SoM2-2022S-1
テーマ
組合わせ応力と土の破壊規準
目標
以下を説明できるようになる
モールの応力円を利用した最大・最小主応力・最大主応力方向角の求め方
/takker-books/7.1 組合せ応力
粘性土のせん断強度定数(せん断抵抗角と粘着力)の求め方
/takker-books/7.2 Mohr-Coulombの破壊規準
SoM2-2022Sは、土圧、支持力、せん断強度がメイン
SoM1-2022Fの復習
土の密度の表現
cf. 土の3相モデル
塚本良道先生流の考え方
体積を、土粒子の体積$ V_sで無次元化した値で表す
土粒子の体積:$ 1
間隙の体積:$ e
間隙水の体積:$ eS_r
土全体の体積:$ 1+e
あとはこれらに(密度|単位体積重量)をかければ、(質量|重量)がもとまる
質量表記になれたほうがいい
土質試験では、パラメタをグラムで測る
これを使うと、土の単位体積重量に関する物理量を土の体積に関する比で簡単に表せるようになる
$ \gamma_t=\frac{W_t}{V_t}=\frac{W_s+W_v}{V_t}=\frac{1\cdot\gamma_s}{1+e}
$ \gamma_d=\frac{1\cdot\gamma_s}{1+e}=\frac{1}{1+e}\gamma_s
土の基本的物理量の変換式でやったことと似ているが、あちらのほうが煩雑だtakker.icon
基準にする指標を体積、重量、単位体積重量と、まちまちになっている
土粒子の体積を基準とした式だけに絞ったほうが混乱しにくいな
水平地盤中の応力状態
地下水位が下がると有効応力が増加するという事実が重要
地下水面より上(正確には毛管水帯)では、静水圧が0になる
水分が連続していないので、応力が伝播できない
地下水位の変化による地盤の応力状態の変化
これは図解したほうがわかりやすいtakker.icon
そのうちやる
知らなかったこと
水圧には「鉛直」をつけない
圧力の等方性より、どの方向でも圧力が一定だから
土の応力は異方性を持つので、区別する必要がある
まあ言われればわかるtakker.icon
湿潤状態の土に働く応力は、有効応力とは呼ばない
間隙水圧がないから
有効応力=粒子間応力なら、間隙水圧がなくても有効応力と呼んでもいいのでは?takker.icon
不飽和土だと有効応力原理が成立しないので、「全鉛直応力-間隙水圧」で定義される有効応力を用いることができない
不飽和土だと有効応力原理が成立しない
組合せ応力
要はCauchy応力tensorを直交座標系で成分表示しただけ
ポイント
土質力学の応力の符号
Mohrの応力円の導出
数式:等方-偏差分解を用いてMohr円を導出するを参照
力の釣り合いから応力tensorの座標変換式を求める
https://kakeru.app/92c67a81e8b62a738061391f1b47b792 https://i.kakeru.app/92c67a81e8b62a738061391f1b47b792.svg
やりなおし
https://kakeru.app/3d5e0070783d4c34b31f4c9b4523b094 https://i.kakeru.app/3d5e0070783d4c34b31f4c9b4523b094.svg
間違いの原因がわかった
$ \sigma_-=-\frac12(\sigma_v-\sigma_h)
定義が授業と逆だった
https://kakeru.app/9fc2c4f0bd7b30c94b4131e2214a6318 https://i.kakeru.app/9fc2c4f0bd7b30c94b4131e2214a6318.svg
Mohr円を描画するときは、$ \sigma_hとペアにする$ \tauの符号を反転させる
座標系を$ \pm\frac12\pi回転させると、Mohr円上で2つの応力状態を通る線が$ \pm\pi回転する
$ \pm\frac12\pi回転することで2つの応力状態が入れ替わることと対応している
#2022-09-16 08:24:39
#2022-09-15 10:22:05
#2022-08-12 20:07:38