普考申論題
112年
[水利工程] 土壤力學概要
第 一 題
📖 題組：
已知某砂土之有效凝聚力為6 kN/m2、有效摩擦角為30，試計算： (一)以該砂土進行直剪試驗時對試體（水平截面之尺寸為50 mm × 50 mm）施加正向應力60 kN/m2，需施加多少之剪力方能剪壞試體？（10分） (二)以該砂土進行三軸壓密排水（CD）試驗時對試體先施加圍壓100 kN/m2進行壓密，完成之後需再施加多少之軸差應力方能剪壞試體？（15分）
已知某砂土之有效凝聚力為6 kN/m2、有效摩擦角為30，試計算： (一)以該砂土進行直剪試驗時對試體（水平截面之尺寸為50 mm × 50 mm）施加正向應力60 kN/m2，需施加多少之剪力方能剪壞試體？（10分） (二)以該砂土進行三軸壓密排水（CD）試驗時對試體先施加圍壓100 kN/m2進行壓密，完成之後需再施加多少之軸差應力方能剪壞試體？（15分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
以該砂土進行直剪試驗時對試體（水平截面之尺寸為50 mm × 50 mm）施加正向應力60 kN/m2，需施加多少之剪力方能剪壞試體？（10分）
思路引導 VIP
面對直剪試驗計算題，首先需聯想「莫耳-庫倫破壞準則（Mohr-Coulomb failure criterion）」。直剪試驗的破壞面即為人為設定的水平面，可直接將題目給定的正向應力代入公式求出破壞剪應力，最後再乘以試體截面積，並注意單位換算（mm轉換為m），即可求得所需的總剪力。
小題 (二)
以該砂土進行三軸壓密排水（CD）試驗時對試體先施加圍壓100 kN/m2進行壓密，完成之後需再施加多少之軸差應力方能剪壞試體？（15分）
思路引導 VIP
看到三軸壓密排水（CD）試驗，應立即想到試驗過程中孔隙水壓為零，總應力等於有效應力。接著利用莫耳-庫倫破壞準則的主應力關係式，代入圍壓求出破壞時的最大主應力，最後扣除圍壓即可求得軸差應力。