24m沈下させたニューマチックケーソン(断面は円形、外径12m、質量1600t)を、更に沈下させるのに必要な最小の載荷荷…

圧気工法 第9問

24m沈下させたニューマチックケーソン(断面は円形、外径12m、質量1600t)を、更に沈下させるのに必要な最小の載荷荷重(水荷重等)の質量は、570tであった。このニューマチックケーソンの周面摩擦力度が11kN/m²であるとすると、このときの作業室内の圧力(ゲージ圧力)の値に最も近いものは次のうちどれか。ただし、刃口下の地盤抵抗力は無視するものとする。

正答 (2)
正答は (2)。約0.10MPa です。 【つり合いの式】 沈める力 = 沈下を妨げる力 (自重 + 載荷荷重) = 周面摩擦力 + 空気圧による上向きの力 【沈める力】 (1600 + 570) t = 2170t 2170 × 9.8 = 21266kN 【周面摩擦力】 周長 = π × 12 = 37.7m 側面積 = 37.7 × 24 = 904.8m² 摩擦力 = 904.8 × 11 = 9953kN 【空気圧による上向きの力】 底面積 = π × 6² = 113.1m²
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上向きの力 = P × 113.1 【Pを求める】 21266 = 9953 + P × 113.1 P × 113.1 = 11313 P = 100kN/m² = 0.10MPa 【単位の換算】 1kN/m² = 1kPa 1000kPa = 1MPa 100kN/m² = 100kPa = 0.10MPa 【解く順序】 ① 質量を力に直す(×9.8) ② 周面摩擦力=周長 × 深さ × 摩擦力度 ③ 残りを底面積で割る 【間違えやすい点】 周長(πD)と底面積(πr²)を取り違えない 周長 = π × 直径 = π × 12 底面積 = π × 半径の2乗 = π × 6² 直径12mなら半径は6mです。ここを12のまま使うと、面積が4倍になります。 【刃口下の地盤抵抗力を無視する】 問題文の断り書き 実際には刃先が地盤を押し下げる抵抗もありますが、この問題では周面摩擦と空気圧だけを考えます。

出典:高圧室内作業主任者 2025年下半期実施分(2026年4月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ

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