土粒子の密度が 2.70 g/cm³、含水比が 24.0 %、湿潤密度が 1.85 g/cm³ の土がある。この土の飽和度として適当なものは、次のうちどれか。ただし、水の密度は 1.00 g/cm³ とし、間隙比を e、飽和度を Sr、含水比を w、土粒子の密度を ρs、水の密度を ρw とすると Sr・e＝w・ρs/ρw の関係が成り立つものとする。
基礎的工学
土質・構造力学・水理学の応用計算
層厚 4.0 m の正規圧密粘土層がある。この層の初期間隙比が 1.20、圧縮指数が 0.60、圧密前の有効上載圧が 100 kN/m² であり、盛土により有効応力が一様に 100 kN/m² 増加した。この粘土層の最終圧密沈下量として適当なものは、次のうちどれか。ただし、沈下量 S は、圧縮指数を Cc、初期間隙比を e0、層厚を H、圧密前後の有効応力を p0、p1 として S＝Cc/(1＋e0)・H・log10(p1/p0) で求めるものとし、log10 2＝0.301 とする。
上下を砂層に挟まれた層厚 4.0 m の粘土層が、圧密度 90 % に達するのに 200 日を要した。これと圧密係数が等しい粘土層が層厚 6.0 m で堆積し、上面のみが排水層、下面が不透水層である場合、この層が圧密度 90 % に達するのに要する日数として適当なものは、次のうちどれか。ただし、時間係数は Tv＝cv・t/H'²（cv：圧密係数、t：時間、H'：最大排水距離）で表され、同一の圧密度に対する時間係数は等しいものとする。
土の圧密に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
飽和した地盤内のある面において、全応力（法線応力）が 180 kN/m²、間隙水圧が 80 kN/m² である。この土の有効応力表示による強度定数が粘着力 c'＝15 kN/m²、内部摩擦角 φ'＝30° であるとき、この面のせん断強さとして適当なものは、次のうちどれか。ただし、クーロンの破壊規準は τf＝c'＋σ'・tanφ'（σ'：有効応力）で表され、tan30°＝0.577 とする。
透水係数が 2.0×10⁻⁴ m/s の砂層があり、水は水平方向に浸透している。砂層の厚さは 2.0 m、流れに直交する方向の幅は 10 m であり、浸透方向に 50 m 離れた2点間の水頭差は 5.0 m である。この砂層を1日当たりに流れる浸透流量として適当なものは、次のうちどれか。ただし、ダルシーの法則 Q＝k・i・A（k：透水係数、i：動水勾配、A：浸透断面積）が成り立つものとする。
擁壁に作用する土圧に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
直接基礎の地盤の支持力に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
下記の①〜④の4つの構造物のうち、静定構造物であるものの数は次のうちどれか。 ① 一端を固定支点とし、他端を自由端とした片持ばり。 ② 両端をピン支点で支持した1層1径間の門型ラーメン。柱とはりの隅角部は剛節である。 ③ 両端をピン支点で支持した1層1径間の門型ラーメンで、はりの中央に1つのヒンジを設けたもの。柱とはりの隅角部は剛節である。 ④ ピン支点1箇所とローラー支点2箇所で支持された2径間連続ばり。
幅 200 mm、高さ 300 mm の長方形から、図心を共有する幅 100 mm、高さ 200 mm の長方形をくり抜いた中空断面がある。この断面の、幅に平行な図心軸まわりの断面二次モーメントとして適当なものは、次のうちどれか。ただし、長方形断面の図心軸まわりの断面二次モーメントは I＝bh³/12（b：幅、h：高さ）で表されるものとする。
スパン 6.0 m の単純ばりの中央に集中荷重 24 kN が作用している。このはりの断面が幅 150 mm、高さ 300 mm の長方形であるとき、このはりに生じる最大曲げ応力度として適当なものは、次のうちどれか。ただし、長方形断面の断面係数は Z＝bh²/6（b：幅、h：高さ）、曲げ応力度は σ＝M/Z で表されるものとし、はりの自重は無視する。
はりのたわみに関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
両端を固定とした長さ l の柱の弾性座屈荷重を表す式として適当なものは、次のうちどれか。ただし、オイラーの座屈荷重は Pcr＝π²EI/lk²（E：弾性係数、I：断面二次モーメント、lk：有効座屈長）で表されるものとする。
次の条件をもつ平行弦トラスがある。斜材 E−D に生じる軸方向力として適当なものは、次のうちどれか。 ・支点 A（回転支点）と支点 B（移動支点）は同一水平線上にあり、スパンは 9.0 m である。 ・下弦材の格点は左から A、C、D、B の4点で、A−C、C−D、D−B の各格間長はいずれも 3.0 m である。 ・上弦材の格点 E、F は、それぞれ格点 C、D の直上 4.0 m の位置にある。 ・部材は、下弦材 A−C、C−D、D−B、上弦材 E−F、斜材 A−E、斜材 E−D、斜材 F−B、鉛直材 C−E、鉛直材 D−F の9部材である。 ・格点 C に鉛直下向きの集中荷重 24 kN が作用し、他の格点に荷重は作用しない。
影響線に関する下記の①〜④の4つの記述のうち、適当なものの数は次のうちどれか。 ① 単純ばりのある断面の曲げモーメントの影響線は、着目断面の位置に頂点をもつ三角形となる。 ② 影響線の縦距は、単位荷重がその位置に載ったときの着目断面の断面力（又は反力）の大きさを表す。 ③ 単純ばりの支点反力の影響線は、着目する支点で 1、他方の支点で 0 となる直線である。 ④ 単純ばりに等分布荷重が載荷されるとき、着目断面の断面力は、影響線の縦距の最大値に荷重強度を乗じて求められる。
密閉した水槽の側壁下部に小さなオリフィスを設け、水を大気中に噴出させる。オリフィスの中心から水面までの深さを H、水面に作用する計器圧力（ゲージ圧）を p、水の密度を ρ、重力加速度を g とするとき、エネルギー損失を無視した場合のオリフィスからの噴出流速 v を表す式として適当なものは、次のうちどれか。
内径 0.20 m、長さ 200 m の直管に、流量 0.0628 m³/s で水が流れている。この管路の摩擦損失水頭として適当なものは、次のうちどれか。ただし、摩擦損失水頭は hf＝f・(L/D)・v²/(2g)（f：摩擦損失係数、L：管長、D：管径、v：平均流速、g：重力加速度）で表されるものとし、f＝0.02、g＝9.8 m/s²、円周率は 3.14 とする。
水路幅 4.0 m の矩形断面開水路に、水深 1.0 m で等流が生じている。この水路の流量として適当なものは、次のうちどれか。ただし、平均流速はマニング式 v＝(1/n)・R^(2/3)・I^(1/2)（n：粗度係数、R：径深、I：水路床勾配）で表され、n＝0.025、I＝1/400 とする。また、R^(2/3)＝0.763 として計算してよい。
開水路の流れに関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
静水圧に関する次の記述の（イ）〜（ハ）に当てはまる式又は数値の組合せとして、適当なものはどれか。 「水を満たした水槽の鉛直な側壁を考える。水面から底面までの深さを H、水の単位体積重量を γw とすると、側壁の単位幅当たりに作用する全水圧の大きさは（イ）で表される。また、この全水圧の作用点は水面から（ロ）の深さにある。水深 H が 2 倍になると、単位幅当たりの全水圧の大きさは（ハ）倍になる。」