圧密
圧密は、粘土のように水を含みやすい地盤の上に建物や道路の重みがかかると、土の粒の間にある水が時間をかけて押し出されていき、地面が少しずつ沈んでいく現象です。砂と違って粘土は水が抜けるのが遅く、沈下が数年から数十年続くことがあるため、軟弱地盤の工事では事前の対策が欠かせません。
セクション別の図解
粘土層の上に荷重が置かれ、土粒子のすき間から水がゆっくり抜ける断面が描かれています。
圧密は、荷重で間隙水が押し出され、粘土地盤が少しずつ縮む現象です。砂地盤より時間がかかる点が基本です。
[現象] 圧密は、粘土層に荷重がかかり、土粒子の間の水が時間をかけて押し出されることで起こります。排水が進むほど地盤は少しずつ沈下します。
左に圧密、右に即時沈下が並べられ、どんな土質で起きるか、どのくらいの時間がかかるか、水の動きがあるかという 3 つの観点で比較されています。
圧密は粘土のように水を含みやすい地盤で起こり、水がゆっくり抜けながら数年単位で地面が沈み続けます。一方、即時沈下は砂や締まった土で起こり、荷重を受けた瞬間に土の粒がギュッと変形して終わる短時間の沈下です。時間の長さと水の排出の有無が、両者を分ける中心です。
圧密は、粘土層の間隙水が荷重で時間をかけて押し出され、地盤が少しずつ沈む現象です。砂のような即時変形とは異なり、排水と時間が重要になります。
地盤の断面図に、土の粒の間にある水の圧力 (間隙水圧 u) と、土の粒同士が直接支え合う力 (有効応力 σ') が色分けで描かれ、時間が経つと水の圧力 u が減り、その分だけ土の粒の力 σ' が増えていく流れが矢印で示されています。
Terzaghi (テルツァギ) の圧密理論によると、地盤全体にかかる力 (全応力 σ) は、最初は水と土の粒が分担して受け止めますが、時間とともに水が排水されて水の圧力 u が下がり、その分の力が土の粒側 (有効応力 σ') に移っていきます。これが σ'=σ−u という関係式の意味です。水が抜ける道のりが短く、土が水を通しやすいほど、この移り変わりが早く進み、圧密が早く終わります。
関連用語
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