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高考申論題 107年 [土木工程] 土壤力學(包括基礎工程)

第 一 題

📖 題組:
一砂土試體進行三軸飽和壓密不排水試驗(SCU test),試體壓密完成之反水壓為 100 kPa,圍壓為 200 kPa,達到破壞時之軸差應力為 200 kPa,Skempton 孔隙水壓參數 A_f = 0.2,依上述條件回答下列問題: (一) 計算總應力與有效應力強度參數(c, φ)及(c', φ′)。(10 分) (二) 依 Lambe(1964)之定義,繪製此試體可能之總應力與有效應力之應力路徑。(10 分) (三) 推論此試體為緊砂或鬆砂狀態,並說明推論之依據。(5 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

計算總應力與有效應力強度參數(c, φ)及(c', φ′)。

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  1. 計算應力狀態
    • 總圍壓 σ_3 = 200 kPa,反水壓 u_0 = 100 kPa,故有效圍壓 σ'_3c = 200 - 100 = 100 kPa。
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【考點分析】 本題考查三軸 CU 試驗的應力分析、Skempton 孔隙水壓參數應用及有效應力原理。 【理論/法規依據】

小題 (二)

依 Lambe(1964)之定義,繪製此試體可能之總應力與有效應力之應力路徑。

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  1. 定義應力路徑座標 (p, q):Lambe 定義通常為 p = (σ_1 + σ_3)/2, q = (σ_1 - σ_3)/2。
  2. 計算起點與終點
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【考點分析】 考查應力路徑(Stress Path)的繪製,需正確運用 p-q 座標系統。 【理論/法規依據】

小題 (三)

推論此試體為緊砂或鬆砂狀態,並說明推論之依據。

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  1. 核心指標:判斷砂土鬆緊狀態在不排水試驗中主要觀察「孔隙水壓的發展」或「Skempton 參數 A_f」。
  2. 判別準則
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【考點分析】 考查砂土的剪力特性(剪脹與剪收縮)與 Skempton 參數 A_f 之關係。 【理論/法規依據】

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