正規圧密:
$$S = \frac{C_c}{1+e_0}H_{dr}\log_{10}\!\frac{\sigma'_{v0}+\Delta\sigma}{\sigma'_{v0}}$$時間係数・圧密度:
$$T_v = \frac{c_v t}{H_{dr}^2},\quad U = 1 - \sum_{m=0}^{\infty}\frac{2}{M^2}e^{-M^2 T_v}$$M = (2m+1)π/2
テルツァーギ圧密理論に基づき、正規圧密/過圧密粘土の最終沈下量・t50・t90をリアルタイム計算。圧縮指数や圧密係数を変えて沈下挙動を直感的に把握できます。
正規圧密:
$$S = \frac{C_c}{1+e_0}H_{dr}\log_{10}\!\frac{\sigma'_{v0}+\Delta\sigma}{\sigma'_{v0}}$$時間係数・圧密度:
$$T_v = \frac{c_v t}{H_{dr}^2},\quad U = 1 - \sum_{m=0}^{\infty}\frac{2}{M^2}e^{-M^2 T_v}$$M = (2m+1)π/2
建築物・構造物の基礎設計:高層ビルや橋脚を軟弱粘土層の上に建設する際、数十年にわたる沈下量とその速度を予測します。過大な不同沈下を防ぐため、基礎の形状や場所を決定する重要な計算です。
道路・盛土の施工計画:軟弱地盤上に道路を建設する場合、工事完成後の沈下により路面が凹凸になるのを防ぎます。プレロード(事前載荷)工法では、この計算に基づいて必要な載荷重量と期間を決定します。
埋立地の安定性評価:廃棄物処分場や港湾の埋立地では、埋め立て荷重による長期的な沈下を予測し、覆土や排水設備の設計に活用します。沈下が終了するまでの管理期間の目安にもなります。
地盤改良効果の検討:サンドドレーン工法などで地盤改良を行う場合、排水長Hdrを短く設定することで圧密期間がどの程度短縮されるかをシミュレーションし、工法選択やコスト比較の基礎データとします。
まず、「圧密係数 cv は土質定数だから、地盤が決まれば変わらない」と思いがちですが、実はそう単純じゃないんだ。この値は、実は試験方法や応力レベルによって結構ばらつくことがある。例えば、同じ粘土でも、室内圧密試験で求めたcvと、現場の観測結果から逆算したcvが1桁も違うことだって珍しくない。だから、シミュレーターでcvをいじる時は、「この値はあくまで目安。実務では複数の方法で検証する必要がある」という意識を持っておこう。
次に、初期間隙比 e₀ と排水長 Hdr の設定ミス。e₀はボーリングで採取した「乱されていない」試料を使って正確に求めるのが大前提。現場をよく知らずに適当な値を入れると、沈下量が数倍も違ってくる。排水長Hdrも要注意だ。単純な単面排水(水が上か下の一方にしか抜けない)なら地層厚さそのものだけど、上下両面から水が抜ける両面排水なら、その半分がHdrになる。例えば厚さ10mの粘土層が上下の砂層に挟まれているなら、Hdr = 5mだ。これを間違えると、t90の予測時間が4倍も狂う($$t \propto H_{dr}^2$$だからね)。
最後に、「過圧密」の判定は慎重に。先行圧密応力σ'cを過去の地盤履歴から推定するのは、地盤調査の醍醐味でもあり難しさでもある。OCR(過圧密比)= σ'c / σ'v0 が1より少し大きいだけで「過圧密」と判定してCsを使うと、実際より沈下量を過小評価してしまう危険がある。特に、自然堆積した粘土でも少し圧密が進んでいることはよくあるので、判定には圧密試験の結果(e-logσ'曲線の形状)をよく見て、総合的に判断することが大事だよ。