間隙水圧とは?地盤の安全を左右する水の力をやさしく解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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間隙水圧とは?地盤の安全を左右する水の力をやさしく解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


はじめに

間隙水圧とは、土や岩の孔の中にある水の圧力のことです。地盤は土粒子と水が混ざってできており、水は時間の経過や外からの荷重の影響を受けて圧力をもちます。これを間隙水圧と呼び、地盤の安定性を左右する重要な要素です。

間隙水圧が生まれるしくみ

地下には地下水が存在し、雨水や地下水位の変化が地盤の水圧に影響します。静かな状態では地下水は重力に従って垂直に圧力をかけますが、急な荷重がかかったり排水がうまくいかなかったりすると、孔の水圧が上がります。水の圧力は土の間を押し広げる力になるため、地盤の強さを下げる原因にもなりえます。

地盤の強さと間隙水圧の関係

地盤の強さは「有効応力」という考え方で表されます。有効応力とは、地盤が実際に荷重に対してどれだけ抵抗できるかを表す力です。間隙水圧が高いと 有効応力が小さくなり、土は滑りやすくなり、沈下や崩壊のリスクが高まります。つまり間隙水圧が大きいほど、地盤は弱く感じやすいのです。

用語の定義

間隙水圧
土の孔の中の水の圧力のこと。地盤の安定性に直接影響する重要な指標です。
有効応力
地盤が荷重に対して実際に抵抗する力。間隙水圧が増えると有効応力が下がります。

測定と現場での実践

現場で間隙水圧を測る道具として「ピエゾメーター」や「ピエゾメータ」が使われます。地盤の中に管を入れてその場の水圧を測定することで、現在の水圧を把握します。

測定だけでなく、対策も大切です。代表的な方法には以下があります。

  • 排水を良くすることで水を地盤から抜きます。
  • 排水孔を増やすことで水が抜けやすくします。
  • 地盤改良を行い、土の締まりを良くします。
  • 基礎を深くすることで荷重を分散させます。

身近な例と影響

ダムの基礎や斜面の設計では、間隙水圧を正しく考えることがとても大切です。大雨の後や地震後には地盤の水圧が急に変化することがあり、沈下や滑りのリスクが高まります。現場では水の流れをコントロールし、適切な排水設計を行うことが求められます。

要点のまとめ

間隙水圧は地盤の強さを左右する重要な水圧であり、測定と排水・改良によって安全を守ることができます。

<th>状況
水圧の影響
豪雨や雪解け水による地下水位上昇間隙水圧が上がり沈下・滑りのリスクが増える
排水が不十分な地盤水が抜けず有効応力が小さくなる
地震時の急激な荷重瞬間的に間隙水圧が増加し、破壊の可能性が高まる

このように間隙水圧を理解することは、建物の基礎設計や土木工事の安全性につながります。専門家は現場の状況に合わせて適切な対策を提案します。


間隙水圧の同意語

間隙水圧
土壌の孔隙に満たされた水が外力に応じて生じる圧力。地盤の有効応力の計算や安定性評価において重要な指標です。
孔隙水圧
間隙水圧と同義の表現。孔隙内の水が持つ圧力を指します。
孔隙圧
孔隙水圧の略称。孔隙内の水の圧力を短く表現します。
ポア圧
英語の pore pressure の日本語表現で、孔隙内の水の圧力を指します。
ポア圧力
ポア圧の正式表現。孔隙内の水の圧力を意味します。
孔隙内水圧
孔隙内の水の圧力を表す言い換えです。
間隙内水圧
間隙内の水の圧力を表す言い換えです。

間隙水圧の対義語・反対語

有効応力
間隙水圧を控除した後に土粒子の骨格が実際に受ける荷重。総応力から間隙水圧を引いた値で、地盤の安定性を判断するうえで重要な概念です。
固体間圧力
土粒子同士が接触を介して伝える圧力。間隙水圧が水の圧力であるのに対し、こちらは土の骨格自体が荷重を支える力を指します。
総応力
地盤にかかる全体の荷重のこと(水圧を含むすべての応力成分の総和)。間隙水圧を含む状態として、対比的に捉えられることがあります。
負の間隙水圧
間隙水圧が0より小さい状態。水が土粒子を引っ張るような作用となり、締固めを促す方向に働く場合があります。
間隙空気圧
間隙に存在する空気の圧力のこと。水圧(間隙水圧)とは別の流体圧として、飽和度や含水状態が異なる場面で意識されます。
マトリクスサクション
非飽和土で見られる、間隙水圧が負の方向へ働く状態を指す概念。毛細管力などにより土を引っ張る力として働きます。
間隙水圧ゼロ
間隙水圧が0の状態。孔隙内に水の圧力がなく、地盤が水圧をほとんど受けていない条件を表します。

