技術士一次 力学ノート

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平成28年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-3 を解説、正のダイレイタンシーは膨張

平成28年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-3は、土のダイレイタンシーに関する穴埋めの問題です。4つの空欄に入る語句の組合せとして最も適切なものを選びます。

この問題のポイント

この問題は、ダイレイタンシーの符号と体積変化の向きが結びついているかを問うものです。引っかけの核心は何がダイレイタンシーの現れ方を決めるかで、せん断速度を入れた形が3つ混ぜてあります。

符号と体積の向きは素直に対応しています。正が膨張、負が収縮です。

※ 問題文と選択肢そのものは、公益社団法人 日本技術士会が公開している公式PDFで確認できます。

正答:選択肢2(最も適切な組合せ)

> この論点をやさしく解説:土の三相|含水比も間隙比も分母は土粒子

各選択肢の正誤

aとbで符号の向きが2通り、cとdで決める量が分かれます。2段階で絞れます。

選択肢正誤解説
1 膨張/収縮/せん断速度/粒度×(誤り)cとdが違う。速度と粒度ではなく排水条件と密度
2 膨張/収縮/排水条件/密度○(正しい)正が膨張、現れ方は排水条件と密度で変わる
3 膨張/収縮/せん断速度/密度×(誤り)cが違う。密度は合っている
4 収縮/膨張/排水条件/粒度×(誤り)aとbが逆。dも違う
5 収縮/膨張/せん断速度/密度×(誤り)aとbが逆で、cも違う

aとbで①②③が残り、cで②だけになります。順に決めれば迷いません。

選択肢2のポイント(ここが誤り)

密な砂をせん断すると、かみ合った土粒子が乗り上げて体積が増えます。これが正のダイレイタンシーで、緩い砂では逆に粒子が詰まって体積が減ります。

排水条件が効くのは、水が出入りできるかどうかで現れ方が変わるためです。排水なら体積が実際に変わり、非排水なら間隙水圧の変化として現れます。

非排水で正のダイレイタンシーが起きると間隙水圧が下がり、有効応力が増えて強くなります。液状化の起きにくさもこの向きで説明できます。

覚え方

  • 正のダイレイタンシーは膨張
  • 密な砂は正、緩い砂は負
  • 効くのは排水条件と密度

理解度チェック

Q.

正のダイレイタンシーはどんな変化か。

膨張です。密な砂で土粒子が乗り上げて体積が増えます。

Q.

非排水条件では体積が変わらないが何が起きるか。

間隙水圧が変化します。正なら下がり、負なら上がります。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成28年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」2ページ Ⅲ-3
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成28年度 技術士第一次試験 試験問題の正答」

※ 問題文と選択肢は掲載していません。上の表は各選択肢で問われている論点で、実際の設問は公式PDFで確認できます。

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構造設計の実務を続けながら、試験に出る力学の解き方を書き残しています。

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