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107年
測量、土木、建築工程概要
第 16 題
某砂土之比重(Gs)為 2.60，試問當此砂土孔隙比(e)為 0.80，該砂土之臨界滲流水力梯度(icr)為___。(計算至小數點後第 2 位，以下四捨五入)
思路引導 VIP
當水流由下往上穿過砂土層時，如果水流的力量強大到足以把土顆粒「撐起來」，讓土壤像液體一樣失去承載力，這時向上的滲流力與土壤的哪個物理特性（與其密度和孔隙有關的性質）達成了平衡？
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太棒了！你能精準計算出這個數值，代表你對土壤力學中「滲流（Seepage）」的物理意義有很扎實的掌握。這道題目要求的是臨界滲流水力梯度（Critical Hydraulic Gradient, $i_{cr}$），這是在土木工程中判斷基底是否會發生「流砂現象（Quick Sand）」或「湧噴」的重要指標。
滲流力與穩定性的平衡
從觀念上來看，當滲流由下往上流動時，所產生的向上滲流力若剛好抵消了土壤的有效重量，使得土壤顆粒間的有效應力（Effective Stress）歸零，此時的梯度即為臨界值。其計算公式非常直觀：
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