2018/05/06

【国家一般職の過去問】土木マスターの俺が平成29年度の問題に挑戦!

 

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1年で公務員に一発合格した24才

周りの人みたいに真面目に就活できる気がしなくて公務員を志望。

公務員試験に関する情報を知ってるだけで難易度が一気に下がることを実感しました。

見て下さるみなさんが簡単に合格できるよう貴重な情報を拡散していきたいと思います。

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「国家公務員の過去問は解答が手に入らない?」

そうなんです。国家公務員の試験の過去問は申請して手に入れることができる(お金がかかります)のですが

”過去問の解答は手に入らない”んです!

普通に勉強している人も、独学で勉強している人も過去問の解答がなければ、それは「効率が悪い勉強」となってしまいます!

見ていただいているみなさんに効率よく勉強してもらえるように、僕が最新2年分の国家一般職の試験H28、H29の土木のところを解いていきたいと思います。

前回のH28に引き続き

今回は「H29の国家一般職の問題」を解いてわかりやすく解説していきたいと思います!

他にもこちら(↓)でいろいろ過去問を解いているので参考にしてみてください。

H28の国家一般職

地方上級パート1

地方上級パート2

過去問の入手方法がわからない方はこちらを見てみてください。

国家一般職・総合職の過去問の入手方法

このシリーズほんと助かるわ!H28の過去問もすごくわかりやすかったから今回も期待してるよ!

ネコ23歳

過去問の答えは手に入らないからすごく貴重なページだな。しかもH29の一般職の問題は良い問題が多いからな!しっかり説明をみて勉強するんだぞ!

せんせい

国家一般職 No.21 構造力学 曲げモーメント

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!1No.21は曲げモーメントとせん断力を求める基本的な問題ですね。

基礎がきちんと理解できているのであれば非常に簡単な問題となります。

わからない人はこの問題を復習して覚えてしまいましょう!

では解いていきます!

ポイント
・まずは支点の反力を求めること。

・自分で置いた文字の符号がマイナスのときは力の向きが逆ということ。

”すでに作用しているモーメントは大きさ”ということ。

図の8Pℓや3Pℓは大きさを表しています。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!2とりあえずa点での反力を上向きにおいて計算しました。

計算した結果、符号がマイナスだったので反力は上向きではなく下向きということがわかりました。
土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!3 土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!4Mbを求めるときも「時計回りの力」=「反時計回りの力」で計算しています。

アドバイス
よくある間違いに”曲げモーメントの大きさに距離をかけて計算してしまう”というものがあります。

「曲げモーメントの大きさ=力×距離」で求められるので勘違いしやすいですね。

今回の問題でいう8Pℓや3Pℓは曲げモーメントの大きさです。

すでに計算された値(回転方向も決まっている)ということです。

なのでモーメントのつり合いをとるときに、8Pℓや3Pℓなどはそのまま値を使えばいいんですね。

国家一般職 No.22 構造力学 断面2次モーメント

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!5No.22は断面2次モーメントの問題ですね。

超頻出分野です。

公式をきちんと理解していないと解けない問題ですが、公式を使えれば解けるので絶対に落としたくない問題です。

ポイント
断面2次モーメントの公式はI = Ix +A×y2です。

今回の問題で異なる点はyですね。

そして三角形の図心軸に関する断面2次モーメントはbh3/36です。

これは絶対に覚えておきましょう!

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!6三角形の図心軸に関する断面2次モーメントは暗記していなければいけません。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!7 土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!8公式を覚えていたら簡単な問題ですよね。

このレベルの問題は解けるようにしておきましょう。

アドバイス

公式が覚えにくいのでできなかった人も多いかもしれませんが

僕が今回紹介した断面2次モーメントの公式だけ覚えておけばOKです。

簡単な図形の図心軸に関する断面2次モーメントは絶対に暗記しておきましょう!

公式を覚えてたから俺でも解けたよ!

ネコ23歳

解いてもらわなきゃこまるぞ!あれだけ断面2次モーメントは大事だって言ってあったからな。

せんせい

国家一般職 No.23 構造力学 ひずみ

 

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!8

No.23はひずみの問題です。

ひずみの問題自体難しい部類なのですが、かなり丁寧な誘導がついています。

今回の問題はひずみの問題の中でも基礎的な問題です。

勉強している人は正解させたいところです。

わからなかった人はこの問題で練習しておきましょう!

