地特三等申論題
111年
[水土保持工程] 坡地穩定與崩塌地治理工程
第 六 題
若有兩組飽和黏土試體，進行直剪試驗，緩慢施加剪力使試體不產生孔隙水壓，若試驗情形如下，請計算黏土試體之有效應力凝聚力c'與有效應力摩擦角ϕ'。（10 分）
（N =施加正向力；T =作用剪力；A =試體截面積；S =試體飽和度；uw =孔隙水壓）
試驗 1：N = 300 N；T = 250 N；A = 0.01 m2；S = 100%；uw = 0 kPa
試驗 2：N = 600 N；T = 400 N；A = 0.01 m2；S = 100%；uw = 0 kPa
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題為典型直剪試驗計算。關鍵在於辨識「緩慢施加剪力不產生孔隙水壓且uw=0」代表試驗處於完全排水狀態，此時總應力等於有效應力。將正向力與剪力分別除以面積求得應力後，代入莫耳-庫倫（Mohr-Coulomb）破壞準則聯立求解即可。
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【解題關鍵】利用直剪試驗數據計算正向應力與剪應力，因試驗過程無孔隙水壓產生（uw = 0），總應力即等於有效應力，代入莫耳-庫倫破壞準則（τf = c' + σ' tanϕ'）建立聯立方程式求解。 【解答】 Step 1：計算兩次試驗之有效正向應力（σ'）與破壞剪應力（τf）
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