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7年度 Ⅲ－2｜問題と解説
問題 Ⅲ－2
上層が砂，下層が飽和正規圧密粘土の水平成層地盤がある。層厚は，上層の砂地盤が10m，下層の粘土地盤が12mである。地下水位は地表面と一致し，地盤の静止土圧係数K0は上層，下層ともに0.5である。砂の飽和単位体積重量はγsat＝20kN／m3，粘土の飽和単位体積重量はγsat＝18kN／m3，水の単位体積重量はγw＝10kN／m3である。静水圧状態を仮定し，下層の粘土層中心部（深度16m）における鉛直有効応力と水平応力（全応力）の値として，最も適切な組合せはどれか。
1 鉛直有効応力：148kN／m2，水平応力：74kN／m2
2 鉛直有効応力：308kN／m2，水平応力：160kN／m2
3 鉛直有効応力：308kN／m2，水平応力：154kN／m2
4 鉛直有効応力：148kN／m2，水平応力：234kN／m2
5 鉛直有効応力：148kN／m2，水平応力：154kN／m2
正解と解説
正解：4
解説深さ16mの鉛直有効応力と水平全応力を求める。土粒子が負担する有効応力と水圧を分けて計算する。
1．鉛直全応力と水圧を求める
対象点より上には砂10mと粘土6mがある。単位体積重量に層厚を掛けて足す。地下水面は地表面なので、水深は16m。
σv＝20×10＋18×6
σv＝308 kPa
u＝10×16＝160 kPa
2．土骨格の水平応力に直す
静止土圧係数K0は水平有効応力と鉛直有効応力の比。まず水圧を差し引く。
σ′v＝308−160＝148 kPa
σ′h＝0.5×148＝74 kPa
3．水圧を加えて全応力に戻す
水圧は方向によらず作用するので、水平成分にも160kPaを加える。
σh＝74＋160＝234 kPa
鉛直有効応力はσ′v＝148 kPa、水平全応力はσh＝234 kPa。前者は土骨格だけ、後者は土骨格と間隙水を合わせた応力である。
関連知識 土の全応力は σ＝σ′＋u である。静止土圧係数 K0 を掛けるのは有効応力であり、最後に間隙水圧 u を加えて全応力に戻す。
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。