水利工程 100 年土壤力學考古題

解釋下列有關土壤分類之名詞：（每小題5 分，共25 分） ㈠均勻係數（uniformity coefficient） ㈡曲率係數（coefficient of curvature or coefficient of gradation） ㈢液性限度（liquid limit） ㈣塑性指數（plasticity index） ㈤液性指數（liquidity index）

某砂土試體進行直接剪力試驗，所施加之正向應力為100 kN/m2，且試體於剪應力 為70 kN/m2時發生破壞。請繪摩爾圓（Mohr’s circle），並求此砂土之抗剪角φ、最 大主應力和最小主應力。另外，當施加之正向應力為250 kN/m2，試體會發生破壞 時之剪應力為多少？（25 分）

如下圖，有一7 m深之支撐開挖位於黏土中，開挖之長度L = 15 m，寬度B = 5 m。土 壤之凝聚力c = 50 kN/m2，單位重γ = 16 kN/m3，支承力因子Nc = 7.25。試求此開挖底 部抗隆起之安全係數。（25 分） 5 m 2 m 2 m 2m 1 m 黏土 c = 50 kPa γ = 16 kN/m3 開挖底部

試設計一長方形聯合基腳（rectangular combined footing），以承受下圖所示的載重； 其中P1 = 250 tons，P2 = 150 tons，L1 = 1.5 m，L2 = 4 m。而土壤的淨容許承載力為 qnet(all) =150 kPa。試求此聯合基腳的長度及寬度。（25 分） P1 P2 L1 L2

有一圓形鋼管樁植入某黏土為主地層以承載350 kN之設計載重，該土層之不排水剪 力強度Su在地表至地表下10 m為 50 kPa，在地表下10 m ~ 30 m為200 kPa，地下水 位位於地表，此一鋼管樁之內外徑分別為400 mm和406 mm。若安全係數取為 3.0，採用α法決定樁身之摩擦阻力，土層之不排水剪力強度為50 kPa、200 kPa時， 設計規範之α值分別為0.75、0.55，試問所需之基樁長度？（20 分）