普考申論題
109年
[水利工程] 土壤力學概要
第 三 題
三、試說明超額孔隙水壓（excess pore water pressure）和靜態水壓（hydrostatic pore water pressure）產生原因有何不同？並舉一產生負值超額孔隙水壓之例子。（25分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題旨在測驗對「孔隙水壓組成」的理論理解。思路應從定義出發：靜態水壓是由重力引起，處於平衡狀態；而超額水壓則是因為「外力改變」且「水來不及排出」所導致的非平衡狀態。關於「負值」超額孔隙水壓，關鍵字是「剪脹 (Dilatancy)」，應聯想到緊密砂土或過壓密黏土在剪力作用下的體積膨脹傾向。
孔隙水壓成因與負值
💡 區分重力引起之靜態水壓與外荷載引起之超額水壓及其消散特性。
| 比較維度 | 靜態水壓 (u) | VS | 超額孔隙水壓 (Δu) |
|---|---|---|---|
| 產生原因 | 重力場與水位深度 | — | 外部載重、地震擾動 |
| 時間特性 | 長期穩定存在 | — | 隨時間消散（壓密） |
| 狀態描述 | 靜力平衡狀態 | — | 非平衡瞬時擾動 |
💬靜態水壓為背景壓力，超額水壓則決定土體壓密速率與有效應力增長。
