N値が大きくなると内部摩擦角は小さくなる？【建築士試験】
こんにちは！ゼロ所長です。
今日は、多雪区域と一般区域の積雪荷重の違いについて考えるね。
こんな問題が出題されることがある。
砂質土では、一般に、N値が大きくなると内部摩擦角は小さくなる。
正解は・・・ ×となるのだけど、なぜだかわかる？
知識ゼロの人が読んだら意味不明の文章だね。
一緒に考えてみよう。
建築士試験では似たような問題が出題される
建築士試験には似たような問題が出題されることが多い！
ポイントは”似たような問題”という点だ。
言い回しを微妙に変えることで答えも変わってくるので注意しよう。
本問題と似た問題の解説は下記を読んでみてね！
内部摩擦角の分かりやすい意味
内部摩擦角は、土粒子のかみ合わせによる摩擦抵抗を角度で表した値だよ。
イメージしてみてほしい。
まず砂をコップに入れて満タンにする。
コップごとひっくり返して床に置く。
その後、コップを慎重に抜き取ると、砂は崩れるね。
当然だ。
ただ全て崩れるわけでは無く、ある程度、角度がついてコップの形がやや残るはずだね（山なりになるなど）。
仮に液体を同じようにすると、形は全く残らないと思う。
ではなぜ「形が残る」かというと、前述した「土粒子のかみ合わせによる摩擦抵抗」により、形を留めようとするからなんだ。
内部摩擦角が小さいということは、砂をコップに入れてひっくり返しても形を留めない（角度が小さい）ということだ。
逆に内部摩擦角が大きい砂をコップに入れて、ひっくり返すと形を留めやすく（角度が大きく）なる。
つまり内部摩擦角の大きな砂では、強固に土粒子がかみ合うため「強い」地盤になる。
内部摩擦角とN値の関係
地盤の強さを表す指標に「N値」があるよね。
N値が大きいほど強い地盤、小さいほど弱い地盤だ。
前述した「内部摩擦角」と下記の相関関係にあるよ。
具体的には
N値が大きいほど内部摩擦角も大きい
N値が小さいほど内部摩擦角も小さい
となる！
以上より「N値が大きい⇒地盤は強い」こと「内部摩擦角が大きい⇒地盤は強い」という共通点を結び付けられると覚えやすいね。
ちなみに内部摩擦角の計算式は色々ある（※丸暗記は不要だ！）。
例えば、建築学会でも使われている大崎式は、
φ＝√20Ｎ+15
で「N値」が関係しているね！
まとめ
よし。これまでの情報を元に整理しようか。
内部摩擦角は、土粒子のかみ合わせによる摩擦抵抗を角度で表した値
N値が大きいほど内部摩擦角も大きい
N値が小さいほど内部摩擦角も小さい
こんなかんじで問題を解けるよ。
参考
最後に参考にした記事を掲載しておくね～。それでは～。