土木工程 98 年土壤力學考古題

兩相同之鬆砂試體分別進行三軸側向伸張（lateral extension, LE）試驗及側向壓縮 （lateral compression, LC）試驗，土樣試體首先置於垂直向應力15 kPa 及水平向應 力10 kPa 之情況下壓密；而後，土樣試體分別在LE 及LC 試驗中達到破壞。假設 該土樣試體之內摩擦角為30°。試回答下列各小題： 分別求出LE 及LC 試驗破壞時之最大與最小主應力。（10 分） 在p-q 圖上分別繪出LE 及LC 試驗應力路徑，其中

標準貫入試驗之SPT-N 值如何求得？試列舉五種可能之影響因素，並說明之。（25 分）

/) ( 水平 垂直 σ σ + = p ，且 2 /) ( 水平 垂直 σ σ − = q 。（10 分） 求試體破壞時之側向土壓力係數Kf。（10 分） 二、有二個相同之飽和正常壓密黏土試體。試體一進行三軸壓密不排水試驗（CU-Test）。 已知試驗時，圍壓為100 kPa，試體破壞時之軸差應力為92 kPa，破壞時孔隙水壓 為67 kPa。另試體二進行三軸壓密排水試驗（CD-Test），圍壓為300 kPa，試求試 體二： 破壞時之軸差應力（10 分） 有效內摩擦角（10 分） 破壞面與最大主應力面之夾角（10 分）

依圖示之變水頭滲透試驗，寫出土壤滲透係數（Coefficient of Permeability）估算 公式。 利用下列數據求出土壤之滲透係數（cm/sec）。 （25 分） a = 0.96 cm2 A = 45.4 cm2 L = 20.0 cm h1 = 160.2 cm h2 = 43 cm 水頭由h1下降到h2費時65 秒 試驗溫度20℃ h1 溢流高程 土樣 流量q h2 dh L 豎管斷面積a 土樣斷面積A

已知單樁直徑為1.5 m建置於厚20 m之飽和黏土層內，經由荷錐貫入試驗（cone penetration test）獲得黏土層各深度之摩擦阻抗fc（如表所示）。試計算黏土層之單 樁表面摩擦阻力（frictional resistance）。（20 分）［提示：可用α-方法計算］ 深度（m） 摩擦阻抗fc（kN/m2） 80 70 60 50 40 30 10 20 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0～6 34.34 6～12 54.94 12～20 70.63 附 著 力 係 數 α 摩擦阻抗fc (kN/m2)

某土壤試體初始受靜水壓力50 kPa 之作用，以 2 h v q σ σ − = 為Y 軸、 2 h v p σ σ + = 為 X 軸作圖，試繪下列各種荷重情況之應力軌跡：（25 分） σh保持不變，σv增至100 kPa。 σv保持不變，σh增至100 kPa。 σh與σv皆增至100 kPa。 σv保持不變，σh降至10 kPa。 σv增加25 kPa，同時σh降低25 kPa。 註：σv為垂直應力 σh為水平應力 98 年公務人員、關務人員升官等考試試題 類 科： 土木工程 科 全一張 （背面） 目： 土壤力學（包括基礎工程）

解釋下列名詞：（每小題5 分共20 分） 容許沉陷量（Allowable Settlement） 角變量（Angular Distortion） 平鈑載重試驗（Plate Load Test） 容許承載力（Allowable Bearing Capacity）

如圖所示為3 × 3 群樁布置之剖面示意圖，該群樁需承載上部結構傳下來之垂直載 重為1500 kN，圖中列出各土層之相關性質。群樁中每一支基樁之外徑為460 mm， 基樁中心距為920 mm。試計算此群樁之壓密沈陷量。（25 分） γ = 15.72 kN/m3 γsat = 18.55 kN/m3, eo = 0.8, cc = 0.2 γsat = 19.18 kN/m3, eo = 0.8, cc = 0.8 岩盤 5m 15m 地下水位 0.92m 正常壓密黏土 正常壓密黏土 砂土 18m 3m 3m γsat = 18.08 kN/m3, eo = 1.0, cc = 0.31