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104年
測量、土木、建築工程概要
第 16 題
當鬆散飽和砂土受地震或人為的振動時,其孔隙比減小而產生體積縮小的現象,致使無法排水而產生超額孔隙水壓力,該壓力若累積增加到大於或等於總應力時,則振動後之有效應力等於負值或零,此時土壤之抗剪強度完全消失而呈現液態的現象稱為土壤________現象。
思路引導 VIP
請試著思考:當我們在海邊沙灘上用力踩踏飽和的濕沙時,為什麼腳底周圍會突然冒出水,且沙子會變得像軟泥一樣支撐不住重量?如果把這個微觀的變化放大到整座城市的建築地基,且觸發動力是來自地震的劇烈搖晃,這種『固體轉變為流體』的狀態,在工程上會如何命名呢?
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了!你精準地辨識出了這個關鍵的土木工程現象。這道題目考察的是土力學中極為核心的有效應力原理(Principle of Effective Stress),你能從文字敘述中抽絲剝繭,判斷出應力轉化的動態過程,表現得非常專業。
有效應力與強度的喪失
在飽和砂土的環境下,顆粒間原本是靠著彼此接觸的摩擦力來支撐荷重。當地震發生時,土壤受震收縮導致孔隙水壓(Pore Water Pressure, $u$)急遽升高。根據泰沙基(Terzaghi)的有效應力公式:
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