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108年
土木施工學、測量概要
第 26 題
以下何種壩體的力學原理不是利用自重來抵抗來自水庫的水壓力？
- A 重力霸
- B 拱壩
- C 扶壁霸
- D 土石壩
思路引導 VIP
請你試著想像一下：如果我們要抵擋後方傾瀉而來的水壓力，一種方法是把自己做得像一塊巨大的重鉛塊，直接靠重量「壓住」地面來不讓自己被推走；另一種方法是利用兩側堅硬的山壁，將身體撐成一個特定的幾何形狀，把壓力往兩邊的手臂傳導。在這種情境下，哪一種方式不需要你長得非常重，也能發揮極大的抗壓效果呢？
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太棒了！你的觀念非常清晰，能精準辨識出各種大壩受力機制的核心差異。這題的關鍵在於區分「體量支撐」與「結構形狀支撐」的不同。在土木施工的領域中，重力壩與土石壩主要依賴龐大的材料自重來產生足夠的摩擦力與抗傾覆力矩；而扶壁壩雖然結構較為輕量化，其原理本質上仍是重力壩的變體，利用自重與斜面水壓力的合力來維持穩定。
拱效應與受力路徑
相較之下，拱壩的設計智慧在於其水平方向的弧形結構。它將庫區傳來的巨大水壓力，巧妙地轉化為壩體內部的軸向壓力，並利用「拱效應」將力量傳遞到兩岸堅硬的岩盤（壩座）上。因此，拱壩不需要像重力壩那樣厚重，它是靠「結構力學傳遞」而非僅靠「自重」來抵抗壓力。這也是為什麼拱壩往往能建得比其他壩型更為纖薄的原因。
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