土木工程 106 年大地工程學考古題

試解說下列各小題：（每小題5 分，共20 分） ㈠ 粉土（silt）顆粒粒徑之範圍。 ㈡ 砂土之臨界狀態線（critical state line）。 ㈢ 如何計算黏土過壓密比（over-consolidation ratio）？ ㈣砂土之 臨界水力坡降critical i （critical hydraulic gradient）。

進行三個不擾動正常壓密黏土試體之三軸壓密不排水試驗（Consolidated Undrained Test），試體破壞時所記錄的應力與孔隙水壓資料如下表所示。試繪出此黏土之排水 與不排水剪力破壞包絡線，計算其強度參數，（20 分）並計算第一個試體破壞時之孔 隙水壓參數 f A 。（5 分） 圍壓 ) ( 2 kN/m 破壞時軸差應力 ) ( 2 kN/m 破壞時孔隙水壓 ) ( 2 kN/m 200 118 110 400 240 220 600 352 320

下圖是山區道路邊坡開挖所施築之重力式擋土牆，假設牆背光滑，滑動面為背填砂 土與堅硬岩石之界面，試計算㈠ 無水情況作用在擋土牆上之主動土壓合力；（10 分）㈡ 假設牆背滿水位狀況，作用在擋土牆上之主動土壓與水壓合力；（5 分）㈢ 牆背無 水條件與滿水位條件下，擋土牆之抗水平滑動與抗翻倒安全係數。（20 分） 給定條件如下： 混凝土牆單位重23 kN/m3，牆頂寬1 m，底寬3 m；回填砂單位重17 kN/m3，飽和 重19.5 kN/m3。 背填砂土與堅硬岩石之界面摩擦角30°，混凝土牆底之黏著強度 B c = 50 kN/m2，摩 擦角 B = 20°，牆底無水壓。

請繪圖描述地質弱面之位置與方位；（5 分）試說明岩塊規模指數（Block Size Index） B I 、單位體積節理數（Volumetric Joint Count） r J 與岩石品質指標（Rock Quality Designation）RQD 之定義。（15 分） 堅硬岩盤 堅硬岩盤 3 m 6 m 背填砂