山岳トンネルの計画区間において、地山の一軸圧縮強度 qu=3.0 MPa、地山の単位体積重量 γ=22 kN/m³、土被り H=100 m である。地山強度比(qu/γH)に最も近い値はどれか。
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解答正解 3
地山強度比は、地山の一軸圧縮強度を土被り圧(γH)で除した無次元の値で、トンネル周辺地山が塑性化して大きな変形(押出し)を生じるかどうかの目安となる。この比が小さい地山ほど、膨張性・押出し性地山として変形が大きくなりやすく、支保の強化やインバートの設置などの検討が必要になる。単位は MPa に統一して計算する(22×100=2,200 kN/m²=2.2 MPa)。
選択肢ごとの判定
1誤り。強度を単位体積重量 γ だけで割り、土被り H を掛け忘れた値(3.0/22≒0.14)。
2誤り。分子と分母を逆にした値(土被り圧/一軸圧縮強度)。地山強度比は強度を土被り圧で割る。
3正しい。土被り圧 γH=22×100=2,200 kN/m²=2.2 MPa。地山強度比=qu/γH=3.0/2.2≒1.4。これが正解。
4誤り。土被り圧(2.2 MPa)そのものを答えている。地山強度比は強度との比で、無次元である。
5誤り。土被り圧を 0.22 MPa と桁を誤って計算した値。