３ＤＧ地盤工学Ⅰ 解答（平成１６年度後期試験）問１．最もも関係のある語句を下欄から選びその番号をカッコ内に記入せよ。（１）地盤調査には、物理探査、ボーリング試験、（ ⑩ ）、（ ⑪ ）、（ ⑫ ）などがある。サウンデｲング試験には、（ ① ）、（ ② ）などがあり、このうち（ ① ）からは地盤のN値、（ ⑬ ）からは極限支持力を知ることができる。（２）緩く堆積した（ ⑤ ）に繰返しせん断応力が作用すると、砂は体積収縮を起こそうとするが、地震動のように短時間にせん断応力が作用する場合、砂は体積収縮を起こすことができず、（ ⑰ ）の増大に伴って有効応力が減少する。そして、有効応力がゼロになればせん断強さもゼロになり、砂は（ ⑮ ）を呈する。（３）飽和砂の非排水繰返し強度（液状化強度）を求めるための試験として、（ ④ ）、（ ⑦ ）などがある。試験の結果は、液状化発生までの回数と（ ⑱ ）の関係で整理した（ ③ ）によって表される。（４）液状化の簡易予測法には、（ ⑧ ）や（ ⑲ ）を用いた方法がある。（ ⑧ ）法は、動的せん断強度比（液状化強度比）Ｒを（ ⑥ ）で除して、液状化に対する（ ⑳ ）を表したものである。（５）液状化対策の方法として、（ ⑨ ）、（ ⑭ ）、（ ⑯ ）などがある。 ①標準貫入試験 ②コーン貫入試験 ③液状化強度曲線 ④繰返し三軸試験 ⑤飽和砂地盤 ⑥繰返しせん断応力比L ⑦繰返しねじり試験 ⑧F L ⑨杭基礎 ⑩サンプリング ⑪サウンデｲング試験 ⑫載荷試験 ⑬平板載荷試験 ⑭締固め ⑮液状 ⑯ドレーン ⑰間隙水圧 ⑱繰返し応力振幅比 ⑲限界N値 ⑳安全率荷重強さ p (k N/ m2 ) 100 200 300 400 500 0 沈下量 s （mm）問２．地盤上に直径10mの円形の直接基礎によるビルの計画があり、建設に先立って平板載荷試験が行われ、図のような結果が得られた。ビル１階当たりの重量が死荷重・活荷重の総計で8.0kN/m2 /階とすると、ビルの階数はいくらまで可能となるか。ただし、地盤の長期許容支持力は極限荷重強さの1/3とする。極限支持力qd =400 kN/m2 , 長期許容支持力qa= qd /3=400/3=133kN/m2 階数n＝133/8.0=16.6 ∼ 16階まで建設可能 0 2 4 6 深度（m）問３．図の地盤上に最大加速度αmax.＝400galが作用した。深度z＝10mについて以下の問いに答えよ。なお、γ w ＝10.0kN/m3 として計算。（１）有効土かぶり圧σv ’はいくらか。（２）動的せん断強度比（液状化強度比）Rはいくらか。ただし、R=τd ／σv ’＝0.003 Dr (Dr :%) の関係が成立するものとする。（３）地震動によって発生する繰返しせん断応力τavはいくらか。ただし、τav＝0.65γ・z(αmax／g) rd 、rd ＝1−0.015 z (z :m)。（４）繰返しせん断応力比Ｌ（＝τav／σv ’）はいくらか。 αmax.＝400gal G.L. 0 （５）液状化抵抗率ＦL値（＝R／L）を求め、液状化発生の可否を判定せよ。 γｔ＝18.0kN/m3 ▽ （１）有効土かぶり圧σv ’=(18.0×2)＋(10.0×8)=116.0 kN/m2 2 （２）動的せん断強度比R=0.003×70.0=0.210 4 （３）rd ＝1−0.015 z=1−0.015×10=0.85 γ sat＝20.0kN/m3 繰返しせん断応力τav＝0.65×20.0 ×10×(400/980)×0.85 =45.1 kN/m2 6 Dr＝70.0% （４）繰返しせん断応力比Ｌ=45.1/116.0=0.389 8 （５）液状化抵抗率ＦL値=R/L=0.210 / 0.389=0.54 ≦1.0 ∼ 液状化発生の可能性あり 10 問４．以下の①∼⑳に相当する用語や数値を下欄に埋めよ。（単位を忘れないこと） Qs 地盤が耐え得る最大の荷重ｑu を（①）という。直接基礎に対して、①の値は（②），（③），（④）の３項の線形結合で表され、これをTerzaghiの（⑤）という。基礎の設計では、①の値を（⑥）で除した（⑦）ｑaと構造物荷重ｑを比較し、ｑ＜ｑaなら所要の設計条件が満たされるとする。⑥の値は構造物の重要度などで決まり、基礎の設計では常時の場合（⑧）程度の値がとられる。杭基礎はその支持機構によって（⑨）と（⑩）に大別され、前者の杭１本が負担できる最大荷重Ｑs は（⑪）と（⑫）の和で与えられる。右図のように直径D＝30cmの杭がL＝12mの粘土層を貫いて砂層で支持されるとき、⑪に対応するＱp ＝（⑬）と、⑫に対応するＱf＝（⑭）の和として、Ｑs ＝（⑮）と計算される。ただし、砂層のｑd ＝7.50MPa、粘土層のｆs ＝45.0kPaとする。地震加速度αの大きさは通常（⑯）という単位で表される。この単位では、重力加速度ｇ＝（⑰）である。αとｇの比：ｋ＝α/ｇを（⑱）と呼ぶ。構造物（重量Ｗ）に対するαの影響を、静的な横力ｆとして設計計算に取り入れる手法を（⑲）という。ｆ＝（⑳）と表される。 ①〔 ⑥〔 ⑪〔 ⑯〔極限支持力安全率先端抵抗 gal 〕②〔粘着力〕⑦〔許容支持力〕⑫〔周面摩擦〕⑰〔 980 gal 〕③〔表面荷重〕⑧〔３．０〕⑬〔 0.53 MN 〕 ⑱〔震度〕④〔自重〕⑨〔支持杭〕⑭〔 508 kN 〕⑲〔震度法 D ｆ s 〕⑤〔支持力公式〕⑩〔摩擦杭〕⑮〔 1.11 MN 〕⑳〔 k・W L ｑd 〕〕〕〕