Den jord dilatans fenomen beskriver variasjonen i volumet observert i granulære materialer når de utsettes for skjærkraft. Denne effekten ble først beskrevet vitenskapelig av Osborne Reynolds i 1885-86.
I motsetning til de fleste andre faste materialer, har et komprimert granulært materiale en tendens til å utvide seg ( utvide i volum) når det skjæres. Dette kommer av sammenfiltringen av kornene i komprimert tilstand: disse kornene har derfor ikke muligheten for å omorganisere seg ved å skyve enkelt. Når kornklyngen lastes, er det et fenomen med buing mellom nærliggende korn, noe som gir en utvidelse av prøven. På den annen side begynner den å komprimere i stedet for å ekspandere under skjæring når den komprimerer et opprinnelig løs granulært materiale . Et granulært materiale sies å utvide seg hvis volumet øker under økende skjær og trekker seg sammen hvis volumet synker når skjæret øker.
Ekspansjon er en eiendom som er vanlig for jord og sand . Vi kan se manifestasjonen av det i sporene vi etterlater når vi går i sanden. Avtrykket utvides når det tørker, og porevannet fyller rommet mellom sandkornene.
Utvidelse er et gjenstand for studier for reologer , men er en del av det mer generelle feltet jordmekanikk .
Utvidelsesfenomenet kan observeres i en enkel skjærprøve på en tett sandprøve. I de tidlige stadiene av deformasjon reduserer forvrengningen den relative volumvariasjonen; men når spenningen nærmer seg toppverdien, øker den relative variasjonen i volum igjen. Ved å skyve skjæren langt nok ender jordprøven med et større volum enn den opprinnelig okkuperte.
Den relative volumøkningen er veldig avhengig av jordens tetthet: Generelt, jo tettere jordprøven er, desto mer følsom er volumendringen for skjæring. Det er også blitt observert at vinkelen på intern friksjon avtar når den effektive normale spenningen avtar .
Forholdet mellom utvidelse og intern friksjon blir noen ganger representert billedlig av "sagtann" -modellen, hvor utvidelsesvinkelen er analog med vinkelen på tennene med den horisontale. På bakgrunn av en slik modell kan det vises at for en ikke-ekspanderende jord er den tilsynelatende indre friksjonsvinkelen lik ekspansjonsvinkelen pluss friksjonsvinkelen.
Utvidelsen forklarer at vinkelen på intern friksjon øker med jordens inneslutningshastighet, til den når et maksimum (toppverdi), men da avtar plutselig: denne sammenbruddet av den interne friksjonen av utvidende sand må absolutt tas. regnskap i strukturer (fyllinger, brygger og fundamenter eller tunneler).