水利工程 99 年土壤力學概要考古題

有一現地卵礫石試樣之粒徑分析試驗，試樣挖取後之試坑總體積為0.11008 m3， 其餘試驗資料如下表所列，水密度為1000 kg/m3，試求該試樣通過3"篩之乾密度 （kg/m3）？（20 分） 篩網 尺寸 個別留篩 濕重(kg) 含水量 (%) 礫石 比重 6" 9.24 0.51 2.54 3" 41.94 1.62 2.44 3/2" 47.36 1.37 2.39 3/4" 27.38 1.94 2.38 <3/4" 119.36 6.39 -

某一1 m3之濕土試樣質量2100 kg，其含水量為12%，假設土粒密度為2.7 Mg/m3。試 計算：（25 分） 孔隙比 孔隙率（porosity） 乾密度

兩土壤試體進行三軸排水剪力試驗（CD test），試體甲所承受之圍壓為70 kN/m2，軸 差應力為130 kN/m2；試體乙所承受之圍壓為150 kN/m2，軸差應力為225 kN/m2， 試以莫爾圓法（Mohr Circle Method）計算土體之抗剪強度參數（摩擦角與凝聚力）。 （20 分）

某取土場之土壤用於填土工程，根據室內試驗求得該土壤之平均乾單位重14 kN/m3， 含水量20%，土粒比重2.70。填土工程設計土方體積為2×104 m3，滾壓後要求土壤平 均乾單位重16 kN/m3，試求：（25 分） 取土場所需挖取土壤之體積。 壓實後土壤之孔隙比及飽和度。

將一般黏性土壤從乾燥狀態逐漸添加水量，但夯實能量保持一樣時，試說明夯實後 之土壤乾密度（γd），為何會逐漸增加至某一最大值後逐漸減少。（20 分）

何謂土壤直接剪力試驗（Direct Shear Test）？試說明其試驗設備、試驗程序及可獲 得之資料。（25 分）

有一均勻砂土層（摩擦角φ′＝30°），土壤單位重為20 kN/m3，地下水位位於地表， 試求地表下10 m處，土體靜止狀態之垂直及水平土壓力。（20 分）

某一砂土試體之有效內摩擦角為35°，進行不排水三軸剪力試驗，初始圍壓 c 3 σ 與破 壞時之圍壓 f 3 σ 皆維持為1000 kPa，在破壞時之最大剪應力 max τ 為660 kPa。試求破 壞時之主應力差及產生之孔隙水壓力。（25 分）

試說明流性曲線（flow curve）之定義與用途。（20 分）