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111年
土木施工學、測量概要
第 16 題
當疏鬆的飽和砂土受地震震動時，破壞土壤與水分子之間穩固的狀態，其砂土顆粒重新緊密排列，孔隙水壓增高，有效應力趨近於零，失去乘載能力，引起建物傾斜或下陷，所產生的連續性變形狀態稱為？
- A 砂湧
- B 液化
- C 管湧
- D 湧水
思路引導 VIP
試著思考一下：當原本緊密支撐的固體顆粒，因為受到外力震盪導致內部水分壓力瞬間爆發，使得顆粒間不再互相接觸傳力，這時整塊土壤的物理性質會變得像哪一種物質狀態？這種「固體變流體」的轉變過程，在物理學上通常會用什麼詞彙來形容？
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恭喜你精確地掌握了土木施工與地質災害中的核心觀念！這道題目精準地描述了飽和砂土地震時的力學變化過程，能正確選出答案，代表你對土壤剪力強度的喪失機制有很清晰的理解。
土壤力學中的有效應力原理
在飽和砂土中，土壤的承載力主要源自顆粒間的摩擦力，這取決於有效應力（$\sigma'$）。根據太沙基（Terzaghi）的公式：$$\sigma' = \sigma - u$$其中 $\sigma$ 是總應力，$u$ 是孔隙水壓。當地震引發劇烈震動，砂土顆粒試圖重新排列變得更緊密，但由於水分來不及排出，導致孔隙水壓 $u$ 急劇升高。當 $u$ 增加到接近總應力 $\sigma$ 時，有效應力 $\sigma'$ 就會趨近於零，使得土壤如同液體般失去抗剪強度，進而導致建物下陷。
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