土木工程 106 年土壤力學考古題

試解釋或說明下列問題：（每小題5 分，共25 分） ㈠液性指數（Liquidity Index, LI）之定義和其值所代表之意義。 ㈡黏土塑性指數（Plasticity Index, PI）如何影響其抗剪強度和壓縮性。 ㈢砂土相對密度（Dr）與孔隙比（e）之關係式和土壤疏密程度的關聯性。 ㈣黏土活性（Activity）和靈敏度（Sensitivity）之定義與對工程性質之影響。 ㈤黏土夯實（Compaction）行為和其組構（fabric）特性之關聯性。

林口台地某基地之地表下為20 m 厚之卵礫石層，卵礫石層下為深厚之泥岩層，今欲 以現地水井抽水試驗方式評估該卵礫石層之水力傳導係數k，請說明試驗步驟及導出 k 之評估公式。（25 分）

如圖所示之擋土牆高為6 m，牆背光滑，地下水位在地表下3 m，牆後兩砂土層單位 重γ1 = 17 kN/m3，γ2 = 19 kN/m3，摩擦角φ1' = 30°，φ2' = 35°。試繪製及計算擋土牆每 公尺之主動土壓力分布圖與主動土壓總力。（25 分） 砂土 3 m 3 m 6 m 砂土 地下水位 γ1 φ1' γ2 φ2' 106年公務人員特種考試外交領事人員及外交行政 人員、民航人員、稅務人員及原住民族考試試題 代號：71360 考試別： 原住民族特考 等 別： 三等考試 類科組： 土木工程 科 目： 土壤力學（包括基礎工程）

下圖所示為黏土層中進行深6 m 之地下開挖，利用版樁支撐，上下方黏土層厚分別 為2.5 m 與3.5 m，其土壤參數如圖中所列，若版樁材料之容許彎曲應力（allowable bending stress）為160 MPa，試求版樁之最小斷面模數（section modulus）為何？ （25 分） 版樁 橫撐 1.5 m 2.5 m 3 m 1.5 m G.L. 黏土層 γ = 16.2 kN/m3 c = 12 kPa 黏土層 γ = 17.4 kN/m3 c = 18 kPa

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19.69 24 若規範要求此土壤需達95%之相對夯實度，且含水量必須控制在最佳含水量±2%之 間。現場試驗針對夯實土壤挖一體積為944 cm3 之孔洞，其所得到的濕土重為17 N、 乾土重為14 N，請回答下列問題： ㈠請由下圖決定出本夯實土壤之最大乾單位重（kN/m3）為何？最佳含水量ω（%） 為何？相對夯實度為何？此相對夯實度是否有達到規範之要求？（13 分） ㈡若夯實土壤之比重為2.7，則飽和度為何？若土壤在固定單位重下達到完全飽和， 則含水量ω為何？（8 分） ㈢現場控制試驗（field control test）可分為破壞性（destructive）與非破壞性 （non-destructive）兩種檢測方式，請分別各列舉出兩種求現地密度之方法。（4 分） dry unit weight γd (kN/m3) water content ω(%) 106年公務、關務人員升官等考試、106年交通 事業鐵路、公路、港務人員升資考試試題 代號：25140 等 級： 薦任 類科（別）： 土木工程 科 目： 土壤力學（包括基礎工程） 二、一海浦新生地土壤由地表至G.L.-5 m 為正常壓密軟弱黏土層，其下方為一厚10 m 之 細砂層，地下水位於地表面。取該區地表下2.5 m 深度黏土於實驗室進行壓密試驗， 試體厚2 cm，試體頂部及底部均可自由排水，若達成90%壓密度(U)需5 分鐘，請回 答下列問題： ㈠求此黏土之壓密係數（單位為m2/day）。（5 分） ㈡若於此一海浦新生地上進行整地計畫，大規模填土厚度2 m，假設填土瞬間完成， 求此黏土層分別於填土後20 天及200 天發生之沉陷量。（20 分） （黏土層之γsat = 19 kN/m3，Cc/(1+e0) = 0.15；填方之γt = 18 kN/m3） （ %) 52.6 0.217(U Tv ≤ ≤ 時， % 100 4 v × = π ／ T U ； %) 6. 52 0.217(U Tv > ＞ 時， % 100 10 1 ) 933 .0 085 .0 ( × ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − = + − vT U ；U 為壓密度(%)；Tv 為時間因子） 三、一土樣試體取自下圖中粘土層之中央（亦即距地表6 m 處），因取樣解壓而引致之 Skempton 孔隙水壓力參數A 為0.9。地下水位在地表下2 m 處。假設該粘土試體之有 效內摩擦角 ° = ′ 25 φ 。 ㈠試估算該試體從取樣管取出時，其孔隙水壓力改變多少？（15 分） ㈡試估算該試體在取樣後但試驗前之水平及垂直有效應力各為何？（10 分） 四、下圖為一沖積層地層土壤分佈，地下水位位於地表下3 m。第一層粉質砂土（SM）地 下水位以上之單位重為17.5 kN/m3。6 m 厚正常壓密黏土（CL）位於砂土層下方。黏 土層以下為5 m 厚砂土層（SW）。此地層興建一建築物，長及寬分別為10 m 及5 m， 載重為80 kPa，建築物基礎經開挖4 m 後開始構築，回答下列問題： ㈠依2：1 應力傳遞法，求黏土層厚度中央點（A 點）因建築物載重導致之垂直應力 增量。（10 分） ㈡若黏土層中央之垂直應力增量可代表黏土層之平均應力增量。若建築物載重配置 均勻，且基礎結構勁度高，無不均勻沉陷發生。不考慮基礎結構勁度之效應，求 黏土層於建築物加載後主要壓密完成後之沉陷量。（15 分） 5 m 6 m 3 m 3 m SM CL SW γt = 17.5 kN/m3 γsat = 19 kN/m3 Cs = Cr = 0.03 Cc = 0.25 γsat = 19.5 kN/m3 e0 = 0.75 A 2 m 2 m 4 m ρs = 2.70 Mg/m3 孔隙率n = 0.5 ρsat = 2.0 Mg/m3 砂土 砂土 粘土