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101年
測量、土木、建築工程概要
第 3 題
📖 題組：
有關土壤力學，請依下列敘述作答：
有關土壤力學，請依下列敘述作答：
如【圖 6】所示，若開挖並且配合抽水機將坑內水抽除，求產生砂湧或坑底面發生龜裂現象之開挖臨界深度 d1。（含算式）（4分）
📝 此題為申論題
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本題考查開挖工程中「底面隆起（Heave）」或「砂湧」之臨界條件評估。當坑底下方存在受壓含水層（砂土層）時，若剩餘黏土層之覆土總重量不足以抵抗下方含水層的向上水壓力，便會發生坑底龜裂。解題關鍵在於令剩餘土層之向下總應力等於砂土層頂部的向上水壓力，藉此求出最小剩餘土層厚度及最大開挖深度。
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根據題意與【圖 6】所示，坑底發生龜裂或砂湧（底面隆起）的臨界條件，為開挖後「剩餘黏土層的向下總重量」恰好等於「底部砂層頂部的向上水壓力」。 1. 基本參數整理：
- 黏土層總厚度：$H = 5\text{ m} + 8\text{ m} = 13\text{ m}$
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