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-4 を解説、支持力係数は内部摩擦角の関数

令和元年度(再試験) 建設部門Ⅲ-4は、土圧・支持力・基礎斜面安定から5つの記述を並べた設問です。

この問題のポイント

テルツァーギの支持力係数Nc・Nq・Nγは、内部摩擦角φの関数です。

選択肢1は「土の粘着力の関数」と書いているので、そこが誤りです。粘着力cは支持力公式の中に別の項として直接入っていて、係数の中身ではありません。

※ 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1(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:構造物の基礎|直接基礎と杭基礎の選び分け

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 支持力係数は粘着力の関数×(誤り)内部摩擦角φの関数。無次元量である点は正しい
2 主働状態○(正しい)土が緩む向きに変形し、水平土圧が減って一定値に落ち着いた状態
3 支持力の定義○(正しい)地盤が構造物の荷重を支える能力
4 杭の支持形式○(正しい)支持杭と摩擦杭の二つに大きく分かれる
5 すべり面の解析○(正しい)円弧すべり解析と非円形すべり面解析がある

無次元量であるという前半は正しいので、最後まで読まないと切れません。残る4つは主働状態・支持力の定義・杭の支持形式・すべり面の解析方法で、いずれも正しい記述です。

選択肢1のポイント(ここが誤り)

支持力公式の中で何がどこに入るか

前半が正しい記述は最後まで読む

この選択肢は「すべて無次元量で」という正しい説明から始まります。そこで納得してしまうと、後半の取り違えを見落とします。

5つの記述を読む設問では、1つの文の中に正誤が混じることがあります。文の途中で判断を止めないのが、この型に対する構えです。

主働と受働で土圧が動く向き

擁壁が前に動いて土が緩むと、水平土圧は減っていきます。減りきって一定になった状態が主働状態です。

逆に擁壁を土に押し込むと土圧は増え、増えきった状態が受働状態です。静止土圧はその間にあり、壁が動かないときの値です。

支持杭と摩擦杭の違い

先端を硬い層に届かせて、先端の支持力で支えるのが支持杭です。周面の摩擦だけで支えるのが摩擦杭で、硬い層が深すぎるときに使います。

実際には両方が働きますが、どちらを主に見込むかで呼び分けます。

覚え方

  • 支持力係数Nc・Nq・Nγは内部摩擦角φの関数(粘着力ではない)
  • 粘着力cは公式の中に別の項として入る
  • 前半が正しい記述は文末まで読む(後半だけ差し替える型)

理解度チェック

Q.

支持力係数は何の関数か。

内部摩擦角φの関数です。粘着力の関数ではありません。

Q.

主働状態とはどんな状態か。

土が緩む向きに変形して、水平土圧が減りきって一定になった状態です。

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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-4

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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