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平均断面法とは?土量計算での考え方

ソクタ

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「平均断面法」という言葉、土の体積をどうやって求めるのかピンと来ますか?計算の手順と考え方をここで整理します。

この記事の要点

平均断面法とは、隣り合う2つの横断面積の平均と区間距離をかけて土量(体積)を求める方法です。V=(A1+A2)÷2×Lの考え方を測量士補試験向けに解説します。

土量計算の代表的な手法が平均断面法で、隣り合う2つの断面積と区間距離から体積を求めます。

ここでは計算式の意味・適用条件・角柱法との違いを整理します。

平均断面法とは、路線に沿って一定間隔で取得した横断面のうち、隣り合う2つの断面積を平均し、その平均断面積に両断面間の距離をかけて体積(土量)を求める方法です。

土量計算の断面法の中で最もよく使われる基本的な手法で、計算が比較的シンプルです。

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簡単に言えば、「2断面の面積の平均×区間距離」で体積を求める土量計算の基本式です。計算がシンプルで使いやすい反面、地形が複雑だと実際よりやや大きく出る特性があります。

平均断面法の意味と計算式

平均断面法の計算式は次のとおりです。

V = (A1 + A2) / 2 × L
A1:断面1の断面積(m²) A2:断面2の断面積(m²) L:区間距離(m) V:体積(m³)

イメージとしては、2つの断面の間を「2断面の平均形状を持つ角柱」とみなして体積を計算します。

断面積の変化が緩やかな区間では精度よく計算できます。

平均断面法の適用条件と注意点

平均断面法は断面形状が徐々に変化する場合(緩やかな地形変化)に適しています。

応用測量の作業方法は、作業規程の準則(下図)の第5編に規定されています。

作業規程の準則 第5編 応用測量 第1章 通則
出所:国土交通省「公共測量 作業規程の準則」p.166 第5編 応用測量 第1章 通則(第628条)

隣り合う断面の形が急激に異なる場合は、誤差が大きくなります。

より精度の高い方法として「錐体公式法(V = (A1 + A2 + √(A1×A2)) / 3 × L)」がありますが、計算が複雑です。

測量士補試験では平均断面法が基本として問われます。

平均断面法と錐体公式法の違い

どちらも隣り合う断面から体積を求める方法ですが、計算式と精度が異なります。

項目 平均断面法 錐体公式法
計算式 (A1 + A2) / 2 × L (A1 + A2 + √(A1×A2)) / 3 × L
精度 断面変化が急だと誤差が大きい より正確(角錐台の体積公式に基づく)
計算の簡易さ シンプルで使いやすい やや複雑

試験では主に平均断面法の計算式が問われます。

錐体公式法の式は参考程度に押さえておきましょう。

試験で問われやすいポイント

平均断面法の計算(V = (A1 + A2) / 2 × L に数値を代入して体積を求める問題)はR2〜R6の測量士補試験では確認されていません。ただし、路線測量の正誤問題(R3 No.25など)では横断測量の知識が前提として使われています。

「平均断面法は断面の変化が急な場合には誤差が大きくなる」という特性と計算式の意味は基礎知識として押さえておきましょう。

混同しやすい用語

平均断面法 ↔ 錐体公式法

平均断面法は「2断面の平均 × 距離」のシンプルな式、錐体公式法は角錐台の体積公式を使うより精度の高い式。

試験では平均断面法が主役。

平均断面法 ↔ 点高法

点高法は格子状に地盤高を測って体積を求める方法で、宅地造成などで使う。

平均断面法は路線沿いの横断断面を使う方法。

使う場面が異なる。

試験での問われ方|ソクタの一言

「隣り合う2断面の断面積がそれぞれA1・A2、区間距離がLのとき体積Vはいくらか」という計算問題は定番です。

V = (A1 + A2) / 2 × L に数値を代入するだけなので、式を確実に暗記しておけば確実に得点できます。

単位(m²×m=m³)も確認してから答えましょう。

一問一答

問題:平均断面法では、V = (A1 + A2) / 2 × L で体積を求める。

〇か×か。

答え:

平均断面法の基本式です。A1とA2は隣り合う2断面の断面積、Lは区間距離です。

問題:平均断面法は、断面の形が急に変化する場合でも誤差が生じない。

〇か×か。

答え:×

平均断面法は断面形状の変化が急な場合に誤差が大きくなります。断面変化が緩やかな場合に精度よく使えます。

問題:平均断面法の計算に使う断面積は、横断測量の横断図から求める。

〇か×か。

答え:

横断測量→横断図→断面積を求め、平均断面法で体積(土量)を計算します。

まとめ

今回は平均断面法について説明しました。

平均断面法は隣り合う2断面の断面積の平均と区間距離をかけて体積を求める土量計算の基本手法で、V = (A1 + A2) / 2 × L が計算式です。

断面変化が急な場合は誤差が生じます。

試験では計算式の暗記と数値代入の練習が最重要です。

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参考法令・規格

  • 測量法(昭和24年法律第188号)
  • 公共測量作業規程の準則(国土交通省)
初心者が学ぶ測量士補 編集部

この記事を書いた人

初心者が学ぶ測量士補 編集部

測量士補試験の用語・計算・法規を、国土地理院の公式情報と作業規程の準則に照らして整理しています。

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