水利工程 115 年土壤力學考古題

回答下列土壤分類問題並提供回答之依據說明： ㈠說明進行AASHTO 及USCS 無機土壤分類所需資料，並列出各自必要 之篩號。（10 分） ㈡比較AASHTO 及USCS 對粗顆粒土壤（coarse-grained soil）分類之差 異。（5 分） ㈢針對土壤分類符號分別為：（a）SP-SM 及（b）OL 土壤，請列出其分 類之條件（criteria）及須進行之試驗。（10 分）

回答下列凝聚性土壤工程性質試驗問題： ㈠回答下列三種土壤三軸試驗類型其可提供之飽和黏土之剪力強度參數 及對應於現地之狀況：（a）飽和壓密排水試驗（SCD），（b）飽和壓 密不排水試驗（SCU）及（c）飽和不壓密不排水試驗（SUU）。（15 分） ㈡列出三種SPT 試驗可推估之凝聚性土壤力學性質。（10 分）

回答下列基礎設計問題： ㈠說明Terzaghi 的條型基礎公式中，地下水位（Dw）位於基礎埋置深度 （Df）以下但下方基礎寬度（B）深度內，即 f w f D D D B 條件下， 如何進行地下水位修正。（10 分） ㈡列出Meyerhof（1963）通用承載力公式（general bearing capacity equation） 中，除Terzaghi 原有承載力因子外，增加之三類因子。（5 分） ㈢說明何謂有效面積法（effective area method）及其應用於計算極限承載 力與安全係數之流程。（10 分）

一砂土層其有效摩擦角（'）為30°，總體單位重為16 kN/m3，開挖深度 為6 m，回答下列側向土壓力及擋土支撐（braced cut）問題： ㈠列出為何開挖擋土支撐時，開挖側向壓力分佈非為Rankine 主動土壓力 之原因。（7 分） ㈡繪出Rankine 主動破壞（active failure）及Peck（1969）設計壓力包絡線 （design pressure envelope）對此開挖面側向壓力分佈並計算此開挖面之 合力（resultant force）大小及作用深度。（10 分） ㈢此擋土支撐系統內外總水頭差為6 m，所對應之流線網其水力坡降數 （number of potential drops）為8，鄰近開挖面最短流線長度為0.8，土 壤比重為2.65，孔隙比為0.5，計算開挖面抗管湧之安全係數值。（8 分）