強度増加率って何なの?
初等的な土質力学の教科書には載っているが、限界状態モデルなどを説明している文献に当たるとパタリと姿を消す意味不明なやつtakker.icon なんなの?そんなに重要じゃないの?それとも実務向けの指標なの?
厳密に同じかとも思っていたのだが、どうやら強度増加率は全応力による定義っぽいので違いそう 対象の土
調査過程
定義なし、参考にならない
家にあるかな……?
手書き
あまり関係なさそう
強度増加率自体の説明はない
全文検索では見つからなかった
$ \frac{c_u}{p'}で定義してる?
あ~~~もう$ p'なのか$ pなのかわからん!!!takker.icon
関係あるかも
解く
CUC条件を想定
$ (p_0'/\mathrm{kPa},q_f/\mathrm{kPa})=(100,120),(200,240)
初期は等方圧密状態だから、$ p_0=p_0'
側圧一定なので、$ \sigma_{r\bullet}=p_0
$ q_\bullet=|\sigma_{a\bullet}-\sigma_{r\bullet}|
$ =\sigma_{a\bullet}-\sigma_{r\bullet}
$ \because三軸圧縮条件
$ p_\bullet=\frac13(\sigma_{a\bullet}+2\sigma_{r\bullet})
$ =\frac13(q_\bullet+\sigma_{r\bullet}+2\sigma_{r\bullet})
$ =\frac13q_\bullet+\sigma_{r\bullet}
$ =\frac13q_\bullet+p_0
$ p_f'=p_f-u_f=p_f-\frac12q_f=\frac13q_f+p_0-\frac12q_f=p_0-\frac16q_f
$ \Mu=\frac{q_f}{p_f'}=\frac{q_f}{p_0-\frac16q_f}
これだけだと$ \Mu=\rm const.とは言えないが、実験事実から一定になることが知られている
$ m=\frac{c_{cu}}{p_0'}=\frac{q_f}{2p_0}
計算
$ \therefore(p_f'/\mathrm{kPa},q_f/\mathrm{kPa})=(100-20,120),(200-40,240)
$ = (80,120),(160,240)
$ \therefore\Mu=\frac{120}{80}=\frac{240}{160}=\frac32
$ \therefore m=\frac{120}{200}=\frac{240}{400}=\frac35
$ \Mu,mともに一定値になる
$ (p_0-\frac16q_f)\Mu=q_f
$ \iff p_0\Mu=q_f(1+\frac16\Mu)
$ \iff q_f=p_0\frac{\Mu}{1+\frac16\Mu}
$ m=\frac{q_f}{2p_0}=\frac12\frac{\Mu}{1+\frac16\Mu}
もっと一般化して、どの状態の時までこれを示せるのか調べたいtakker.icon
正規圧密状態かは問わない
任意の応力経路で変形させ、$ (q_f,p_f',v_f)で破壊したとする
$ \Mu=\frac{q_f}{p_f'}=\rm const.
正規圧密線$ \left.v\right|_{q=0}=N-\lambda\ln p' 限界状態線$ \left.v\right|_{q=\Mu p'}=\Gamma-\lambda\ln p' $ N>\Gamma
過圧密状態のときはここからずれる
$ \lambdaは応力比$ \frac{q}{p'}に依存しない
$ N,\Gammaを応力比$ \frac{q}{p'}の函数$ \chiとして一般化しておく
$ N=\chi(\frac{0}{p'})=\chi(0)
$ \Gamma=\chi(\Mu)
状態境界面$ v:(q,p')\mapsto\chi(\frac{q}{p'})-\lambda\ln p' $ \chiに線型補間$ \chi(q,p')=\chi(0)+\frac{\chi(\Mu)-\chi(0)}{\Mu}\frac{q}{p'}を代入するとCam-clayモデルに、非線型補間$ \chi(q,p')=\chi(0)+\frac{\chi(\Mu)-\chi(0)}{\ln2}\ln\frac{\Mu^2+\frac{q^2}{{p'}^2}}{\Mu^2}を代入すると修正Cam-clayモデルになる $ p_f'を限界状態線で表す
$ v_f=\chi(\Mu)-\lambda\ln p_f'
$ \iff \ln p_f'=\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}
$ \iff p_f'=e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}
強度増加率$ mは
$ m=\frac{\frac12q_f}{p_0'}
$ =\frac12\Mu\frac{p_f'}{p_0'}
$ =\frac12\frac{\Mu}{p_0'}e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}
$ v_f,p_0'によって変化するのかtakker.icon
一定になる条件を探る
載荷前が正規圧密状態だったならば、正規圧密線から$ p_0'を$ v_0\ (=v(0,p'))で表せる $ m=\frac12\Mu\frac{e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}}{e^{\frac{\chi(0)-v_0}{\lambda}}}
$ =\frac12\Mu e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}-\frac{\chi(0)-v_0}{\lambda}}
$ =\frac12\Mu e^{\frac1\lambda(\chi(\Mu)-\chi(0)-v_f+v_0)}
CU条件の場合、$ v=\rm const.だから $ =\frac12\Mu e^{\frac1\lambda(\chi(\Mu)-\chi(0)-v_f+v_f)}
$ =\frac12\Mu e^{\frac{\chi(\Mu)-\chi(0)}{\lambda}}
やった~
めっちゃすっきりしたtakker.icon*3
過圧密粘土の強度増加率が一定になることは言えない?takker.icon
より一般化できないか?
