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。
- (1)0.08MPa
- (2)0.10MPa
- (3)0.12MPa
- (4)0.14MPa
- (5)0.16MPa
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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最終更新日
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