土質・材料

ダイレイタンシー (だいれいたんしー / dilatancy)

ひとことで言うと

土がせん断を受けてずれるときに、体積が膨らんだり縮んだりする性質です。

ダイレイタンシーは、土がせん断力を受けて変形するときに、体積が変化する性質のことです。密に詰まった砂では、粒子どうしが乗り越えながらずれるため、体積が膨らむ正のダイレイタンシーが生じます。反対に、ゆるい砂では、ずれることで粒子が隙間に落ち込み、体積が縮む負のダイレイタンシーが生じます。水で満たされた土で、水が出入りできないほど速くせん断されると、体積の変化が妨げられ、代わりに土の中の水の圧力が変化します。ゆるい砂で水の圧力が上がり強度が失われる現象が液状化です。また、細粒土を見分ける際には、湿った土を手のひらで振動させて表面に水が浮き出るかを見る方法があり、シルトの判別の手がかりとして使われます。波打ち際の砂を踏むと周りが一瞬乾いて見えるのもこの性質によるものです。

実務での使い方

砂や細粒分の多い砂を盛土に使う場合、締まり具合によって地震時や振動に対する挙動が変わることを理解しておく必要があります。現場で土質を見分ける際、湿った土を振動させて水が浮くかを見る方法は、シルト質の土を判別する手がかりになります。

注意点・よくある誤解

ダイレイタンシーは砂だけの性質ではなく、粘性土でも生じます。締まった土が膨らみ、ゆるい土が縮むという傾向は同じですが、現れ方は土の種類や条件によって異なります。

よくある質問

液状化とダイレイタンシーの関係は?

ゆるい砂が地震の揺れでせん断を受けると、体積が縮もうとする負のダイレイタンシーが働きます。水が逃げられない状態では体積が縮めない代わりに水の圧力が上がり、粒子どうしのかみ合いが失われて液状化が起こります。

出典・参考

国土技術研究センター

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