高考申論題
106年
[土木工程] 土壤力學(包括基礎工程)
第 一 題
📖 題組：
某試體做三軸試驗，在可完全壓密條件下，施加圍壓 200 kN/m2，然後在不排水條件下，再將圍壓增加到 350 kN/m2，並量到孔隙水壓力為 144 kN/m2。而後在不排水條件下，再開始對試體施加軸差應力，直到試體破壞為止，並同時得到下列結果： 軸向應變（%） 0 2 4 6 8 10 軸差應力（kN/m2） 0 201 252 275 282 283 孔隙水壓力（kN/m2） 144 244 240 222 212 200
某試體做三軸試驗，在可完全壓密條件下，施加圍壓 200 kN/m2，然後在不排水條件下，再將圍壓增加到 350 kN/m2，並量到孔隙水壓力為 144 kN/m2。而後在不排水條件下，再開始對試體施加軸差應力，直到試體破壞為止，並同時得到下列結果： 軸向應變（%） 0 2 4 6 8 10 軸差應力（kN/m2） 0 201 252 275 282 283 孔隙水壓力（kN/m2） 144 244 240 222 212 200
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
試求孔隙水壓參數 B 為何？（10 分）
思路引導 VIP
看到本題應立即聯想到 Skempton 孔隙水壓力方程式 Δu = B[Δσ3 + A(Δσ1 - Δσ3)]。在施加軸差應力前的等向加壓階段，軸差應力為零，孔隙水壓力的變化純粹由圍壓增量引起，因此直接利用 Δu / Δσ3 即可求得 B 參數，後段的表格數據為干擾資訊（主要用於求 A 參數）。
小題 (二)
試求出不同應變值下所對應之孔隙水壓參數 A 各為何？並繪出孔隙水壓參數 A（縱座標）對軸向應變（橫座標）之關係圖。（10 分）
思路引導 VIP
本題的考點在於 Skempton 孔隙水壓公式的兩階段應用。看到題目先想到，第一階段的不排水圍壓增加是用來求參數 B，第二階段施加軸差應力產生的孔隙水壓增量則用來求參數 A。切記不可忽略參數 B 而直接將 A 算作 Δu/Δσd。
小題 (三)
並說明破壞時孔隙水壓參數 A 為何？（5 分）
思路引導 VIP
運用 Skempton 孔隙水壓公式解題。先利用第一階段等向圍壓增量與孔隙水壓求得參數 B，再利用第二階段軸差應力與孔隙水壓力增量求出破壞時的參數 A。