（C） ：土壌粒子の内部結合。
• 摩擦角（φ） ：粒子間のスライドに対する抵抗。
• 孔水圧（U） ：土壌の毛穴内の水の影響。
• 応力 - ひずみの挙動：荷重下で土壌がどのように変形するか。

、Mohr-CoulombとAdvanced Constitutive Models ⁵にフィードし、エンジニアが計算するのに役立ちます。

• ベアリング能力
• 勾配の安定性
• 壁の圧力を保持します
• 決済予測

例：三軸テストからのパラメーター出力

、構造的障害を防ぎ、インフラストラクチャの長期的なパフォーマンスを確保するために不可欠です

さまざまな土壌の種類と条件を評価します

すべての土壌は異なって動作します。柔らかい粘土、濃い砂、シルト⁶にはそれぞれユニークな特徴があります。、さまざまなストレスと排水条件の下でこれらの土壌がどのように動作するかを評価するのに役立ちます⁷ 。

さまざまな土壌から学ぶこと

• 粘土：プラスチックの変形を示し、孔水圧に敏感です。
• シルト：適度にまとまりがあり、排水と圧縮に敏感です。
• 砂：密集した状態では、枯渇（せん断中に体積増加）を示します。
• 砂利：剛性と強度をテストするより大きなサンプルサイズが必要です。

土壌タイプの比較テーブル

閉じ込めの圧力と飽和レベル⁸の下でのテストは、広範囲の現実世界のシナリオ。

高度な土壌モデルとシミュレーションをサポートします

最新の地盤工学分析では、土壌構造の相互作用を予測するために、有限要素モデリング（FEM）のような数値シミュレーションこれらのモデルには、信頼できる入力パラメーターが、その多くは三軸テストから直接生まれます。

三軸データはサポートしています：

• 構成モデリング：負荷下での非線形動作のシミュレーション。
• 応力経路分析：周期的または段階的な負荷での土壌反応の理解。
• 高度なモデルのキャリブレーション：修正されたカムクレイや硬化土壌モデルなど。

ジオテクニカルソフトウェアでのデータの使用

詳細な応力 - ひずみおよび細孔圧力応答を提供することにより、三軸テストは、仮想環境で複雑な地盤工学の問題をモデル化するために不可欠です

結論

ストレス下での土壌行動に関する最も包括的で実世界の洞察を提供するため、三軸テストを行います。重要な強度パラメーターの決定から、土壌反応の評価と高度なシミュレーションの動力まで、このテストは最新の地盤工学の基礎。精度、安全性、設計の信頼性が重要な場合、三軸テストは、足の下にあるものを理解するための頼りになる方法です。