地特三等申論題
109年
[土木工程] 土壤力學與基礎工程
第 二 題
二、有一個4.5公尺厚之回填土壤（單位重21 kN/m3）將被安置在工地現場，用以加速現地土壤的壓密。回填土層下方之黏土，厚度15公尺，單位重20 kN/m3，地下水位在其表面，黏土層下方之土壤為緊密砂。工地現場亦佈設了數組水壓計，以記錄壓密之過程，一支位在黏土層6公尺處之水壓計，在回填土佈設1年後之讀數為90 kN/m2，請計算該處之土壤有效應力及壓密度。（25分）
📝 此題為申論題
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本題核心在測驗「有效應力原理」與「點壓密度」的定義。解題時需先釐清水壓計讀數為「總孔隙水壓」，由填土自重加上黏土自重算出「總應力」後，相減即可求得該深度的「有效應力」。接著，計算初始加載的「初始超額孔隙水壓」，並扣除靜水壓力得到 1 年後殘餘的「超額孔隙水壓」，藉由超額孔隙水壓消散之比例即可求出該點的「壓密度」。
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【解題關鍵】運用太沙基有效應力原理（σ' = σ - u）計算特定時間點的有效應力，並透過初始與現時超額孔隙水壓的消散比例（Uz = 1 - Δu / Δu0）求得該點壓密度。 【解答】 為求精確，假設水的單位重 $\gamma_w = 9.81$ kN/m³。
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