普考申論題
108年
[水利工程] 土壤力學概要
第 一 題
📖 題組:
一、有一飽和土樣濕重 20 N,烘乾後乾土重 17 N,比重 Gs=2.70,試計算: (每小題 5 分,共 25 分) (一)含水量 w (二)孔隙比 e (三)乾土單位重 (四)統體單位重 (五)有效單位重
一、有一飽和土樣濕重 20 N,烘乾後乾土重 17 N,比重 Gs=2.70,試計算: (每小題 5 分,共 25 分) (一)含水量 w (二)孔隙比 e (三)乾土單位重 (四)統體單位重 (五)有效單位重
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (一)
含水量 w
思路引導 VIP
本題屬於土壤物理性質的基本計算。首先應釐清「飽和」的定義,意即孔隙中充滿水(S=100%)。含水量 w 的定義為水重與土粒重(乾重)之比。識別關鍵數據:濕重 W = 20 N,乾重 Ws = 17 N,故水重 Ww = W - Ws。
小題 (二)
孔隙比 e
思路引導 VIP
利用「飽和狀態」的關鍵公式 Se = wGs。由於題目已給出比重 Gs 且已知是飽和土(S=1),配合前一小題算出的含水量 w,即可求得孔隙比 e。
小題 (三)
乾土單位重
思路引導 VIP
乾土單位重 γd = Ws / V。由於體積 V 尚未直接給出,需要透過 Gs 與 e 的公式來推導:γd = (Gs * γw) / (1 + e)。在此需假設水之單位重 γw,通常取 9.81 kN/m³。
小題 (四)
統體單位重
思路引導 VIP
統體單位重(即濕單位重)γt 有兩種求法:1. γt = γd * (1 + w);2. 利用公式 γt = [(Gs + Se) * γw] / (1 + e)。由於 w 已知,使用第一種方法較快。
小題 (五)
有效單位重
思路引導 VIP
有效單位重(浮單位重)γ' 是指土壤在地下水位以下受浮力影響後的單位重。定義為:γ' = γsat - γw。因為本題土樣是飽和的,統體單位重即為飽和單位重 γsat。