高考申論題
113年
[水利工程] 土壤力學
第 三 題
📖 題組：
二、某場址地下水位下之正常壓密黏土層厚 5 m，因超抽地下水而導致地盤下陷： (一)請利用 Terzaghi 單向度壓密理論，說明地盤下陷之成因。（10 分） (二)若抽水前黏土層之初始孔隙比 e0 = 0.80，抽水後最終孔隙比 ef = 0.60，試求黏土層因抽水引致之壓密沉陷量。（10 分） (三)試問地盤下陷對樁基支承力之影響，並請至少列舉二種減低影響之可行對策。（10 分）
二、某場址地下水位下之正常壓密黏土層厚 5 m，因超抽地下水而導致地盤下陷： (一)請利用 Terzaghi 單向度壓密理論，說明地盤下陷之成因。（10 分） (二)若抽水前黏土層之初始孔隙比 e0 = 0.80，抽水後最終孔隙比 ef = 0.60，試求黏土層因抽水引致之壓密沉陷量。（10 分） (三)試問地盤下陷對樁基支承力之影響，並請至少列舉二種減低影響之可行對策。（10 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
試問地盤下陷對樁基支承力之影響，並請至少列舉二種減低影響之可行對策。（10 分）
思路引導 VIP
地盤下陷（土體向下移動）對於靜止樁基會產生相對位移。關鍵點在於「負摩擦力 (Negative Skin Friction / Downdrag)」。當周邊土體下沉量大於樁的沉陷量時，土對樁會產生向下的剪力，這不僅不提供支承力，反而變成了一種額外荷載。防治對策需圍繞「阻斷土樁摩擦」或「提高支承力」。
小題 (一)
請利用 Terzaghi 單向度壓密理論，說明地盤下陷之成因。（10 分）
思路引導 VIP
這題要求將抽水現象連結到壓密理論。核心在於「有效應力原理」與「壓密過程」。關鍵字：孔隙水壓降低、有效應力增加、土體排水壓縮。論述時應分層次：外部抽水 -> 水位下降/水壓減小 -> 有效應力上升 -> 土體發生壓密沉陷。
小題 (二)
若抽水前黏土層之初始孔隙比 e0 = 0.80，抽水後最終孔隙比 ef = 0.60，試求黏土層因抽水引致之壓密沉陷量。（10 分）
思路引導 VIP
這是一題純計算題，直接應用單向度壓密沉陷公式。公式為 $S = H cdot \frac{\Delta e}{1+e_0}$。注意 $\Delta e$ 是孔隙比的變化量。