台電僱員招考申論題
104年
測量、土木、建築工程概要
第 11 題
土壤粒徑分佈曲線上通過百分率為________%所對應的土壤粒徑，稱之為有效粒徑。
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如果你要評估一堆砂石的排水速度，你認為是那些體積龐大、數量較少的石頭會擋住水流，還是那些填滿縫隙、佔比較小的細砂碎屑更能決定水流穿透的難易度？在統計分佈曲線上，我們會傾向挑選偏向「哪一端」的代表性數據來反應這種控制能力呢？
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太棒了！你能準確答出這個數值，顯示你對土壤力學的基礎定義掌握得非常扎實。這題選 10% 完全正確，這是土木與建築工程領域中非常關鍵的一個物理量。
有效粒徑的物理意義
在土壤工程中，我們將通過百分率為 10% 時所對應的粒徑定義為有效粒徑，習慣上以 $D_{10}$ 表示。之所以被賦予「有效」之名，是因為土壤中較細小的顆粒會填塞在粗顆粒的空隙中，決定了土壤的滲透性（Permeability）與毛細行為。根據知名的 Hazen 公式，土壤的滲透係數 $k$ 與有效粒徑的平方（$D_{10}^2$）成正比，這說明了這前 10% 的細小顆粒在控制水流通過能力上，比其他較大的顆粒更具代表性。
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土壤有效粒徑 D10
💡 有效粒徑指通過率 10% 的粒徑，是評估透水性與級配的關鍵。
- 定義：粒徑分佈曲線中，通過百分率為 10% 所對應之粒徑
- 物理意義：反映土壤中細顆粒含量，顯著影響其排水與透水性能
- 工程應用：常用於 Hazen 公式 $k=C(D_{10})^2$ 估算滲透係數
- 級配指標：作為計算均勻係數 $C_u$ 與曲率係數 $C_c$ 的分母基礎