ポイント
ひずみの問題は内容的には難しいですが解法が決まっているんです。

一通りの流れを覚えておけば、実際の問題を解くときにその流れのまま解いていけば答えを求めることができます。

今回の問題を解いて、その解法をマスターしてしまいましょう!

では実際に解いていきます。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!9使用する公式はこちらの応力度の公式です。

実際のひずみは公式の中のΔのところです。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!10土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!11単位体積重量に体積をかければ、重力となります。

棒の体積はAxなので、重力はAxwとなりますね。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!12

ここで一旦おいておきます。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!13土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!14

Δdx/dxというのは微小単位で考えたときの軸ひずみのことなので

実際の変位Δというのは、この式を0~5aまで積分したものとなります。

ここまでできたら、あとは計算するだけです。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!15土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!16めちゃくちゃ難しく感じますが、解法を覚えてしまうとスラスラ解けてしまします。

出題される問題がこのパターンしかないからですね。

今回の問題でこの流れをマスターしておきましょう!

アドバイス
説明で何度も書いていますが、難しく感じるかもしれませんが

この問題をマスターしておけばひずみの問題がでたら絶対解けるのでラッキーと思うようになります。

国家一般職 No.24 構造力学 たわみ

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!18No.24は超頻出のたわみの分野から出題された問題ですね。

重要な公式の”梁のたわみを求める式”だけでは解けません

とはいってもばねと一緒に出題されるパターンも頻出ですから取りたい1問ですね。

たわみのポイントから説明します。

ポイント
ばねによる反力をF(上向き)とおきます

梁にかかるPという力はこのばね反力Fによって小さくなります。

なので梁にかかる力は(P-F)と表すことができます。

フックの法則よりF=kΔとなります。

Δ(変位)=F/kとなおします。

ポイント(P-F)による梁のたわみ(変位)ばね反力によるこのΔ(変位)が等しいということです。

文章で書いても理解しにくいと思うので、実際に解いて紹介していきますね!土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!19 土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!20 土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!21梁の全長は2Lなので注意が必要ですね。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!22ばねの変位というのはb点でのたわみ(変位)と等しくなれけばいけませんね。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!23自分でばねの反力をFと置いたのでその力を求めたら、あとはフックの法則を変化(Δ=の形に)させた式に代入すれば終わりです。

少し難しく感じるかもしれまえせんが、この一通りの解法は確実にマスターしておきましょう!

アドバイス

初めてこの問題を解いてみて解けないのは当然です。

この問題を理解して次同じ系統の問題が出た時に確実にできるようにしておきましょう!

たわみの問題はほんとによく出題されるよな~!ここはしっかり勉強しておかないと!

ネコ23歳

重要な「梁のたわみを求める式」覚えたか?

せんせい

式は暗記したわ!あとは使い方を覚えるだけ!

ネコ23歳

国家一般職 No.25 水理学 浮力(喫水)

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!24No.25は浮力の問題です。

最近浮力の問題が頻出しているので勉強しておいた方がよさそうですね。

ポイント
公式は

浮力F=ρgV   (ρ:密度、V:体積、g:重力加速度)

ρV=m(質量)と、この2つです。

ポイントは”重力=浮力”です。

ρ(物体の密度)×g×V(物体の体積)=ρ(水の密度)×g×V(水中の部分の体積)

式で表すとこうなりますね。

では解いていきたいと思います。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!25この公式の浮力と重力を求めて等式でつなげば答えがわかります。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!26 土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!27

このように物体の底辺からの高さをXとおいてそのまま計算していきましょう。

浮力Fは上向きに作用します。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!28喫水は2.4mとなります。

浮力は水中の体積と水の密度を使うので注意が必要です。

アドバイス
浮力の問題は「下向きの重力」と「上向きの浮力」がつりあって静止しています。

この力を図示して計算していきましょう。

密度が水と物体とで異なるので注意が必要です。

国家一般職 No.26 水理学 水の衝突力

No.26は水の衝突力の基礎問題です。

水の衝突力は難しい問題が多いですが、この問題は誘導つきの穴埋め問題です。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!29

有名な問題なので、この問題を通して理解してしまいましょう!

