技術士一次 力学ノート

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令和元年度(再試験) 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-3 を解説、過圧密は今のほうが軽い

令和元年度(再試験) 建設部門Ⅲ-3は、土の圧密について5つの記述を並べた設問です。

この問題のポイント

過圧密は、現在の有効土被り圧が先行圧密圧力より小さい状態を指します。

選択肢2は「大きくなっている状態」と書いているので、大小が逆です。過去にもっと重い荷重を受けた履歴があるから「過」圧密と呼びます。

※ 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(最も不適切なもの)

> 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

5つのうち4つは正しい記述なので、誤っている1つを探します。

選択肢正誤根拠
1 一次圧密○(正しい)過剰間隙水圧が消散する過程。圧密度100%までに対応する部分
2 過圧密の定義×(誤り)現在の有効土被り圧は先行圧密圧力より小さい
3 圧密の定義○(正しい)内部間隙水の排出を伴いながら徐々に圧縮していく現象
4 圧密降伏応力○(正しい)弾性的な挙動から塑性的な挙動へ移行する境界の応力
5 圧密係数○(正しい)圧密速度を支配する土質定数。体積圧縮係数と透水係数で定義される

今がその履歴より軽いので、少し載せたくらいでは大きく沈みません。残る4つは一次圧密・圧密の定義・圧密降伏応力・圧密係数の説明どおりです。

選択肢2のポイント(ここが誤り)

2つの圧密状態

先行圧密圧力とは何か

その土がこれまでに受けた中で、最も大きかった有効応力です。氷河に覆われていた地盤や、削り取られる前は上に土が載っていた地盤で大きくなります。

地下水を汲み上げて一度沈下した地盤も、水位が戻れば過圧密になります。履歴を表す量なので、今の状態を見ただけでは分かりません。

過圧密比という指標

先行圧密圧力を現在の有効土被り圧で割った値を過圧密比といいます。1なら正規圧密、1より大きければ過圧密です。

選択肢2の書き方だとこの比が1より小さくなり、そんな状態は定義されていません。

圧密係数が2つの量で決まる理由

圧密が進む速さは、水がどれだけ速く抜けるかと、抜けたときにどれだけ縮むかで決まります。前者が透水係数、後者が体積圧縮係数です。

だから圧密係数はこの2つから定義されます。選択肢5はその関係をそのまま書いています。

覚え方

  • 過圧密は「現在の有効土被り圧<先行圧密圧力」
  • 正規圧密は両者が等しい(今がいちばん重い)
  • 過圧密比=先行圧密圧力÷現在の有効土被り圧(1より大)

理解度チェック

Q.

過圧密とはどんな状態か。

現在の有効土被り圧が、先行圧密圧力より小さい状態です。

Q.

先行圧密圧力とは何か。

その土がこれまでに受けた中で最も大きかった有効応力です。

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出典

公益社団法人 日本技術士会「令和元年度(再試験) 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「令和元年度(再試験) 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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