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高考申論題 107年 [土木工程] 土壤力學與基礎工程

第 一 題

📖 題組:
三、如下圖之均質有限邊坡與土壤參數,邊坡角度 β=70°,假設破壞滑動面為通過坡趾之平面,試回答下列問題:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

破壞面之臨界破壞角 θcr。(5 分)

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看到「均質有限邊坡」與「通過坡趾之平面破壞面」,應立即聯想到庫倫(Culmann)平面滑動破壞分析法。根據該理論,發生破壞之臨界平面角度必為邊坡傾角與土壤摩擦角總和的一半,直接帶入公式求解即可。

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【解題關鍵】使用庫倫(Culmann)平面破壞分析法之臨界破壞角公式:θcr = (β + ϕ') / 2。 【解答】 計算:

小題 (二)

最大臨界坡高 Hcr。(10 分)

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本題為標準的均質有限邊坡平面破壞問題。看到「破壞面為通過坡趾之平面」,應直覺想到使用庫倫(Culmann)平面滑動分析法。解題關鍵在於先透過極限平衡求出最危險破壞面角度 $\theta_{cr} = (\beta + \phi') / 2$,再將其代入力平衡導出的臨界坡高公式中求解。

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【解題思路】利用庫倫(Culmann)平面滑動分析法,先依據力平衡找出最危險(臨界)滑動角 $\theta_{cr}$,再代入公式求出最大臨界坡高 $H_{cr}$。 【詳解】 已知:

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