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moea_joint_essay 112年 [土木] 大地工程學、結構設計

第 三 題

📖 題組:
某工地土壤濕單位重 16.5 kN/m3,含水量 15 %,比重 2.67,試求該土壤下列物理性質(計算至小數點後第 2 位,以下四捨五入)。(4 題,每題 5 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (三)

飽和度。

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利用基本公式 S * e = w * G_s 求出飽和度 S。

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根據公式 $S \cdot e = w \cdot G_s$ $S = \frac{w \cdot G_s}{e} = \frac{0.15 \times 2.67}{0.8255} = \frac{0.4005}{0.8255} \approx 0.48516$ $S \approx 48.52%$

小題 (一)

乾單位重。

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利用濕單位重與含水量的關係式 γ_d = γ / (1 + w) 來求取乾單位重。

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已知濕單位重 $\gamma = 16.5 \text{ kN/m}^3$,含水量 $w = 15% = 0.15$。 根據公式:$\gamma_d = \frac{\gamma}{1 + w}$ $\gamma_d = \frac{16.5}{1 + 0.15} = \frac{16.5}{1.15} \approx 14.3478 \text{ kN/m}^3$

小題 (二)

孔隙率。

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先由乾單位重公式 γ_d = (G_s * γ_w) / (1 + e) 求出孔隙比 e,再利用 n = e / (1 + e) 求孔隙率。

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已知比重 $G_s = 2.67$,水的單位重 $\gamma_w = 9.81 \text{ kN/m}^3$,$\gamma_d = 14.3478 \text{ kN/m}^3$。 由 $\gamma_d = \frac{G_s \gamma_w}{1 + e}$,可得: $1 + e = \frac{G_s \gamma_w}{\gamma_d} = \frac{2.67 \times 9.81}{14.3478} \approx \frac{26.1927}{14.3478} \approx 1.8255$

小題 (四)

若該土壤之最大孔隙比 emax=0.91,最小孔隙比 emin=0.67,試求該土壤之相對密度。

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利用相對密度的公式 D_r = (e_max - e) / (e_max - e_min) 即可得解。

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相對密度公式為:$D_r = \frac{e_{max} - e}{e_{max} - e_{min}} \times 100%$ 代入數值:$e_{max} = 0.91$,$e_{min} = 0.67$,$e = 0.8255$ $D_r = \frac{0.91 - 0.8255}{0.91 - 0.67} = \frac{0.0845}{0.24} \approx 0.35208$

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