土木工程 101 年土壤力學考古題

解釋下列名詞 ：（每小題5 分，共25 分） ㈠靈敏性（sensitivity） ㈡水力坡降（hydraulic gradient） ㈢殘餘剪力強度（residual shear strength） ㈣底承樁（point bearing pile） ㈤正常壓密黏土（normally consolidated clay）

簡答下列問題：（每小題6 分，共30 分） ㈠何謂無圍壓試驗（unconfined compression test）？此試驗之對象及目的為何？ ㈡何謂壓密–不排水試驗（consolidated-undrained test）？ ㈢何謂有效應力（effective stress）？ ㈣如何判別有機土（organic soil）？ ㈤證明S e = ω Gs的關係式。

有一30 m×20 m 的基地預計開挖15 m 深，其土壤性質：G = 2.67、e = 0.62、ω = 20%。 開挖的土壤以0.8 的孔隙比（e）裝置於12 容量的卡車。試回答下列問題： s 3 m ㈠全部開挖土壤需以幾車次的卡車運送？（10 分） ㈡卡車裝滿時，每部車所載的土壤重量有多少kN ？（10 分）

牆面光滑之6 m 高擋土牆、牆後土壤性質及水位如下圖所示。試回答下列問題： ㈠繪製單位牆寬之主動側向壓力隨深度變化的分佈圖。（15 分） ㈡計算單位牆寬之主動側向壓力合力的大小與作用位置。（10 分） γ = 16.2 kN/m3 φ' = 30° c' = 0 γsat = 17.8 kN/m3 φ' = 34° c' = 0 水位線 3 m 3 m

A黏土原狀單軸抗壓強度qu=60 kPa，重模單軸抗壓強度qu'=5 kPa，B黏土原狀單軸 抗壓強度qu=50 kPa，重模單軸抗壓強度qu'=21 kPa，試以靈敏度（sensitivity）來比 較A、B兩種黏土地盤在連續壁挖掘施工時，引起的地盤沉陷何者比較大？為什麼？ 請述明原因。（10 分） 六、某斜坡明挖工地設計如圖4a、4b 所示，其土層取樣進行之試驗結果如下： qu單軸抗壓強度：SM1 之C1=9.8 kPa，φ1=25°；SM2 之C2=4.9 kPa，φ2=15° SUU三軸抗壓強度：SM1 之C1=4.9 kPa，φ1=25°；SM2 之C2=1.96 kPa，φ2=10° CU三軸抗壓強度：SM1 之C1'=1.96 kPa，φ1'=30°；SM2 之C2'=0.98 kPa，φ2'=20° ㈠開挖施工期無地下水，如圖4a所示，請分析主被動平衡之邊坡安全係數Fs1與其 對應之邊坡破壞滑動面。（10 分） ㈡暴雨時工地淹水至地表面，如圖4b所示，請分析總應力之主被動平衡之邊坡安全 係數Fs2與其對應之邊坡破壞滑動面。（10 分） ㈢暴雨不停工地長期淹水至地表面，如圖4b所示，請分析有效應力之主被動平衡之 邊坡安全係數Fs3與其對應之邊坡破壞滑動面。（10 分） 註：取1 t/m3=9.8 kN/m3；tan(30°)=0.577；tan(32.5°)=0.637；tan(35°)=0.700； tan(37.5°)=0.767；tan(40°)=0.839；tan(50°)=1.191；tan(52.5°)=1.303； tan(55°)=1.428；tan(57.5°)=1.569；tan(60°)=1.732；tan(75°)=3.732； （請接第三頁） GL0m 60° q=39.2 kPa SM1 γm1=17.64 kN/m3 γsat1=20.58 kN/m3 SM2 γm2=16.66 kN/m3 γsat2=18.62 kN/m3 圖4a 斜坡明挖工地開挖施工期 無地下水 60° SM2 γm2=16.66 kN/m3 γsat2=18.62 kN/m3 SM1 γm1=17.64 kN/m3 γsat1=20.58 kN/m3 q=39.2 kPa 暴雨時水位▽ 圖4b 斜坡明挖工地開挖施工期 遇暴雨時工地淹水至地表面 3.465 m GL-6m GL-8m GL-10m logN（打擊次數） ω ︵ 含 水 量 ︶ 圖5 流性曲線 A 黏土 B 黏土 七、A、B 兩種黏土之阿太堡液性限度試驗得流性曲線如圖5 所示，試問A、B 兩種黏 土何者對水較敏感（遇水強度損失大）？請由流性曲線來解釋。（5 分）