令和3年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-3 を解説、一軸圧縮強さは縮んだ断面積で割る
令和3年度 建設部門Ⅲ-3は、飽和粘土の一軸圧縮試験から一軸圧縮強さを求める設問です。
この問題のポイント
体積が変わらないので、縮んだぶん断面積が増えます。
高さは10.0cmから9.0cmへ縮むので、断面積はA0×H0÷H＝10×10.0÷9.0で約11.11cm²です。一軸圧縮強さは20Nを11.11cm²で割った値で、18.0kN/m²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4（適切なもの）
＞ 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
正しいのは1つで、残る4つはどこかが違います。
| 選択肢 | 正誤 | 根拠 |
|---|---|---|
| 1 0.9kN/m² | ×（誤り） | 単位を2桁取り違えた値 |
| 2 1.8kN/m² | ×（誤り） | 正しい18.0kN/m²の1桁下 |
| 3 9.0kN/m² | ×（誤り） | 荷重を半分にした形 |
| 4 18.0kN/m² | ○（正しい） | 断面積を11.11cm²に補正して20N÷11.11cm² |
| 5 20.0kN/m² | ×（誤り） | 初期断面積10cm²のまま割った値。補正していない |
初期断面積10cm²のまま割ると20.0kN/m²になり、選択肢5に落ちます。この設問で問われているのは、断面積を補正する1点だけです。
選択肢4のポイント（ここが誤り）
解く手順
断面積の補正式はどこから出るか
体積が変わらないので、A0×H0＝A×Hが成り立ちます。これをAについて解くとA＝A0×H0÷Hです。
高さが9割になれば断面積は10÷9倍になり、強さは9÷10倍まで下がります。18.0と20.0の比がちょうど9対10なのは、この関係です。
軸変位の単位に注意する
軸変位は10mmで与えられ、初期高さは10.0cmです。そろえると1.0cmと10.0cmなので、縮んだあとの高さは9.0cmです。
10mmを1.0cmに直さずに計算すると、高さが0になって答えが出ません。
覚え方
- 一軸圧縮強さは「縮んだあとの断面積で割る」と覚えます。初期断面積のまま割ると、必ず大きめの値が出ます。
理解度チェック
なぜ断面積を補正するのか。
体積が変わらないので、縮んだぶん断面積が増えるためです。
補正後の断面積はどう出すか。
A＝A0×H0÷Hです。高さが9割なら断面積は10÷9倍になります。
出典
公益社団法人 日本技術士会「令和3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「令和3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。
※ この記事の確認日：2026年7月