水利工程 103 年土壤力學概要考古題

試說明 影響土壤夯實之重要因素。（10 分） 列舉三種常用之土壤夯實 技術。（15 分）

試就土壤三相圖（固體顆粒、空氣、水）說明孔隙比（void ratio, e）、孔隙率 （porosity, n）、 d ρ （乾密度）、 r S （飽和度）、 sat ρ （飽和密度）、 w ρ （水之密度）、 s ρ （固體顆粒密度）、ρ（土壤密度）以及w（含水量），並推導下列關係式：  s r w wρ e S ρ  （5 分）  e 1 e S ρ ρ ρ r w s    （5 分）  壓密度（率）= o e 1 e   （5 分）

試繪製下圖所示地下室開挖抽水後均勻等向性土壤之流線網。（25 分）

在進行黏土的液性限度試驗（Liquid Limit﹐LL）時，某組同學針對七組含水量試樣， 得到的打擊數N（blow number），依含水量低至高分別為N1~7=60、48、31、19、 12、7、4，請說明七組對應的w-N 結果。  如何選用決定LL 的流性曲線（Flow curve）？（10 分）  並適度提出你對本試驗結果的建議。（15 分）

某一土壤之不排水直接剪力試驗結果如附表所示。直剪盒之截面積為3600mm2，壓 力衡圈測微精度為0.01mm，每0.01mm 代表8.4N 荷重。試繪出剪應力與正向應力 之關係圖，並求出土壤之剪力強度參數c、。（25 分） 正向應力（kN） 0.2 0.4 0.6 應變（%） 測微計讀數 1 8.5 16.5 28.0 2 16.0 27.0 39.0 3 22.5 34.9 46.8

試說明夯實（Compaction）與壓密（Consolidation）的原理；並就所施加外力（或 荷重）的方式，以及土粒顆粒趨於緊密，孔隙減少的機理比較說明。（20 分）

27.5 39.9 52.3

試就下圖，依原圖比例繪製滲流通過土層的流網（Flow Net），說明流網繪製要點， 以符合二維Laplace’s Eq.的圖解條件。（15 分）

31.3 45.0 56.6

於正常壓密的均勻砂土層10 m 深度取樣，進行三軸CD 試驗。已知水位在地表（GS）， 水之密度 w ρ = 1 Mg/m3，該土層飽和密度 sat ρ =2.0 Mg/m3，三軸試驗結果=30°。  依此條件請計算繪求靜止側向圍束的有效覆土莫耳圓。（10 分）  並以側向減壓（如地下室深開挖）施工的過程，試繪求主動側向土壓力破壞的莫 耳圓與其值（ a σ）。（15 分）

33.4 16.0 59.7

33.4 47.6 61.7

33.4 47.6 62.7 9 47.6 62.7 10 62.7 四、試說明液性指數（Liquidity Index）之定義與物理意義暨如何求得與應用？（25 分） 抽水井 地下室開挖 地下水位線（抽水後） 均勻等向性砂土 不透水岩盤