土の単位体積重量

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NEXCO設計要領 第一集 1-47である、飽和度の場合は10kN/m3,不飽和土の場合は9kN/m3を差引いた値とするということは、1-48の表の単位体積重量は飽和重量ということなのでしょうか。道路橋示方書では水中重量は湿潤重量-9kN/m3となるのでそちらとの整合性が図れるのかが知りたいとこです。

コメント

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 土質力学では、飽和度(Sr)は、
 Sr=Vw/Vv・・(1)
 ここに、Vv:間隙の体積[m3]
     Vw:間隙水の体積[m3]
で定義され、地下水位以下では、Sr=1と仮定されています。地下水位以上では不飽和、すなわち、01でないと説明がつきません。これは、早大 小峯教授から助言されました。現設計基準では、当研究は反映されるに至っていない。
となり、これは、Terzaghiが提唱した、土粒子が骨格を形成して土粒子間に働く有効応力(σ'[kN/m2])の原理
 σ'=σ-u・・(3)
 ここに、σ:全応力[kN/m2]
     u:間隙水圧[kN/m2]
に対応します。

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 地下水位以上では不飽和、すなわち、0<Sr<1です。土の水中単位体積重量(γsub[kN/m3])は、アルキメデスの原理により土粒子が押し退けた地下水
の重量に等しいため、
 γsub=γsat-γw・・(2)
 ここに、γsat:土の飽和単位体積重量[kN/m3]
     γw:地下水の単位体積重量≒10kN/m3
       私は、運河横断の実務で、NaClを含む海水の場合、10.3kN/m3を用いて竣工しました。
       「足立格一郎:土質力学」では、帯電した粘土の細孔中の間隙水は、(極性分子のため)静電気力により、密度が1.6Mg/m3にもなり、Sr>1で
       ないと説明がつきません。

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要領を発行したNEXCOに聞くのが正しい

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 恐らく、これまで、道示では地下水位以下でも不飽和土の場合を想定し、表解8.7.2の欄外に、地下水位以下では表中の湿潤単位体積重量γtから9 kN/m3を引いた値とするとしているが、飽和していないと、液体中の物体に作用する圧力は等方等圧であるPascalの原理に基くア
ルキメデスの原理に拠る式(2)は成り立たず、東工大 北詰教授もこれをおかしいと話された。
 土圧の算定に当たり、もし、地下水位以下で、不飽和がB値等により計測される条件では、γtから算定することになり、飽和土では表中に
飽和単位体積重量γsatを記して、γsatから9.8kN/m3、または、トンネル標準示方書シールド工法編により、土圧の不確定さに因る誤差が、g
を10 m/s2に丸める誤差よりも大きいとして、γw≒10kN/m3を引いた値で算定し、NEXCOによる設計要領、日本道路協会による道示は、合
理的な改定が必要と判断する旨を、2019/2/11に日本道路協会に、当link先と共に質問として送りました。