技術士一次 力学ノート

  1. HOME
  2. 過去問
  3. 平成29年度 建設部門
  4. > Ⅲ-4 水面より下は水中単位体積重量

平成29年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-4 を解説、水面より下は水中単位体積重量

平成29年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-4は、地表面から深さ5.0mの点にはたらく鉛直有効応力を求める問題です。地下水面は地表面から2.0mの位置にあります。

この問題のポイント

この問題は、有効応力と全応力の違いが分かっているかを問うものです。引っかけの核心は水面より下で水の分を引くかどうかで、引き忘れた値も選択肢に置いてあります。

計算そのものは掛け算と足し算だけです。どの重量を使うかを間違えなければ落としません。

※ 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(最も適切なもの)

> この論点をやさしく解説:有効応力|全応力から間隙水圧を引いた値

各選択肢の正誤

地表面から2.0mまでと、そこから3.0mまでを分けて足します。下の層で水の分を引くのが要点です。

選択肢正誤解説
1 46.4 kN/m²×(誤り)上の層だけを数えた形。下の3.0m分が入っていない
2 66.0 kN/m²○(正しい)18.0×2.0+(19.8−9.8)×3.0=36.0+30.0=66.0
3 90.0 kN/m²×(誤り)水を引かずに湿潤重量だけで5.0m分を掛けた形
4 95.4 kN/m²×(誤り)水を引き忘れた全応力。18.0×2.0+19.8×3.0
5 99.0 kN/m²×(誤り)全層に飽和重量を掛けた形。19.8×5.0

選択肢4は水を引き忘れたときにちょうど出る値です。手が止まらず最後まで計算できてしまうので気づきにくいです。

選択肢2のポイント(ここが誤り)

有効応力は土粒子どうしが実際に押し合っている力です。全応力から間隙水圧を引いた残りで、水が受け持っている分は数えません。

水面より下では、飽和単位体積重量から水の単位体積重量を引いた値を使います。19.8から9.8を引くと10.0kN/m³です。

水面より上は水圧が立っていないので、湿潤単位体積重量をそのまま使います。層ごとに使う重量が変わる点が要点です。

覚え方

  • 水面より下は飽和から水を引く
  • 19.8−9.8=10.0kN/m³
  • 引き忘れると95.4が出る

理解度チェック

Q.

水面より下で使う単位体積重量は何か。

飽和単位体積重量から水の単位体積重量を引いた値です。この設問では10.0kN/m³です。

Q.

全応力と有効応力の差は何か。

間隙水圧です。全応力から間隙水圧を引いた残りが有効応力です。

平成29年度 建設部門 過去問解説 一覧へ

スポンサーリンク

出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成29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-4
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成29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。

このサイトの管理人

T

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。

Topへ >>