三軸圧縮試験と一軸圧縮試験の圧縮強度結果の差

質問

建築士独学中です。

「普通コンクリートの三軸圧縮応力下の圧縮強度は、一軸圧縮応力下の圧縮強度よりも大きい」
とありました。
なぜこのような差が生まれるのでしょうか？

三軸は一軸と違い供試体の側面からも圧縮する試験ですが、
RC造の柱やプレストレストコンクリートのように軸圧縮力が作用することでせん断強度が増すのと同じ理由なのでしょうか？

回答No.1

k_riv · ベストアンサー

多分、考え方は、
一軸圧縮の場合、当然ですが、圧縮方向に縮みます。
このとき、試験体の体積を変化させないために、圧縮方向に直角の方向に膨張します。
このときの圧縮力と直角方向の変形を関係付けいるものがポアソン比です。また、こういう性質をテンソルと言います。

三軸圧縮の場合、特定のある１圧縮方向に注目すると、
当該圧縮方向に縮むと同時に、他方向の圧縮により当該圧縮方向に膨張します。

結果的に、

当該圧縮方向の変形量＝圧縮方向そのものの縮み量－他方向の影響による膨張量

となり、同じ圧縮力に対し、一軸の場合より三軸の方は変形が少ないことになります。

試験体の強度と変形の関係は、フックの法則より線形の関係にあるので、破壊耐力＝破壊変形となるためには、
三軸の方がより大きな圧縮力によって、一軸と同じ変形を得る必要がある、となり、
＞＞「普通コンクリートの三軸圧縮応力下の圧縮強度は、一軸圧縮応力下の圧縮強度よりも大きい」
が成り立ちます。

と言うことだと思います。

お礼

お礼が大変遅くなりましたがご回答ありがとうございます。
テンソルについては大学の教授が熱く語っていたので非常に懐かしい響きです。その時はかなり意味不明でしたが・・
アバウトな理解ですが、変形量→力の大きさが決定付けられるってことなんですね。

それにしても試験法によって測定値が異なるなら、それらの整合性を持たせるために、補正による換算方法を考案したらよいのではないか、と安易に思ったりもしたのですが、そんなうまくもいかないのでしょうね。