間隙水圧の共起語

過剰間隙水圧
地盤内の水圧が静水圧を超えた状態。地震や荷重の影響で発生し、地盤の強度を低下させる原因の一つです。
静水圧
静止した地下水が作る圧力で、間隙水圧の基礎となる成分です。
孔隙水圧
孔隙内の水がかけている圧力。間隙水圧と同義で、地盤力学で重要な指標です。
ピエゾメータ
間隙水圧を測定するための測定機器。地盤内の水圧を連続的に記録します。
間隙水圧計
間隙水圧を測定する機器の総称。現場での実測に用います。
液状化
間隙水圧が高まることで地盤がほぼ液体のように振る舞い、地盤強度が急激に低下します。
有効応力
有効応力は地盤が抵抗を発揮する際の実効的な圧力で、間隙水圧の変化に影響を受けます。
地盤沈下
過剰間隙水圧の変化や抜水に伴い地盤が沈下する現象です。
透水係数
地盤が水をどれだけ速く透過させるかを示す指標。間隙水の流れに直結します。
地下水位
地下水の現在の高さを示す指標。水圧の基準になる要素です。
水頭差
水頭の差によって生じる圧力差のこと。間隙水圧分布の要因になります。
飽和土
孔隙が水で満たされている土壌。間隙水圧が特に重要となるケースが多いです。
動的間隙水圧
地震や振動などの動的荷重によって発生する間隙水圧の急激な変化です。
孔隙水
孔隙に存在する水のこと。間隙水圧の対象となる水相を指します。
地盤工学
地盤の挙動や安定性を研究・設計する土木の分野です。
地下水圧
地下水が地盤に及ぼす圧力の別表現。間隙水圧と関係が深い概念です。

間隙水圧の関連用語

間隙水圧
土壌の毛管孔に満たされた水がもつ圧力。飽和状態の土では間隙水圧が有効応力や沈下・せん断強度に大きく影響します。
有効応力
土粒子の間で実際に荷重を支える力。総応力 σ から間隙水圧 u を引いた値で、地盤の沈下・せん断強度を決定づけます。
総応力
地盤に作用する全体の応力。重力・荷重・地圧などを含み、間隙水圧と有効応力の基礎となる。
テルザヒ有効応力原理
飽和・不飽和を問わず、有効応力は総応力から間隙水圧を引いた値で決まる、という地盤力学の基本原理。
飽和土
孔隙が水で満たされた状態の土。間隙水圧が土の挙動を左右します。
不飽和土
孔隙に水と空気が混在する状態の土。マトリクス吸力が有効応力に影響します。
吸力
不飽和土で孔内に生じる負圧(引張りのような圧力)。粒子間の結合を強くし、有効応力を高めることがあります。
マトリクス吸力
不飽和土の孔内負圧を指す専門用語。水分の吸着力によって土の安定性や強度に寄与します。
マトリクスポテンシャル
水のポテンシャルの一部で、毛細現象による吸力を含む水のポテンシャル。土壌水の挙動を理解する際の指標。
水頭
水の高さに応じて生じる圧力頭。ピエゾ・水位頭などとして表現され、間隙水圧 u は通常 γ_w × h で表されます。
水頭差
ある位置間の水頭の差。間隙水圧の空間分布を表す指標として使われます。
水位頭
水位の高さから導かれる圧力頭。現場の水位条件を反映します。
ピエゾメータ
間隙水圧を現場で測る測定器。井筒型やスタンドパイプ型などがあり、地盤の水圧を直接測定します。
圧力計
水圧を測定する一般的な計測器。ピエゾメータと組み合わせて使われることが多いです。
透水係数
水がどれだけ通り抜けやすいかを示す材料の特性。透水係数が大きいと間隙水圧の分布が急になります。
透水試験
定頭・定水頭・落下頭などの方法で透水係数を求める試験。間隙水圧の発生・拡散にも関連します。
不排水条件
排水を許さず間隙水圧が内部で蓄積される条件。三軸試験などで用いられ、沈下・せん断が起こりやすくなります。
排水条件
水が排出できる条件。間隙水圧の発生が抑えられ、沈下挙動が異なる。
三軸試験
円筒状の試料を三軸で荷重して地盤の強度・変形を評価する実験。不排水条件下で間隙水圧の発生を観察します。
液状化
飽和した砂層で地震動などにより間隙水圧が急上昇し、有効応力が低下して地盤が液体のように振る舞う現象。
圧密
地盤中の間隙水が排出されることで体積が縮小する現象。沈下の主要な原因のひとつ。
二相系
土は固体と水(時には空気)からなる二相系。間隙水圧は水相の力として現れる。
地下水位
地下水が表面より高い位置まで来ている水位。間隙水圧の基準値となる。
水理地質
地下水の分布・流れ・圧力を扱う地質分野。地盤工学と連携して間隙水圧を解析します。
水理ポテンシャル
水のポテンシャル(圧力頭+位置頭を含む)を用いて水の動きを表す概念。
水圧勾配
間隙水圧の空間的変化の度合い。Darcyの法則では水の流れは勾配に比例します。

間隙水圧のおすすめ参考サイト


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