建築学生が学ぶ構造力学

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令和元年度 一級建築士 構造 No.19を解説、土質・地盤に関する誤りを見抜くポイント

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令和元年度 一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)No.19は、土質及び地盤に関する問題です。4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題のポイント

液状化する土層、盤ぶくれの原因、一軸圧縮試験の対象、砂質土の内部摩擦角と密実さの関係が問われます。決め手は、砂が密になると内部摩擦角がどう変わるかです。

引っかけの核心は、砂質土の内部摩擦角φを「砂質土が密実になるほど小さくなる」としているところです。密に締まった砂ほど、粒どうしがかみ合い、内部摩擦角は大きくなります。

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。

正解:選択肢4(これが最も不適当な記述)

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各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 液状化の判定が必要な土層は、一般に地表面から20m程度以浅の沖積層の飽和砂質土層です。正しい記述です。
2 ○(正しい) 根切り底面の盤ぶくれは、難透水層の下にある被圧水の水圧が原因で生じます。正しい記述です。
3 ○(正しい) 一軸圧縮試験は、粘性土の強度や変形係数を調べる簡便な方法で、実用性も高いです。正しい記述です。
4 ×(最も不適当) 砂質土の内部摩擦角φは、砂が密実になるほど大きくなります。密実になるほど小さくなる、とする点が誤りです。

選択肢4は、内部摩擦角が砂質土の密実さとともに小さくなるとした点が誤りで、密実になるほど大きくなります。

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選択肢4のポイント

内部摩擦角φは、砂の粒どうしがかみ合って、すべりに抵抗する強さを表す値です。砂のせん断強さは、この内部摩擦角で決まります。

砂が密実に締まっているほど、粒どうしが強くかみ合い、動かすのに大きな力が要ります。つまり密実な砂ほど内部摩擦角φは大きく、せん断強さも支持力も高くなります。N値が大きい砂質土ほどφが大きい、という関係で覚えると確実です。

選択肢4は、密実になるほど内部摩擦角が小さくなるとしていますが、これはで誤りです。「密な砂ほど内部摩擦角は大きい(N値が大きいほどφも大きい)」と押さえます。なお、粘性土のせん断強さは内部摩擦角ではなく、粘着力(一軸圧縮強さなど)で評価します。

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覚え方

  • 砂質土の内部摩擦角φは、密実になるほど大きくなる(N値が大きいほどφも大きい)
  • 粘性土のせん断強さは、内部摩擦角ではなく粘着力で評価(一軸圧縮試験)
  • 液状化判定は、地表から20m程度以浅の沖積層の飽和砂質土層
  • 盤ぶくれの原因は被圧水(ボイリングは砂地盤の湧き上がり)

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理解度チェック

Q.

砂質土の内部摩擦角は、砂質土が密実になるほど小さくなる。〇か×か。

×。密実になるほど粒がかみ合い、内部摩擦角は大きくなります。

Q.

根切り底面の盤ぶくれの原因は何か。

被圧水です。難透水層の下にある地下水の水圧で底面が持ち上がる現象です。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和元年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅳ(構造)問題」
  • 土質・地盤(内部摩擦角は密実な砂ほど大きい、粘性土は一軸圧縮試験、液状化判定の対象土層、盤ぶくれと被圧水):建築基礎構造設計指針(日本建築学会)。
ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

建築士 過去問(構造)

プロフィール

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