$ \mathrm dm=-\frac12\frac{\Mu}{{p_0'}^2}e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}\mathrm dp_0'-\frac12\frac{\Mu}{p_0'}e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}\frac{\mathrm dv_f}{\lambda}
$ = -\frac12\frac{\Mu}{p_0'}e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}\left(\frac{\mathrm dp_0'}{p_0'}+\frac{\mathrm dv_f}{\lambda}\right)
$ = -\frac12\frac{\Mu}{p_0'}e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}\mathrm d\left(\frac{v_f}{\lambda}+\ln p_0'\right)
$ = -\frac12\frac{\Mu}{\lambda p_0'}e^{\frac{\chi(\Mu)-v_f}{\lambda}}\mathrm d\left(v_f+\lambda\ln p_0'\right)
へー。つまり$ v_f+\lambda\ln p_0'=\rm const.なら強度増加率が一定になるのか
正規圧密状態で開始した場合
$ v_f+\lambda\ln p_0'=v_f+(\chi(0)-v_0)
$ =(v_f-v_0)+\chi(0)
$ v_f-v_0=\rm const.、つまり載荷開始時と限界状態時の比体積の差が常に一定なら、強度増加率も一定になる
CU条件は$ v_f-v_0=0=\rm const.だから強度増加率が一定になる $ v_f=\chi(\Mu)-\lambda\ln p_f'による変形
$ v_f+\lambda\ln p_0'=\chi(\Mu)+\lambda\ln\frac{p_0'}{p_f'}
$ \frac{p_0'}{p_f'}=\rm const.なら強度増加率が一定になる
というか、$ m=\frac12\Mu\frac{p_f'}{p_0'}だから当然だtakker.icon
あんまり意味のない変形だった
これビンゴかも
例題もある
過圧密比$ \mathrm{OCR}:=\frac{p_c'}{p_0'} $ v=\chi_{oc}(\frac{q}{p'})-\kappa\ln p'
$ c_{ocu}=c_{cu}\mathrm{OCR}^{1-\frac{\kappa}{\lambda}}
c_uを使って$ \frac{c_u}{p}としていた 理解が半端なときのメモだから、おそらく誤りtakker.icon
定義がちゃんとわかりそうな文献
$ c_u=mp_0(7.27)
わかったtakker.icon
飽和粘土の状態には正規圧密と過圧密状態があることは先に述べた。正規圧密と過圧密状態にある飽和粘土は,非排水三軸圧縮試験で異なる挙動を示す。ここでは正規圧密粘土について取り上げる。
図 7-36 は,さまざまな等方圧密圧力$ \sigma_0'にある飽和した正規圧密粘土の非排水三軸圧縮試験のが$ p'-q図(有効応力経路)を示している.この図において,圧密による強度増加率 $ m を,等方圧密圧力$ p'-qに対する非排水せん断強さ$ c_uの比として、次式により定義する。
$ m=\frac{c_u}{\sigma_0'}=\frac{q_\mathrm{max}/2}{\sigma_0'} (7.80)
図7-36 に示すように,正規圧密粘土の有効応力経路はほぼ相似している。これから圧密による強度増加率$ mは,ほぼ一定となる.つまり,圧密圧力が2倍に増えると,非排水せん断強さも2倍に増えることになる。
わからないこと
破壊時の平均有効応力との比ではないのか?
剪断前っぽいなーtakker.icon