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令和2年 測量士補 No.25 解説|不等沈下の土量計算

不等沈下した土地を元の地盤高に戻すために必要な盛土量を、三角柱の体積式で求める計算問題です。

問題

10年前に水平に整地した図25−1の土地ABCDにおいて、先日、水準測量を行ったところ、地盤が不等沈下していたことが判明した。観測点の位置関係及び沈下量は、図25−1及び表25に示すとおりである。盛土により、整地された元の地盤高に戻すには、どれだけの土量が必要か。図25−2の式①を用いて算出し、最も近いものを次の中から選べ。
ただし、盛土による新たな沈下の発生は考えないものとする。

※ 図25−1(土地ABCDと観測点の配置)・図25−2(三角柱の模式図)は、問題冊子のPDFをご確認ください。

式①:V = (a+b+c)/3 × S (V:失われた体積、a・b・c:各頂点の沈下量、S:三角柱の底面積)

観測点沈下量(m)
A0.3
B0.2
C0.3
D0.2
E(中央)0.1

※ 土地ABCDは対角線40 m×40 mのひし形で、中央が観測点E。(参考:図25−1)

選択肢必要な土量
1140 ㎥
2160 ㎥
3180 ㎥
4200 ㎥
5400 ㎥

正解:2(160 ㎥)

解き方

Step 1:土地を中央Eで4つの三角形に分ける

ひし形ABCDの面積 = (1/2)×対角線×対角線 = (1/2)×40×40 = 800 ㎡

4つの三角形(△AEB、△BEC、△CED、△DEA)の底面積 S = 800 ÷ 4 = 200 ㎡

Step 2:各三角形の体積を式①で計算

△AEB = (0.3+0.1+0.2)/3 × 200 = 0.2×200 = 40 ㎥

△BEC = (0.2+0.1+0.3)/3 × 200 = 40 ㎥

△CED = (0.3+0.1+0.2)/3 × 200 = 40 ㎥

△DEA = (0.2+0.1+0.3)/3 × 200 = 40 ㎥

Step 3:合計

V = 40×4 = 160 ㎥

試験で押さえるポイント

土地を中央点で三角形に分割し、各三角柱の体積(沈下量3点の平均×底面積)を合計します。ひし形面積は「対角線×対角線÷2」。

一問一答

問題:三角柱の体積式 V=(a+b+c)/3×S は、何を表すか。

答え:3頂点の沈下量(a,b,c)の平均に底面積Sを掛けた、失われた体積。

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