地特三等申論題
105年
[土木工程] 土壤力學與基礎工程
第 四 題
如下圖之重力式擋土牆與地層剖面,計算所需之土壤參數亦列於圖中,牆底與基礎土壤之交界面黏著力(adhesion)ca = (2/3)·c',介面摩擦係數tand= (2/3) tan。試以 Rankine 土壓理論,計算其主動土壓力與水壓力之分布、(5分)其側向合力之大小與作用位置,(10分)及其抗翻覆與水平滑動之安全係數。(10分)
📝 此題為申論題
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看到擋土牆穩定性考題，首先確認「地下水位」位置，這將影響有效應力、水壓力分布，以及牆底是否需考慮揚壓力。接著將側向土壓及擋土牆斷面「拆解為簡單幾何圖形（矩形與三角形）」以便計算合力與力臂。最後依序檢核抗翻覆（力矩平衡）與抗滑動（水平力平衡）安全係數，計算時別忘了基礎土壤的摩擦與黏聚力折減條件。
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【解題關鍵】利用 Rankine 土壓理論計算有效水平土壓力與水壓力，並建立力矩與水平力平衡以求得安全係數。 【解答】 為使計算簡便且合理，假設水的單位重 $\gamma_w = 9.8 \text{ kN/m}^3$。
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