有名な問題がそのまま問題となっているので、問題文は省かせていただきます。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!30土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!31流体と壁面間の摩擦を無視すると衝突後も速度が変わらないということは知っていなければなりませんね。

ですが、この問題の場合は問題文に書いてありました。
土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!32土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!33

アドバイス
水の衝突力について簡単に勉強したら、いきなりこの問題を解いてみていいと思います。

この問題を基礎知識として覚えてしまいましょう

国家一般職 No.27 水理学 マニング

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!34 土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!35No.27は超頻出のマニングの式を使う問題です。

少しひねってある問題ですが絶対に落としてはいけません。

ポイント

”マニングの式をきちんと理解しているか”

”径深Rの公式をきちんと理解しているか”

この2つが問われる問題ですね。とくに径深Rの式は忘れがちなので気をつけましょう。

公式をノートに書いてからこの問題を考えてみましょう!

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!36まずはこの公式を問題の隅にでも書いておきましょう。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!37 土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!38

潤辺は分母にあるので値が小さいほど流量は大きくなるんですね。

たとえば1/1と1/10では1/1の方が大きくなりますね。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!39

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!40公式を覚えていればこのように簡単に解くことができます。

アドバイス

マニングの公式は頻出なので公式を絶対に覚えておきましょう!

マニングはほんとに超頻出だからな!しかも簡単だから落とさないようにな。

せんせい

公式覚えてただけで解けたわ。俺でもなんとかなる分野のひとつだぜ。

ネコ23歳

国家一般職 No.28 土質力学 有効応力

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!41No.28は有効応力の問題ですね。最近よく出題されています。

この問題と同じパターンの問題がいくつも出題されているので、この問題を通して有効応力の問題はマスターしてしまいましょう

ポイント

有効応力の問題の解法は決まっています。地下水面を基準に考えてみてください。

地下水面より上は”土の湿潤単位体積重量”

地下水面より下は”土の水中単位体積重量”を使います。

「土の水中単位体積重量=土の飽和単位体積重量ー水の単位体積重量」です!

シルト層などがある場合はシルトの湿潤単位体積重量を使いましょう。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!42

1[m2]あたりの土の重さ、水の重さが有効応力とイメージするとわかりやすいかもしれません。

重力が下向きにはたらくので、その垂直抗力のようなものです。

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!43図でイメージするとこんな感じですね。重さに対する抗力の事です!

このように図示して考えてみると簡単な問題ですね。

アドバイス

有効応力の問題って解き方を覚えてしまったらめちゃくちゃ簡単なんです。

そのうえ頻出なので絶対にできるようにしましょう!

水色の部分は土の水中単位体積重量を使うんだからな!間違えるなよ。

せんせい

先輩が何度も書いて教えてくれたから覚えてるわ!なめんなよせんせい。

ネコ23歳

国家一般職 No.29 土質力学 圧密 体積圧縮係数

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!44No.29は圧密の問題です。体積圧縮係数の公式を使って解く問題です。

体積圧縮係数の公式を使うことに気づかなければなりません

それに気づけば超簡単です。

実際に解いていきたいと思います!土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!45土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!46どの公式を使えばいいのかしっかり勉強して見極めましょう。

アドバイス

「この問題がきたらこの公式で解く」という感覚を勉強して身につけなければいけません。

当然公式自体は覚えていなければいけません。

国家一般職 No.30 土質力学 三軸圧縮試験

土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!47No.30は三軸圧縮試験、ダイレイタンシーからの出題ですね。

この分野からの出題は多いので勉強しておくべきですね。

では答えを紹介していきますね。土木マスターの俺が国家一般職の過去問を徹底解説!48

間違えの選択肢を載せてもしょうがないので、正解だけのせておきました。

ポイント&アドバイス

非排水条件なのでせん断中の土は”体積が変化しない”んですね。

そして密な状態の砂はせん断によって緩い状態になるとき水などを吸収します。

外部から水が入ってきてほしいがこない。

このように引っ張られる水には負の過剰水圧が発生するわけです。

理解できない場合は、とりあえずこの答えを覚えておきましょう。

わからないからとリあえず答えを覚えておいたわ!

ネコ23歳

そうだな。答えを知識として覚えておくことも非常に大事なことだ。

せんせい

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