変形係数とポアソン比

私は変形係数（この場合は地盤反力係数のほうが良いか？）を設定する際には、αE0で統一しています。この辺しっかり記載していないと、設計者に伝わりませんからね。今日も隣で迷われた方がいましたので、その話をしていました。

さて、孔内水平載荷試験で変形係数を設定する際に、土砂の場合はポアソン比νを仮定しますよね。そのことについても時々問い合わせがありますが、そこは深く考えなくてもでも良いのではないか？と思っています。その理由は以下の通りです。

• 三軸応力状態で有効応力、ひずみε=0を仮定すると、静止土圧係数K0=σh’/σv’=ν/(1-ν)となる。K0=0.5のとき、ν=1/3=0.33となるので、これが排水材料（砂）の場合の0.33の導出でしょう。
• 軸対象三軸圧縮では体積変化ΔV=0の場合、ポアソン比νmax=0.5となるため、これが非排水材料（飽和粘土）の場合の0.5の導出だと思います。
• 厳密には孔内水平載荷試験は平面ひずみ状態の試験であり、三軸応力状態ではありません。したがって、上記の値を適用するのは（経験的に施工上問題が発生しなくても）理論的には間違い。（理論上、ポアソン比は孔内水平載荷試験自体から求められます。ユニークな方法を深川先生がご提案されています。）
• また、地盤調査の方法と解説に掲載されている変形係数E算定式は理論的に誤っています。（岩盤のプレッシャーメーター試験方法（地盤工学会）では理論式となっています。）
• このように、現状では①適用できないポアソン比や②理論式でなく経験式で変形係数を求める仕様となっています。
• さらに、変形係数は③ひずみレベルと④拘束圧に依存します。しかし、①～④を無視した経験上の設計手法が確立されています（建築の指針では補正の指摘あり）。
• そのため、上記理論背景を認識した上で基準通り0.5、0.33を使用して良いのではないかと考えています。

ちなみに孔内水平載荷試験で直接求められるのはせん断剛性率Gであり、νの仮定を必要としません。岩盤のプレッシャーメーター試験方法では算定時の孔壁圧力、ひずみレベルとそれに対応したGの報告義務があります。
なぜ岩盤だけが理論式になったのかはわかりませんが、従来設計との整合性も考えられたのかもしれません。