水利工程 112 年大地工程學考古題

土壤元素A 位於地表下10 m 處，地下水位在地表面，如下圖。該砂土 層靜止側向土壓係數Ko = 0.4，試計算下列土壤條件： A 點之有效應力莫爾圓。（10 分） 最大（有效）剪應力及其方向（請繪自由體圖）。（5 分）

有一地層如下圖，初始地下水位在地表。可壓縮土層為粘土層，試求： （每小題5 分，共30 分） 粘土層中點之初始有效應力。 於2023 年11 月30 日上午09：00 地下水位洩降至地表下3 m，試求 水位洩降後粘土層中點長期之有效應力。 粘土層之預壓密應力為100 kPa，請判斷水位洩降後粘土層為何種壓 密行為之土壤？ 試計算粘土層因洩降水位造成之壓密沈陷量。 若干年後，該粘土層壓密沈陷量達1 公分，其壓密度為何？ 若其壓密係數Cv=0.4 cm2/天。當該粘土層壓密沈陷量達1 公分時，自 2023 年11 月30 日起已經過了多少天？ 說明： 膨脹指數Ce 為壓縮指數Cc 之1/10，壓縮指數Cc=0.5。 對於平均壓密度U≦60%之土壤，時間因數Tv=(π/4)(U/100)2；平均壓 密度U＞60%之土壤，時間因數Tv=1.781-0.933 log(100-U)。

試說明：（每小題8 分，共24 分） 何謂埋置於砂性土壤之樁基礎臨界深度？ 何謂土壤受震時之土壤液化現象？ 液化土壤中之樁基礎產生樁身負摩擦力之機制為何？

請說明工程地質調查的目的。（16 分）

請計算並說明： 下圖未固結土層厚度為50 m 之地盤自然振動頻率。（10 分） 說明座落於該地盤之高樓層建物與低矮建物於水平地震波作用時，何 種建物種類較容易發生破壞（需說明理由與破壞機制）。（5 分） 粘土clay γsat=22 kN/m3 e=0.7 Ce=Cs=1/10 Cc 砂sand γsat=21 kN/m3 砂sand γsat=21 kN/m3 e=0.7, w=10% 3 m 4 m 3 m 4 m 砂sand γsat=19 kN/m3