第 二 題

在統一土壤分類系統(USCS)中，判定粗顆粒土壤為良好級配(W)或不良級配(P)，須依據粒徑分布曲線求得均勻係數($C_u = D_{60}/D_{10}$)與曲率係數($C_c = (D_{30})^2 / (D_{10} \times D_{60})$)來判斷：

1. 礫石(G)：若符合 $C_u > 4$ 且 $1 \le C_c \le 3$，即分類為良好級配礫石(GW)；若未能同時滿足此兩條件，則為不良級配礫石(GP)。
2. 砂土(S)：若符合 $C_u > 6$ 且 $1 \le C_c \le 3$，即分類為良好級配砂土(SW)；若未能同時滿足此兩條件，則為不良級配砂土(SP)。

砂土液化是指在飽和砂土層中，受地震等反覆剪力作用時，土壤受壓縮導致孔隙水壓迅速上升。由於水來不及排出，當超額孔隙水壓力等於總應力時，土壤的有效應力降為零。此時砂土失去原有的抗剪強度與承載力，整體表現如同黏稠液體一般的現象，常伴隨著地表噴砂、噴水及結構物沉陷等災害。

在莫爾應力圖（橫軸為正向應力 $\sigma_n$，縱軸為剪應力 $\tau$）中：

1. 破壞包絡線：由於背填土為砂土（c=0），破壞包絡線為通過原點、斜率為 $\tan \phi$ 之直線，即 $\tau = \sigma_n \tan \phi$。
2. 主動土壓力莫爾應力圓：水平應力（主動土壓力 $\sigma_a$）小於垂直應力（靜土壓力 $\sigma_v$），即主應力為 $\sigma_1 = \sigma_v$、$\sigma_3 = \sigma_a$。該應力圓位於左側，與破壞包絡線相切。