水利工程 95 年土壤力學考古題

請根據單向度壓密理論回答下列各題： 地層剖面和地表均佈荷重如下圖所示，平均壓密度(Uave)與時間因素(T)之關係如 下表。試求黏土層之壓密沈陷量累積到0.5m 時所需之時間。（15 分） 「因為平均壓密度只與時間因素有關，所以土壤壓密速率與土層厚度無關。」請 評論以上之陳述。（10 分）

試將下列名詞譯為中文，並加以解釋說明在那些條件下，可能會發生這類的問題？ 又如何用工程的方法克服這些問題？（25 分） liquefaction piping settlement heaving active failure

請根據莫耳-庫侖剪力強度理論回答下列各題： 進行三軸CU 試驗，土樣為正常壓密黏土，壓密應力為300kN/m2。試體破壞時之 超額孔隙水壓( df u ∆ )為180kN/m2，軸差應力( df σ )為220kN/m2。試計算此土樣之 有效摩擦角φ′＝？（15 分） 若已知由三軸CU 試驗求得之有效摩擦角為φ′＝a，則以相同之土樣進行三軸CD 試驗，壓密應力也是300kN/m2。請預測此試體破壞時之超額孔隙水壓和軸差應 力。（10 分） Uave T 0.1 0.008 0.2 0.031 0.3 0.071 0.4 0.126 0.5 0.197 0.6 0.287 0.7 0.403 0.8 0.567 0.9 0.848 0.95 1.163 1.0 ∞ 95 年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號： 類 科： 土木工程、水利工程 全一張 （背面） 32710 32810

某工地在鑽探時，利用薄管取得飽和黏土試體，進行CU 三軸試驗，獲得下表的數據， 試利用該數據求取相關的剪力強度參數。（25 分） 試體編號 圍壓 kN/m 2 軸差應力 kN/m 2 破壞時孔隙水壓 kN/m 2 試驗終了應變 % A 75 220 30 10 B 125 265 50 10

有一個埋置於砂土層之方形基腳承受單柱垂直荷重，基腳埋置深度 f D ＝2.0m，砂土 層設計參數如下：修正SPT-N 值 cor N ＝12，單位重γ ＝18.0kN/m3，摩擦角φ′＝34°。 地下水位在基腳底面以下，可不計其影響。 若已知此基腳必須承受之垂直荷重為Q＝1600kN，假設基腳之容許沈陷量為 30mm，試用以下公式設計基腳寬度。（15 分） ) 4. 25 ( 98 . 11 e d cor a S F N q ＝ 其中 ＝ a q 容許垂直應力(kN/m2)； cor N ＝修正SPT-N 值； 修正係數 33 .1 33 .0 1 ≤ + = B D F f d ， f D 為埋置深度，B 為基腳寬度； e S ＝容許沈陷量（單位必須用mm）。 砂土層「修正SPT-N 值」是針對何種效應進行修正？為何需進行修正？（10 分）

何謂反循環基樁（Reverse Circulation Pile）？說明其施工之步驟。（10 分） 何謂基樁之負摩擦力（Negative Skin Friction）? 在可能發生基樁負摩擦力之地層 有何處理對策？（15 分）

有一預鑄混凝土樁，以打擊方式埋置於均勻之砂土層中，地下水位約在地表附近， 基樁設計參數如下：圓形斷面，樁長20m，樁徑40cm；砂土層參數如下：摩擦角 φ′＝32°，飽和單位重 5. 18 = sat γ kN/m3。 假設樁身摩擦力計算之參數如下：樁-土摩擦角 φ δ ′ = 8.0 ；臨界深度 D L 20 = ′ ，D 為 樁徑；側向土壓力係數K＝1.2。而且已知樁底之極限支承應力qb= 1200 kN/m2。若 安全係數採用3，則此基樁之容許垂直承載力，Qa＝？（15 分） 如果樁長不變，樁徑增加為50cm，但施工方式改為場鑄式。請問Qa 值會如何改 變？為什麼？請用定性觀念說明，不用定量計算。（10 分）

如下圖所示，有一方型基腳3m×3m，埋置於均勻砂質礫石層內2.0 m 深處，已知在 地下水位面以上之γ＝19 kN/m 3，地下水位面以下之γsat＝22 kN/m 3，且此砂質礫石層 之φ＝32°，安全係數Fs = 3.0，求下列情況下之土層容許載重（Qall）。（25 分） 已知：Nc＝36, Nq＝23, Nγ＝20 地下水位距地表8 m。 地下水位距地表3 m。 地下水位距地表1.2 m。 0.6m 1.4m Qall 3m × 3m