一次圧密とは？
一次圧密は、土が持つ余分な水分が押し出されることで土が変形し沈下する現象です。これは土の中の空隙にある水が圧力によってゆっくりと抜け出し、その結果として土粒子が密に詰まるために起こります。
例えば、建物の重みで地面が押されると、押されて圧力がかかります。その圧力によって、土の中の水が隙間から排出されていきます。この過程が一次圧密です。
大事なポイントは、一次圧密の圧縮は水が押し出されることが原因で、土自体は壊れるわけではなくて、水が抜けた分だけ土が縮みます。
この圧密過程は比較的時間がかかり数日〜数年かけて進みますが、土の沈下において最初に起こる重要な現象です。
二次圧密とは？
二次圧密は、一次圧密が終わった後に土の粒子自体がゆっくりと変形し、さらに沈下が進む現象です。
これは土の中の粘土などの細かい粒子が圧力によって少しずつずれ動くことで起こり、そのため沈下が持続します。
二次圧密は、水が抜けることが原因ではなく、土粒子の間の構造変化（粒子の再配置や潰れ）が原因です。
この圧密は非常に遅く、ときには何年も何十年も続くことがあり、長期的な沈下の原因として重要です。
例えば、道路や建物が建った後も数十年かけて少しずつ沈下するのは、主にこの二次圧密によるものです。
一次圧密と二次圧密の違いを比較してみよう
簡単にまとめると、一次圧密は水が抜けて土の空隙が小さくなる過程で発生し、二次圧密は水が抜けた後の土粒子自体の変形で発生します。
下記の表で違いを確認してください。
| 区分 | 原因 | 期間 | メカニズム | 沈下の特徴 |
|---|---|---|---|---|
| 一次圧密 | 土中の過剰な間隙水の排出 | 数日～数年 | 水が圧力で押し出される | 比較的速やかな沈下 |
| 二次圧密 | 土粒子の塑性的変形や再配置 | 数年から数十年 | 粒子間の構造変化 | ゆっくりとした長期的な沈下 |
まとめ
土の沈下を理解するためには、この一次圧密と二次圧密のメカニズムの違いを知ることが重要です。建物や構造物の設計では、どちらも考慮する必要があり、特に長期的な影響を予測するときには二次圧密の影響を無視できません。
この２つの圧密を上手にコントロールし、適切な工法を選ぶことで安全で安心な建築が実現できます。
一次圧密で重要なのは、“間隙水（かんげきすい）”の排出です。実は土の中には小さな空気の代わりに水が詰まっていて、重みが加わるとこの水が押し出されます。ここが面白いのは、水が抜ける速さによって沈下の速度が変わること。だから工事の計画では、水が抜ける時間もちゃんと考えているんですよ。自然の世界の水の流れって、単なる水だけじゃなくて土の性質にも深く関係しているんですね！
自然の人気記事
