技術士一次 力学ノート

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令和7年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-1 を解説、定水位透水試験

令和7年度 建設部門Ⅲ-1は、定水位透水試験の模式図から透水係数の式を選ぶ設問です。

この問題のポイント

ダルシーの法則はv=k×iで、iは動水勾配です。

動水勾配は水頭差を流れた距離で割る量なので、h÷Lです。ここを逆にするのが最大の引っかけです。

※ 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(最も適切なもの)

> この論点をやさしく解説:ダルシーの法則の式の形|Q/A=k・h/Lに落とす

流速vは流量を断面積で割ったQ÷Aです。

各選択肢の正誤

5つの式は、左辺がQ÷Aかどうかと、動水勾配をh÷Lで取るかどうかで分かれます。

選択肢正誤解説
1 QA=k(L÷h)×(誤り)左辺が流量×断面積になっている。動水勾配もL÷hで逆
2 Q÷A=k(L÷h)×(誤り)左辺は正しいが、動水勾配がL÷hで逆になっている
3 Q÷A=khL×(誤り)hとLを掛けており、動水勾配の形になっていない
4 QA=k(h÷L)×(誤り)動水勾配は正しいが、左辺が流量×断面積になっている
5 Q÷A=k(h÷L)○(正しい)ダルシーの法則 Q=k×(h÷L)×A を両辺Aで割った形

ダルシーの法則は流量Qを断面積Aで割った流速の式なので、左辺はQ÷Aです。

選択肢5のポイント(ここが誤り)

解く手順

手順は4行で終わるので、この設問は数値計算も要りません。

他の選択肢がなぜ違うか

単位で確かめると、Q÷Aは速さになり、kも速さの単位を持ちます。h÷Lは無次元なので、両辺の単位がそろうのは選択肢5だけです。

覚え方

  • ダルシーは「速さ=透水係数×勾配」と読みます。勾配は落差を距離で割るので、坂の傾きと同じ形です。
  • 供試体が長いほど流れにくくなる、という感覚と式の向きが一致します。

理解度チェック

Q.

動水勾配はどちらをどちらで割るか。

水頭差hを流れた距離Lで割ります。坂の傾きと同じ形です。

Q.

左辺がQ÷Aになるのはなぜか。

ダルシーの法則の左辺は流速で、流量を断面積で割ると流速です。

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出典

公益社団法人 日本技術士会「令和7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7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。

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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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