土木工程 96 年大地工程學考古題

山區之地形圖如下圖，表土層厚度約1 至2 米，現擬建立連結A 點至B 點之公路。 請將下圖大致描繪於答案卷，並於其上標出合理之公路路線、說明此區域可能之地 質構造、定線的理由及沿線可能遭遇之工程問題。（25 分） 註：等高線高程差100 公尺，露頭所量得之傾向標於圖中且傾角單位為角度，箭頭 為河流及其流動方向，岩層界面摩擦角約為10~18 度。

於壕溝開挖支撐系統中，試說明內部支撐與背拉式地錨支撐各自之優缺點。 （8 分） 舉例說明背拉式地錨之種類及其在土木工程中之應用場合。（8 分） 一硬粘土層中之背拉式地錨，其固定端擬使用灌漿技術以改善其固定端之磨擦 效應。設此地錨固定端長6 m，鑽孔之直徑為100 mm，固定端之有效直徑為 200 mm，硬粘土層之ψu = 0°，cu = 120 kPa，表面磨擦係數α 為0.5，Nc=9，求 此地錨之極限承載力。（9 分） 0 0.5 1 km N A B 張力裂縫區 28 30 6 22 8 4 26 15 24 16 12 15 16 400 500 600 700 900 300 200 200 300 400 500 300 400 500 700 96年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、法醫師考試暨普通考試記帳士考試、96年第 二次專門職業及技術人員高等暨普通考試消防設備人員考試、普通考試不動產經紀人考試試題 代號：00120 類 科： 土木工程技師 全一張 （背面） 3 m 9 m 6 m Clay e = 0.9, LL = 50 γsat = 17.5 kN/m3 Sand γdry = 16 kN/m3 γsat = 18 kN/m3 Sand γsat = 18 kN/m3

試扼要說明當土壤發生液化時，地表可能造成那些破壞型態？（5 分） 試說明Iwasaki（1982）液化潛能指數PL（Liquefaction Potential Index）之意義， 並指出其與抵抗液化之安全係數有何差異。（5 分） 921 集集大地震期間，台灣中部地區某鑽孔之地下水位距地表面2 m，土層主 要為均勻之粉土質細砂層，γt =18 kN/m3，細料含量小於5%。於當地測站所測 得之地震規模Mw 為7.6，地表加速度amax 為0.3。設地震所造成之剪應力比為： τave /σ´o = 0.65 (σo /σ´o) (amax /g) γd，現地標準貫入打擊數對覆土壓力之修正式採 CN = (Pa /σo´)1/2 計算，設該粉土質細砂層於地表下深度z = 9 m 處之現場SPT-N 值為12，試依據美國Seed（1997）所發展出來之簡易經驗法，計算此土壤單元 抵抗液化之安全係數。（15 分） 註：假設應力折減因子隨地層深度呈線性變化，已知於地表面之應力折減因子 γd =1.0，於地表面下10 m 深處之應力折減因子γd = 0.9。 鑽桿對深度之能量修正公式採：ER(%) = 30 (z /11) + 50 計算。 地震規模修正係數採：MSF = 10 2.24 / M w 2.56 計算。 土壤之抗液化強度採下列公式計算： CRRM=7.5 = (τ /σ´o) = ( a + cx + ex2 + gx3 ) / (1 + bx + dx2 + fx3 + hx4 ) x = (N1) 60cs，x < 30 CRRM=7.5 = 0.05，x < 3 a = 0.048，e = 0.0006136 b = -0.1248，f = -0.003285 c = -0.004721，g = -1.673×10 -5 d = 0.009578，h = 3.714×10 -6

有一地層如下圖所示，該處地層之孔隙水壓呈靜水壓分佈，地下水位面位於地表下 3 m 處。該正常壓密粘土：γsat = 17.5 kN/m3, LL = 50, e = 0.9, k = 10-7 m/sec，如因長 期使用需求將粘土層下方砂土層之水頭抽降5m，則對該粘土層之滲流及壓密狀況 將造成何種影響？分別計算粘土層單位面積最大滲流量及壓密沉陷量。（25 分）