水利工程 108 年土壤力學與基礎工程考古題

試說明下列名詞之意涵：（每小題4 分，共20 分） 有效應力（effective stress） 土壤液化（liquefaction） 相對密度（relative density） 過壓密比（overconsolidation ratio） 滲透係數（hydraulic conductivity）

欲了解某工址土壤可壓密程度，茲以取樣器取得500 ml 之土樣，稱其 重量為900 克，經烘乾後之重量為850 克。土樣之飽和度為27%，試 問土粒之比重為何？另將此土樣置於夯實模內，其在最疏鬆狀態時之體 積為640 ml，相對密度為70%，試求其在最緊密狀態時之體積為何？ （20 分）

在以下的流網中，土壤之滲透係數與單位重分別為5.2×10-6m/s 和19.8 kN/m3。 請求出⑴在下游端之滲流量，⑵在壩趾處A 點（圓點處）之孔隙水壓， ⑶臨界水力坡降。（20 分） 33380

一個橋墩的基礎預計將建置在一砂土層中，此砂土層15 公尺厚，地下常水 位在地表下3 公尺。砂土之單位重為18.8 kN/m3，飽和單位重為20.8 kN/m3， 以及有效摩擦角為34 度。若此橋墩之基礎形式為矩形淺基礎，長、寬及厚 度分別為4、2 與1 公尺，基礎底部埋設在地表下1 公尺處，則此淺基礎之 容許承載力為何？（20 分）

在實驗室以一過壓密黏土做傳統三軸壓密排水試驗，在壓密完成，施予軸 差應力的過程中，試體維持在100 kPa 之有效圍壓（Effective Confining Pressure）。試驗結果發現其應力應變為線性關係，故此黏土為一等向性完 全彈性材料（Isotropic Perfectly Elastic Material）。在剪切一開始，試體受 到一個Δεa = 0.9 %的軸應變增量後，所量測到的軸差應力增量為90 kPa， 以及體積應變增量為Δεv = 0.3 %。 請畫出此試體所經歷之應力路徑。（10 分） 在這個狀態下，請求出此黏土之剪力模數（Shear Modulus），楊式模 數（Young’s Modulus），統體模數（Bulk Modulus），與波松比（Poisson’s Ratio）。（10 分）