水利工程 100 年土壤力學概要考古題

解釋下列名詞：（25 分） 阿太堡限度（Atterberg Limits） 風化作用（Weathering） 土粒比重（Specific Gravity） 孔隙比（Void Ratio） 飽和度（Degree of Saturation）

自一土壤的粒徑分布曲線求得其 mm D 45 .1 60 = ， ， mm D 92 .0 30 = mm D 43 .0 10 = ， 試求其均勻係數（uniformity coefficient）與曲率係數（coefficient of curvature）。 （25 分）

試說明土壤受到外加荷重後，發生沉陷之類別。（10 分） 在某一5 m厚之正常壓密黏土層施予荷重，黏土層中央處之垂直應力從720 kPa增 至1200 kPa。假設黏土層為單向度排水壓密，壓縮指數Cc＝0.20，初始孔隙比e0 ＝0.8，試計算其壓密沉陷量。（15 分）

有一混凝土壩，在上游端設有版樁截水設施，如附圖所示。 試繪其流線網並計算其滲流量。(10 分) 試求壩趾之水力坡降，並研判是否會發生管湧現象。（15 分） （壩體單位長度重量 ton/m 100 W = ，土壤滲透係數 m/sec 10 5 k 5 − × = ） 土壤 14.4 m 岩盤 El. +6 m El. 0 sec / m 10 5 k 5 − × = El. -18 m El. -9 m El. -1.5 m El. 0

某一土壤試體為正常壓密黏土（Normally Consolidated Clay），進行三軸排水剪力 試驗（CD test），其承受圍壓為80 kN/m2。根據莫爾庫倫破壞準則（Mohr-Coulomb failure criterion），獲知其內摩擦角為30°。試計算該土體在破壞情況時之軸差應力。 （25 分）

試比較說明靜止土壓力係數、主動土壓力係數及被動土壓力係數之大小。並繪製示 意圖說明各種土壓力可能發生之狀況。（25 分）

如圖所示之擋土牆背填土為砂質土壤，其摩擦角為35°，地下水位與地表同高，牆 高為5 m。試計算及繪出背填土之垂直有效應力、孔隙水壓力、側向主動土壓力分 布圖，並求出作用在擋土牆之合力大小與位置（由牆底起算）。（25 分） γsat＝18.2 kN/m3 ° = φ′ 35 0 c = ′

何謂土壤三軸剪力試驗（Triaxial Shear Test）？試繪圖說明其試驗種類、步驟及可 獲得之資料。（25 分）