土木工程 98 年大地工程學考古題

如圖所示，一厚度7 m之黏土層其過壓密比（OCR）為2。由壓密試驗所得之e- log 曲線可知壓縮係數Cc = 0.35，膨脹係數Cs = 0.07。因開發大面積填方將使應 力增加∆σ = 200 kN/m2。假設在地下水位以下的砂層與黏土層均完全被水飽和 ，且忽略壓密導致地下水位變化對土壤單位重之影響。請回答下列問題： 因填方導致黏土層之壓密量為何？（10 分） 該黏土層完成50%壓密所需的時間為30 天，則完成95%壓密所需的時間為多久？ （Tv,50 = 0.197, Tv,95 = 1.129）（5 分） 體積壓縮係數mv為0.0002 m2/kN則導水度（Hydraulic conductivity, k）為何？（5 分） ∆σ 初始狀態 砂層 黏土層 Gs = 2.7 Gs = 2.6 水位面以上w = 5% 飽和時w = 40% e = 0.6 - 地表 3m 7m 3m 地下水位 砂層 礫石 黏土層

有一黏土試體之三軸壓密不排水（CU）壓縮試驗結果如下表所示： 壓密完成狀態 破壞時狀態 總應力σ3c (kPa) 孔隙水壓uc (kPa) 總應力σ3f (kPa) 總應力σ1f (kPa) 孔隙水壓uf (kPa) 第一組 550 300 550 1250 150 第二組 800 300 800 1800 200 試求出有效應力內聚力（c'）及摩擦角（φ'）。（10 分） 試求出第二組試驗達到破壞時，破壞面上之正向應力與剪應力。（5 分） 試求出這兩組試驗Skempton 的孔隙水壓參數 f A 為何？ ) ( B A A ⋅ = （3 分） 若本試體以同樣的兩組有效圍壓應力進行三軸壓密排水（CD）壓縮試驗，試問試 體的體積會膨脹或縮小？（2 分） 98年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、消 防設備師考試、普通考試不動產經紀人、記帳士、第 二次消防設備士考試暨特種考試語言治療師考試試題 類 科： 土木工程技師 全一張 （背面）

某一筏式基礎底部尺寸為12 m × 10 m，此筏基承受20 MN的垂直載重。筏基位於 一飽和黏土層，此黏土層之不排水凝聚力為 cu = 30 kN/m2 ，黏土單位重為18.9 kN/m3。 若此筏基為完全補償式基礎，求解此筏基的深度Df 。（5 分） 若要求此筏基抵抗支承力破壞的安全係數為3.0，求解此筏基的深度Df 。（15 分） 註：位於飽和黏土層筏基之淨極限支承力公式為： qu（net） = 5.14 × cu × [1 + 0.195（B/L）] × [1 + 0.4（Df/B）]

如右圖所示，某一懸臂式板樁被貫入黏土層， P 板樁上端受一水平力P = 25 kN/m 作用， L L = 3.5 m。黏土層之飽和單位重γsat = 17.0 kN/m3 ， 內摩擦角φ = 0o，凝聚力c = 15 kN/m2。試求此板樁 地表 之理論貫入深度D。（20 分） D 黏土層

某規劃中之水庫大壩壩址預定位置及其鄰近，經地質調查顯示地層係由上新世的砂 岩、頁岩及砂頁岩互層組成，層理發達，有一組明顯的節理，其垂直向量（Normal） 的投影圖如附圖所示（粗黑點為組平均點）。試問圖中之A、B，何者為層理？何者 為節理？其走向、傾角各為何？若壩址所在河道與層面走向垂直，且地層傾角向下 游傾斜，試問本壩址適合否（請說明理由）？若壩址所在河道與層面走向平行，試 問本壩址適合否（請說明理由）？（20 分） 附圖（下半球投影） 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 320 330 340 350 40 30 20 10 0 B A