公園の砂場。
　子供の遊び場です。

　でも、大人の勉強の場としも活用できます。
　山を作ってトンネルを掘ったら、なぜ崩れない？
　グラウンドアーチ効果だね。
　とか。

　そんな感じで、今回、砂質土の内部摩擦角φについて考えてみました。
　内部摩擦角とえいば、土質定数のひとつです。
　土のせん断強度を支配する、内部摩擦角φと粘着力ｃのうち、φの方です。
　土質定数には、

　　・単位体積重量γ
　　・内部摩擦角φ
　　・粘着力ｃ

　が、有名？です。
　そのほかにも圧密係数や変形係数など、多種多様な定数があります。
　詳しくは、道路土工　擁壁工指針や道路橋示方書　下部工編等を見てください。

　ここでは、簡単、極めて簡単に、学ぶ方法を示しました。
　砂場です。
　何の変哲もない、砂場。
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　この砂場の砂。砂質土は、かなり砂質土です（笑）
　何言ってんの？！って？
　そうね、言いたいのは、粘性土分が殆ど無い、砂分が優勢の砂質土と言いたかった。
　純粋な砂では無いですよね。
　直径2mm以上の粒は、礫に分類されます。
　また、僅かでしょうが、砂より小さい、コロイドやシルト、粘性土分もわずかには入っています。
　なので、砂、では無く砂質土、と言われるのです。
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　こんな風に、上からその砂質土をすくってジャンジャン山にしてみてください。
　どんどん高くなっていきます。
　そりゃそうだ（笑）
　この時、注意するのは、乾いた状態であること。
　僅かな湿り気であれば、まぶしているうちに乾きます。
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　しならく盛ると、こんな山になります。
　どうでしょう、いくら上から砂質土をかけても、なかなか高さが出なくなりませんか？？
　どんどん横へ横へ砂質土が流れていく。

　コレです。
　この時の山の傾斜、これが内部摩擦角φニアリーなのです。
　あくまでも、粘着力ｃが無いと仮定した状態ですよ！
　
　どうです？３０°あるいは３５°くらいの範囲内の勾配（角度）ではないでしょうか？
　つまり、この砂質土の内部摩擦角φは、そのくらいの数値になるという事です。
　ですから、それ以上の勾配になると崩れる。
　それ以上の勾配になろうとすると崩れる。
　結果、内部摩擦角φとニアリー勾配に落ち着く。
　と、いう訳です。

　よって、砕石なんかを同様に山にすると、３５°から４０°くらいの勾配（傾斜）になるはずです。
　つまり、内部摩擦角φ＝３５°～４０°です。
　
　ちなみに、道路土工　擁壁工指針に、埋め戻す土あるいは盛土の材料としての土の定数として内部摩擦角φが示されています。

　その数値が、砂質土のφ＝３０°
　　　　　　　礫質土のφ＝３５°
　
　と、示されています。
　合いませんか？
　砂場の実験の結果と？
　礫質土を盛った山の勾配を知りたければ、港湾等にある砂利、砂ストックヤードの山を見るといいですよ。
　って言っても、そうは無いですが。。。。
　そういったエリアは採石場も含めて危険エリアなので、近づかない方がいいです。
　まぁ、そこは砂場の砂（φ＝30°）で、満足してくださいな。　


　理解できましたか？
　あくまで、遊びレベルの理解の方法ですが、だいたい妥当だと思いますよ。
　
　じゃあ、なんで、下に示した写真のように、直掘りできる？　
　あるいは、プリンカップでプリン状に盛れる？　
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　答えは、水分です。
　水の粒子が砂の粒子間に入り、接着効果を発揮しているのです。
　疑似的な粘着力みたいなもんです。
　なので、乾いたら、徐々に崩れていくはずです。

　面白いでしょ？
　こんな感じで、基礎的な事を学ぶと、案外、身に着くもんですよ。
　細かいことを言い出したら、ツッコミどころ満載です。
　あくまで、イメージを学ぶための話なので、そこは大目にみてね。
　三軸試験だの土粒子の試験だの言いだした、キリがないですから。

　最後に、
　砂場で遊ぶ大人が居たら、それは技術屋が土質を勉強しているのかも知れませんね（笑）


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