技術士 第一次試験 専門科目 建設部門 土質及び基礎 練習問題 第12問: 粘着力 0、内部摩擦角 φ = 35° の砂からなる、傾斜角 β = 25° の長く一様な斜面がある。地下水面が地表面と一致し、斜面に平行な浸透流がある。飽和単
粘着力 0、内部摩擦角 φ = 35° の砂からなる、傾斜角 β = 25° の長く一様な斜面がある。地下水面が地表面と一致し、斜面に平行な浸透流がある。飽和単位体積重量 γsat = 20.0 kN/m³、水の単位体積重量 γw = 9.8 kN/m³ とし、無限斜面として地表面に平行なすべり面を考えるとき、安全率に最も近い値はどれか。ただし、tan 35° = 0.700、tan 25° = 0.466、sin 35° = 0.574、sin 25° = 0.423、cos 25° = 0.906 とする。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 3. 0.77
「0.77」が最も近い値です。FHWA NHI-06-088 6.3 は、乾いた砂の無限斜面で FS = tanφ/tanβ とし、斜面に平行な浸透流があり c′ = 0 のときは FS = (γ′/γsat)·tanφ′/tanβ(γ′ = γsat − γw)に下がるとしています。
式で、γ′ = 20.0 − 9.8 = 10.2 kN/m³、FS = (10.2/20.0) × 0.700/0.466 ≒ 0.766 です。
力のつり合いで、W = γsat·b·h、間隙水圧の力 U = γw·b·h·cosβ、N′ = W cosβ − U = (γsat − γw)·b·h·cosβ、滑動力 T = W sinβ より、FS = N′ tanφ/T = 10.2 × 0.906 × 0.700/(20.0 × 0.423) ≒ 0.765(三角関数の丸めの差)で、式の値とほぼ一致します。
「1.50」は乾燥時の値、「2.95」は γ′/γsat を逆にした値、「0.69」は tan の代わりに sin を使った値、「0.34」は tanφ/tanβ を逆にした値です。
関連キーワード: 無限斜面・斜面安定・安全率・浸透流
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