わかりやすい地質百科
砂の安息角と内部摩擦
安息角（angle of repose）とは、地盤工学会発行の土質工学用語集には、“自然にとりうる土の最大傾斜角で、乾燥した粗粒土の場合は高さに関係しないが、粘性土の場合は高さに影響されるので、安息角は一定の値にならない”と説明されている。
この粗粒土（砂）の性質を利用して、砂山の安息角を測定することにより、内部摩擦角を推定することができる。
図－1 応力の状態
図－1に示した応力状態の時、斜面が安定するには、すべり力Ｔと抵抗力Ｓの間に、Ｔ≦Ｓの条件が成り立つ必要がある。
これを展開すると、以下のようになる。
- Ｗ･SINβ≦Ｗ･COSβ･TANφ
- TANβ≦TANφ
- φ≧β
すなわち、内部摩擦角φは斜面勾配β以上の値であり、安全率1.0の極限状態では内部摩擦角φは斜面勾配βと等しくなる。
砂の安息角（安定勾配）の測定例
乾燥した砂を自然落下させる。
砂山の勾配βを測定する。