高考申論題
108年
[港灣工程] 土壤力學(含樁基礎)
第 一 題
📖 題組：
某工址之地層狀況如下圖所示，粉土質砂層厚度為 4.2 m，地下水位在地表下 2.0 m，地下水位以上粉土質砂之單位重為 15.3 kN/m3，地下水位以下粉土質砂之孔隙比 e = 0.72，比重為 2.69。粉土質黏土層厚度為 5.25 m，含水量為 22%，比重為 2.72。以取樣薄管（Shelby tube）取出正常壓密粉土質黏土試體，進行排水直接剪力試驗，試體直徑為 60 mm，高度為 30 mm，試驗結果如下表所示。 試體編號 正向力（N） 破壞時剪力（N） 1 84 28.9 2 168 59.6 3 254 89.1 4 360 125.3 (一)試求此粉土質黏土的有效內摩擦角。（10 分） (二)試求此粉土質黏土層中間點，水平面之剪力強度。（15 分）（請以 SI單位作答，例如 kN/m2）
某工址之地層狀況如下圖所示，粉土質砂層厚度為 4.2 m，地下水位在地表下 2.0 m，地下水位以上粉土質砂之單位重為 15.3 kN/m3，地下水位以下粉土質砂之孔隙比 e = 0.72，比重為 2.69。粉土質黏土層厚度為 5.25 m，含水量為 22%，比重為 2.72。以取樣薄管（Shelby tube）取出正常壓密粉土質黏土試體，進行排水直接剪力試驗，試體直徑為 60 mm，高度為 30 mm，試驗結果如下表所示。 試體編號 正向力（N） 破壞時剪力（N） 1 84 28.9 2 168 59.6 3 254 89.1 4 360 125.3 (一)試求此粉土質黏土的有效內摩擦角。（10 分） (二)試求此粉土質黏土層中間點，水平面之剪力強度。（15 分）（請以 SI單位作答，例如 kN/m2）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
試求此粉土質黏土的有效內摩擦角。（10 分）
思路引導 VIP
本題考查直接剪力試驗的數據處理與莫耳-庫倫破壞準則的應用。看到「正常壓密黏土」與「排水試驗」，首先應聯想到有效凝聚力 c' = 0。接著利用破壞準則，直接由各組破壞剪力與正向力之比值（S/N）反推有效內摩擦角 φ' 並取平均即可。
小題 (二)
試求此粉土質黏土層中間點，水平面之剪力強度。（15 分）（請以 SI單位作答，例如 kN/m2）
思路引導 VIP
- 判斷題旨：求特定深度的「水平面剪力強度」，關鍵為莫耳-庫倫破壞準則，且水平面的正向應力即為該深度的有效垂直應力（σ'v）。
- 參數推導：利用直剪試驗數據推求有效內摩擦角（φ'），並須注意「正常壓密黏土」的有效凝聚力（c'）為零。