技術士一次 力学ノート

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令和6年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-1 を解説、湿潤密度と含水比と間隙比

令和6年度 建設部門Ⅲ-1は、湿潤状態の体積と質量、乾燥後の質量から3つの量を出す設問です。

この問題のポイント

湿潤密度だけは全体を全体で割るので、そのまま計算できます。

含水比は水の質量を乾燥質量で割ります。全体の質量で割ると値が変わるので、ここが分かれ目です。

※ 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5(最も近い値の組合せ)

> 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

間隙比も同じ考えで、間隙の体積を土粒子の体積で割ります。

各選択肢の正誤

正しい値は湿潤密度1.5Mg/m³・含水比20%・間隙比1.16です。3つのうち1つでも違えばその選択肢は落ちます。

選択肢正誤解説
1 1.1/20%/0.82×(誤り)湿潤密度が1.1で、600÷400=1.5と合わない。間隙比も違う
2 1.1/50%/2.32×(誤り)3つとも正しい値と合わない
3 1.5/20%/0.82×(誤り)湿潤密度と含水比は正しいが、間隙比が1.16と合わない
4 1.1/20%/1.16×(誤り)含水比と間隙比は正しいが、湿潤密度が1.5と合わない
5 1.5/20%/1.16○(正しい)600÷400、(600−500)÷500、(400−185.2)÷185.2 のすべてが合う

間隙比だけは土粒子の体積を先に出す必要があります。乾燥質量500を比重2.70で割って185.2m³を求めてから、残りを間隙とします。

選択肢5のポイント(ここが誤り)

解く手順

水の密度が1.00Mg/m³なので、水の体積は質量と同じ100m³です。間隙には水100m³と空気115m³が入っている計算です。

他の選択肢がなぜ違うか

湿潤密度が1.5の選択肢は2つしか無いので、まずそこで絞れます。

覚え方

  • 土質の比は「分母が土粒子」で覚えます。含水比の分母は乾燥質量、間隙比の分母は土粒子の体積です。
  • 間隙率だけは分母が全体積なので、比と率で分母が変わる点に注意します。

理解度チェック

Q.

含水比の分母は何か。

乾燥質量です。全体の質量で割ると値が変わります。

Q.

土粒子の体積はどう出すか。

乾燥質量を土粒子比重で割ります。水の密度が1.00なので比重をそのまま使えます。

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出典

公益社団法人 日本技術士会「令和6年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」1ページ Ⅲ-1

公益社団法人 日本技術士会「令和6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。上の表は設問で与えられた条件から計算の順を並べたもので、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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