土木工程 107 年土壤力學考古題

請試述下列名詞之意涵或比較其差異，視需要可繪圖說明： （每小題6 分，共30 分） ㈠低塑性砂質粉土 ㈡土壤的乾密度與相對密度 ㈢夯實曲線與最佳含水量 ㈣極限平衡狀態（limited equilibrium state）與邊坡穩定極限平衡分析 ㈤壓密係數、壓縮指數與回脹指數

某聚落擬興建混凝土攔水堰提高供水的穩定性。經地質調查結果顯示， 聚落下方U 型河谷延伸很長，坡度很小，谷口寬度約10 m。地層分布 自上而下依序為礫石層、粉土質砂層與岩盤。礫石層厚為1 m，粉土質 砂層厚8 m，岩盤甚厚而且不透水。若7 m 高的混凝土攔水堰建造於礫 石層與粉土質砂層交界面（高於河床面6 m），壩底在河道方向長度10 m， 建成之後發現下游側持續漏水，導致上游側水位無法蓄高至壩頂。經測 量後獲知，上、下游側水位高程差約3 m，下游側水位在礫石層表面， 漏水量每日約10 m3，請回答下列問題： ㈠繪出流網，標示流線及等勢能線。（15 分） ㈡若礫石層透水性遠高於粉土質砂層，估計粉土質砂層的導水係數？ （請以m/day 表示）（10 分）

某黏土進行三軸CU 試驗，圍壓為100 kN/m2時，軸差壓力增量達300 kN/m2 時試體發生破壞，此時超額孔隙水壓為-50 kN/m2；圍壓為200 kN/m2時，軸 差壓力增量達500 kN/m2時試體發生破壞，此時超額孔隙水壓為-150 kN/m2： ㈠請繪出兩個試體破壞時的總應力與有效應力莫爾圓。（10 分） ㈡請依據莫爾圓，繪出總應力及有效應力包絡線，並標示有效應力強度 參數在圖中的意義。（10 分） ㈢以圍壓為200 kN/m2、試體破壞時的莫爾圓為例，指出極點以及代表 破壞面應力狀態的位置。（5 分）

某社區活動中心擬整坡建造一懸臂式擋土牆做為停車空間，牆頂至牆身 與基礎交接處高度為6 m。若牆頂停車造成的載重為30 kN/m2，回填土 壤主要為砂土，乾單位重18.0 kN/m3，飽和單位重19.81 kN/m3，摩擦角 30°，請回答下列問題：（每小題10 分，共20 分） ㈠地下水位低於牆底且擋土牆沒有變位條件下，在牆身與基礎交接位 置，每單位長度牆身承受的側向土壓力及彎矩。 ㈡地下水位上升至距離牆頂2 m 時，擋土牆仍然沒有變位條件下，在牆 身與基礎交接位置，每單位長度牆身承受的側向土壓力及彎矩。