水利工程 97 年大地工程學考古題

試定義液性限度（liquid limit）及塑性限度（plastic limit），並說明它們所代表的物 理意義。若某土樣之液性限度為35，塑性限度為20，自然含水量為38%，且甚少 有機質，則請依據塑性圖（plasticity chart）研判此土壤之分類符號；並由其液性指 數（liquidity index）說明此土壤之工程性質。（20 分）

某飽和黏土層厚6 m，其上下方皆為砂土層。由壓密試驗得知，此黏土之滲透係數 k＝3.5×10-8 cm/sec，壓縮指數Cc＝0.30，於有效垂直應力120 kPa 作用下之孔隙比 e＝1.0。試問若此黏土層中間處所受之垂直應力達到200 kPa 時，此黏土層將會產 生多少之沉陷量？又達到50%之沉陷量時，需時多久？（註：水之單位體積重γw 為9.8 kN/m3）（20 分）

有一連續基腳（strip footing）須承受1000 kN/m 之外加垂直載重。基礎底部擬位於 砂土層內距地面1.0 m 之深度處。砂土之有效應力強度參數為c'＝0，φ '＝35°。假 設地下水位可能升至地表下0.5 m 處，而水位以上砂土的單位重為18 kN/m3，水位 以下之飽和單位重為20 kN/m3。若安全係數採用3.0，試以Terzaghi 法求此連續基 腳所需的寬度。（φ '＝35°時，Nc＝57.75，Nq＝41.44，Nγ＝45.41，水之單位體積 重γw 為9.8 kN/m3）。（30 分）

某東西向公路興建時，將有一路段經過起伏之山區。茲因道路高程之要求，必須開 挖一小山頭，並將挖除之土石填入凹地，填土最厚處可達15 m。開挖後道路兩側之 邊坡坡度為45°。由工址之地質調查顯示，風化表土約為1 m，主要之岩層為頁岩 層，其走向為N80°E，向南傾斜20°。又水壓計之量測顯示，預定路面深度處之壓 力水頭為2 m。試問：（30 分） 道路及周邊環境可能出現那些工程問題？ 為檢核成果是否可達要求，應進行那些試驗或分析？ 若檢核結果未達要求時，請建議改善之措施。