土木工程 114 年土壤力學考古題

回答下列問題： ㈠說明塑性圖中之U-line 及A-line 之意義與用途。（10 分） ㈡由一土壤地層之鑽探工作取出地下3 m 位置之劈管銅圈土樣，若銅圈 內體積為67.3 cm3，銅圈內濕土重125 g，烘乾後土重為102 g，土壤 Gs 為2.65，計算此土壤之有效單位重及飽和度80% 情況之單位重。 （15 分）

一2 m 長圓形塑膠管內充滿土壤，以兩支腳支撐立於一平台上，塑膠管 直徑為20 cm，其傾斜角度為15 度。此塑膠管一端水槽連接一穩定之注 入水源（入水端），另一端連接穩定水頭之水槽（出水端），構造如圖所 示。若塑膠管內土壤之透水係數為0.012cm/sec，請計算塑膠管內土壤之 ㈠水力坡降（10 分）及㈡出水端之流量（以cm3/min 表示）。（15 分）

某地層於地表下3 m 至6 m 為黏土層，其上層及下層均為砂土層，若黏 土層中央位置之總應力及水壓力分別為100 kPa 及35 kPa。於此地層地 表興建一路堤，導致3 m 厚黏土層中央處發生60 kPa 之垂直應力增加， 此黏土層發生70% 壓密度時，請計算㈠黏土層中央處之超額孔隙水壓力 （10 分）及㈡有效應力。（15 分） 入水端 出水端 土壤(L=2 m)

㈠執行砂土直接剪力試驗，緊密砂土及疏鬆砂土之剪應力與剪位移之變 化關係有何不同？繪出剪應力與剪位移關係圖，並說明之。（10 分） ㈡一砂質土壤執行直接剪力試驗，土壤試體直徑為5 cm，共執行3 組試 驗，結果如下表，請分析此土壤之摩擦角？（15 分） 編號 正向力（N） 破壞情況之剪力（N） 1 100 62 2 200 125 3 400 250