Friktionsvinkel

Friktionsvinkel, eller den inre friktionsvinkeln, är en geoteknisk parameter som beskriver hur stor friktionsresistansen hos en jordart är i förhållande till det effektiva normala trycket. Den följer oftast Coulombs friktionslag: skjuvstyrkan τ_f vid brott är τ_f = c' + σ'_n tan φ', där c' är kohesionen, och σ'_n är den normala effektiva stressen på brottytan. Den inre friktionsvinkeln φ' är därmed ett mått på jordens förmåga att motstå skjuvning under belastning, särskilt när vätskefasen påverkar friktionen.

Användning och tolkning: φ' är en av de centrala parametrarna i Mohr-Coulomb-kriteriet för skjuphållfasthet i jordar. Den skiljer sig ofta från den enkla friktionsfaktorn mellan två ytor, eftersom φ' huvudsakligen avser interaktionen inom jordmaterialet under effektiv stress. För vattenmättade jordar är φ' ett effektivt mått som används i design av grundläggningar, lutningar och översiktlig stabilitetsbedömning.

Mätning: φ' erhålls vanligast genom dränerade tester, som direkt skjuvtest eller triaxialt tryckprov. Vid brott plottas skjuvstyrka mot normal effektiv stress och en Mohr-Coulomb-envelope färdas genom data, där c' och φ' avläses. Vissa tester som vane- eller specialprov används för särskilda jordar eller villkor.

Variation och riktvärden: φ' varierar mellan jordarter och beror på densitet, struktur, fuktnivå och ålder. Som riktvärden är φ' omkring 30–40° för expectade sandjordar, cirka 35–45° för vissa grusfyllda jordar, medan leror ofta uppvisar bredare spridning och vanligtvis anger 15–35° beroende på plastiskitet och vattentillstånd. Det är viktigt att φ' används som ett effektivt stressberoende mått och att dess värde tolkas i rätt sammanhang.

Användningar: φ' är centralt vid beräkningar av lutningar, fundamenteringar och jordtrycksbedömningar för att uppskatta skjuvhållfasthet och stabilitet i geotekniska konstruktioner.