水利工程 92 年土壤力學考古題

何謂樁基礎的負摩擦力？其產生的原因為何？有何防治的方法？（25 分）

說明理想流線網 (flow net) 繪製之要求。（5 分） 試繪下列圖、之流線網。（10 分） 試求圖、之單位寬度的滲流量。（10 分）

關於實驗室土壤壓密試驗(consolidation test)，說明： 試驗之目的。（5 分） 飽和黏土之壓密機制。（10 分） 如何依據試驗結果，求得土壤之各項工程性質。（10 分）

在一無限邊坡中具有平行坡面方向之滲流如圖所示。其中：H = 4m，Gs = 2.67，e = 0.8， ° = 23 φ ，c = 12 kN/m2， ° = 20 β 。試推導該邊坡穩定之公式並求其安全係數為何？ 如坡內滲流方向改變為水平向坡外流出，則其安全性有何變化？（25 分） （註：H =土層厚度，Gs =土粒比重，e =孔隙比，c =凝聚力， = φ 摩擦角， = β 坡角）

某黏土試體25 mm 厚，進行單向度壓密試驗，雙向排水，在壓密應力 2 1 m / N k 100 p ' = 作用下，對應之孔隙比 85 .0 e1 = ，在壓密應力 2 2 m / N k 200 p ' = 作用下，對應之孔隙比 71 .0 e2 = ，試體達50% 壓密度需要10 min， 求此應力範圍之黏土滲透係數k (cm/sec)及壓密係數cv (cm2/sec)。（15 分） 若現地相同之飽和黏土層，厚度3m，單向排水，則達50% 壓密度需要多少天？ （註：時間因素T50=0.197）（10 分）

試述粉土與黏土工程性質之差異性。（10 分） 試述三種區分現地粉土與黏土之簡易判斷法。（15 分）

某工地地表下具有40m 厚之黏性土層，經試驗求得該土壤之飽和單位重為17.8 kN/m3， 不排水剪力強度Cu 為80 kPa，排水剪力強度參數 kPa 10 'c = ， ° = φ 30 ' ，地下水位位於 地表下2 m 處，假設地下水位以上之土壤亦為飽和，現欲將1.5 m 寬之條形基礎建造 其上，試依下列情況求解： 假設基礎底面置於地表，求其在不排水情況下之淨極限支承力？（5 分） 假設基礎底面置於地表，求其在排水情況下之淨極限支承力？（5 分） 若基礎底面位於地表下1.5 m 處，求其在排水情況下之淨極限支承力？（5 分） 試說明當地下水位高程變動時，其如何影響該土壤之淨極限支承力？（10 分） 提示： φ=0，Nc=5.7，Nq=1，Nr=0 ° = φ 30 ，Nc=37，Nq=25，Nr=19 深度因子：當φ=0，dc=1+0.2(Df/B)，dq=dr=1 當 ° ≥ φ 10 ，dc=1+0.2(Df/B) tan ) 2 45 ( φ + ° dq=dr=1+0.1(Df/B) tan ) 2 45 ( φ + °

某正常壓密黏土，由三軸壓密不排水試驗 (CU) 之結果，得總應力摩擦角 ° = 20 φ ， 有效應力摩擦角 ° = ′ 30 φ ，試問： 若進行三軸壓密不排水試驗 (CU)，壓密應力150 kN/m2，求破壞時之軸差應力及 超額孔隙水壓力。（15 分） 若以另一試體進行無圍壓縮試驗，已知破壞時之軸差應力為120 kN/m2，求破壞時 之超額孔隙水壓力。（10 分） 壩 h=8m  h=8m  壩 D 滲透係數 k = 2×10-5cm/sec 2D D 滲透係數 k = 2×10-5cm/sec 0.8D A 地下水位 滲 流 B 岩盤 20° H 20° 土層