技術士第一次試験｜無料Web版
技術士 専門科目（建設部門） 令和5年度 Ⅲ－2｜問題と解説
問題 Ⅲ－2
下図に示すように水面が異なる4種類の水平成層地盤a〜dについて，地表面から深さ10［m］の点Aにはたらく鉛直有効応力が水平成層地盤aと等しい水平成層地盤の組合せはどれか。なお，地下水面以浅の湿潤単位体積重量γtは16［kN／m3］，地下水面以深の飽和単位体積重量γsatは18［kN／m3］，水の単位体積重量γwは10［kN／m3］とし，地下水面以深の地盤は完全に飽和しており，地盤内に浸透流はないものとする。
1 地盤b
2 地盤c
3 地盤d
4 地盤bと地盤c
5 地盤cと地盤d
問題図表
正解と解説
正解：4
解説点Aの鉛直有効応力を各地盤で比較する。地表面より上の水も、全応力と水圧の両方に含める。
1．基準となる地盤aを計算する
aでは水面が地表面にあり、深さ10mまで飽和している。全応力から水圧を引く。
σ′a＝(18−10)×10
σ′a＝80 kPa
2．地表面より高い水面を扱う
bの水面は地表面より4m上、cは2m上にある。地表面上の水深をdwと置くと、その水の重さ10dwは全応力にも間隙水圧にも同じだけ加わる。
σv＝10dw＋18×10
u＝10(dw＋10)
差を取れば10dwが消え、どちらも80kPaとなる。
3．地下に水面がある地盤を比べる
dでは水面までの4mに湿潤重量16を、残る6mに水中重量18−10を使う。
σ′d＝16×4＋8×6
σ′d＝112 kPa
地表面上に水がある2地盤と異なり、基準値より大きくなる。
aと等しいのはbとcで、点Aの鉛直有効応力はともに80 kPa。
関連知識 有効応力＝全応力－間隙水圧。地表面上の水位変化は全応力と間隙水圧を同時に増減させるため、飽和地盤内の有効応力は変わらない。
問題・正答の出典：公益社団法人 日本技術士会（公式の過去問題・公式正答）
掲載している解説は日本技術士会の公式解説ではありません。