水利工程 109 年土壤力學考古題

某一夯實後之土壤，其單位重22 kN/m3，含水量12 %，比重2.68。請計 算該土壤之乾單位重、飽和度，以及孔隙比。（25 分）

如何進行黏土的三軸壓密不排水試驗（CU Test）？如何由試驗結果，分 別得到土壤之不排水及排水剪力強度參數？（25分）

某一過壓密黏土進行三種不同應力路徑之三軸試驗，三個試樣於破壞時之 有效應力示於下圖，試求出該黏土之剪力強度參數c、。（25 分）

某一2 m×2 m寬之正方形基腳，置於地表下0.8 m處，基腳正中心同時承受 垂直載重1500kN和一個彎矩載重300 kN-m，如圖一所示，且地下水在極 深處。 試求此單向偏心彎矩載重及垂直載重導致贅餘力（Resultant force）之偏 心距eB為何？並計算基礎因此贅餘力而承受最大（qmax）和最小（qmin） 的承載應力各為何？（10分） 基礎下的土壤參數如圖一所示，當ø′ = 34°時，其承載力因子Nc = 52.6， Nq = 36.5，Nγ=39.6，求可承擔的極限承載應力（qu）為何？（15分） （提示：有效寬度B′ =(B - 2×eB)） 圖一 35980

一個直徑350 mm 之鋼管樁鑽掘至20 公尺之土層中，其樁壁與土壤之單 位摩擦fs = 50 kPa，樁之淨底承載 9000 kPa tq'  。設計此樁之安全係數為 3，請計算該樁之容許承載力。（25 分）

某基地土層剖面，自地表面開始，包含5 m的砂土，其下面是13 m厚的黏 土，地下水在地表面以下2.8 m。地下水位以上的砂土單位重是19 kN/m3， 水位以下的砂土飽和單位重是20 kN/m3。黏土之飽和單位重是15.7 kN/m3， 有效摩擦角是35°，過壓密比是2.0。試計算地表面以下11.0 m深處的垂直 總應力、垂直有效應力、水平總應力、水平有效應力各為何？ （提示：Ko=(1-sinø′)×(OCR)sinø′）（25分）

在一砂土層中，其剪力強度為c = 0 kPa = ° 37   ， ，單位重γ = 19.2 kN/m3 ，地下水位在極深之處。該處興建工程所需，將建置一連續基角，容許之 線承載650 kN/m，若該基礎之底部埋設至底表0.5m 處，在安全係數為2 的前提下，該連續基角之寬度為何？（25 分） Nc = 70.1；Nq = 53.8；N= 68.1 100 kPa 1230 kPa 460 kPa 450 kPa 0 2350 kPa 側向拉伸 Lateral Expansion 軸向壓縮 Axial Compression 側向壓縮 Lateral Compression

某20 m長之實心混凝土樁，樁徑60 cm，打進兩層飽和黏土中，如圖二所 示。樁身摩擦力採用總應力α方法計算，設當不排水剪力強度Su = 70 kPa 時，α= 0.55；當Su = 200 kPa時，α= 0.48。另樁底承載應力因子Nc = 9.0。 在分別考慮樁身摩擦力及樁底之極限承載力之貢獻後，計算該樁總極限 承載力為何？（25分） 圖二