せん断強度
主任
0. まずここだけ覚える
- 同じ土でも排水条件（UU・CU・CUバー・CD）によって三軸圧縮試験の結果は「大きく異なる」（「概ね一致する」は 誤り）
- 三次元安定解析手法は「ある」（Hovland法など）（「まだ開発されていない」は誤り）
- 浸透流解析（洪水時の堤防安定検討）は「透水性・飽和透水係数」に着目（せん断強度・変形係数は誤り）
1. 意味（一言でいうと）
土や岩がせん断力（ずれる力）に抵抗できる強さ。粘着力 c とせん断抵抗角 φ の組み合わせで表し、斜面安定・地すべり解析・基礎設計の基本パラメータとなる。
三軸圧縮試験の結果からモールの応力円と破壊包絡線を描き、c と φ を求める。せん断強度は排水条件によって異なり、UU（非圧密非排水）・CU、CUバー（圧密非排水）・CD（圧密排水）の各条件に応じた値を使い分ける。
2. 出題パターンと重要ポイント
章別の出題傾向
| 章 | 出題数 | 主な出題テーマ |
|---|---|---|
| 第5章 | 2 | 地すべり安定解析のパラメータ・三次元解析手法の存在・浸透流解析の着目点 |
| 第3章 | 1 | 三軸圧縮試験の排水条件と結果の関係 |
※出題数＝令和元年度試験〜令和7年度試験の6年間に出題された数
頻繁に問われるポイント・ひっかけ
【排水条件別のせん断特性（UU〜CD）】
- 同じ土でも排水条件（UU/CU/CUバー/CD）と供試体の密度によって結果は「大きく異なる」
- UU 条件（非圧密・非排水）：圧密しないため強度は低い
- CU 条件（圧密・非排水）：せん断中に過剰間隙水圧が発生
- CUバー 条件（圧密・非排水＋間隙水圧測定）：全応力と有効応力の両方のモール円を描く。有効応力パラメータ c’・φ’ を求める
- CD 条件（圧密・排水）：間隙水圧が消散しながらせん断 → 高い強度が得られる
- 「排水条件によらず同じ結果が得られる」→ 誤り
【地すべり安定解析】
| 項目 | 正しい内容 | ひっかけ |
|---|---|---|
| すべり面のせん断強度 | 粘着力 c とせん断抵抗角 φ の組み合わせ。逆算法で求めることができる | |
| 三次元安定解析 | 開発されている（Hovland 法など） | 「まだ開発されていない」→ 誤り |
| 間隙水圧の採用値 | 地すべり土塊の間隙水圧は地下水位を採用することが多い | |
| 圧縮指数の使用 | 安定解析のパラメータとして「使わない」（圧縮指数は圧密沈下の検討に使う） | |
| 分割数 | 安全率に「影響する」（一定の分割数でよいは誤り） |
【浸透流解析】
- 洪水時における河川堤防の安全性検討に利用
- 解析に着目すべき事項：「透水性に着目した土層区分」「飽和透水係数の把握」
- 「せん断強度・変形係数」への着目は誤り
3. 過去問例
（令和7年度 第3章 問55より）
次は，土の静的三軸圧縮試験（UU，CU，CUバー，CD 条件）について述べたものである。不適切 なもの一つを選び記号（(1)～(4)）で示せ。
- (1) ３個以上の供試体を用いて，それぞれ異なる側方向応力で試験を行う。
- (2) 試験結果を用いてモールの応力円を描き，粘着力とせん断抵抗角を求める。
- (3) 原理的には，同じ土であれば圧密の有無，圧縮時の排水の有無によらず同じ結果が得られる。
- (4) 乱さない試料でも，乾燥したり，乾燥後に再度湿潤させたりすると，元の試料と結果が異なることがある。
正解：(3)
ポイント：同じ土でも UU（非圧密非排水）と CD（圧密排水）では求まる強度が大きく異なる。圧密により試料の密度が上がるため、圧密・排水条件を変えると結果が変わるのは当然。
4. 覚え方
| 混同しやすい事項 | 覚え方 |
|---|---|
| 排水条件で強度が大きく異なる | 「UU→CU→CD と排水が増えるほど強くなる。条件が違えば強さも違う」 |
| 三次元安定解析はある | 「近年技術が進んでいるのに開発されていないはずがない → Hovland 法が存在する」 |
| 浸透流解析 → 透水性・飽和透水係数 | 「水が流れる解析 → 水の通りやすさ（透水係数）が一番重要」 |
| せん断強度 = c + φ の組み合わせ | 「粘着力 c（接着剤）とせん断抵抗角 φ（傾き）で強さが決まる」 |
5. 関連用語
- 三軸圧縮試験：UU・CU・CUバー・CD 条件でせん断強度を直接測定する試験
- 地すべり：せん断強度がすべり面の安定性を支配するパラメータ
- 有効応力：有効応力ベースのせん断強度パラメータ（c’、φ’）が設計の基本
- 間隙水圧：間隙水圧の変化がせん断強度に直接影響する
6. 参考文献
- 地盤工学会『地盤材料試験の方法と解説 第一回改訂版』（P.610〜619「各種三軸圧縮試験方法」）
- JGS 0521〜0524「土の三軸圧縮試験方法」
- 一般社団法人 斜面防災対策技術協会「Hovland 法」
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主任と申します！本業である建設コンサルタントの仕事をしつつ、サイト「ReStudy」の運営をしています。今まで培った知識をもとに資格試験の解説記事などを製作しています。
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