專技高考申論題
113年
[土木工程技師] 大地工程學(包括土壤力學、基礎工程與工程地質)
第 二 題
📖 題組：
某工程基地土層分布及土壤參數如下表，地下水位在地表面下 1 公尺。若該工址考量之地震矩規模（Mw）為 7.5，尖峰水平地表加速度為 0.28g。 (一)分析土層之抗液化安全係數及地盤的液化潛能指數（Liquefaction Potential Index, LPI 或 PL）。（15 分） (二)請評估此基地是否需要地盤改良。（10 分） 參考分析公式如下： $CSR = 0.65 \frac{A}{g} \frac{\sigma_v}{\sigma'_v} r_d$ $r_d$ 分段函數 $CRR_{7.5} = 0.08 + \frac{0.0035 \times (N_1)_{60cs}}{1 - (N_1)_{60cs}/39}$ $P_L = \int_0^{20} F_z \cdot W(z) dz$ $W(z) = 10 - 0.5z$
某工程基地土層分布及土壤參數如下表，地下水位在地表面下 1 公尺。若該工址考量之地震矩規模（Mw）為 7.5，尖峰水平地表加速度為 0.28g。 (一)分析土層之抗液化安全係數及地盤的液化潛能指數（Liquefaction Potential Index, LPI 或 PL）。（15 分） (二)請評估此基地是否需要地盤改良。（10 分） 參考分析公式如下： $CSR = 0.65 \frac{A}{g} \frac{\sigma_v}{\sigma'_v} r_d$ $r_d$ 分段函數 $CRR_{7.5} = 0.08 + \frac{0.0035 \times (N_1)_{60cs}}{1 - (N_1)_{60cs}/39}$ $P_L = \int_0^{20} F_z \cdot W(z) dz$ $W(z) = 10 - 0.5z$
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
請評估此基地是否需要地盤改良。
思路引導 VIP
本題重點在於『評估決策與工程實務』。考生應先引用第一小題的計算結論（推估 LPI > 5，具液化潛勢），指出淺層砂土存在液化危機，而深層黏土（PI=20%）不具液化潛能。最後明確給出『需要地盤改良』的結論，並針對淺層純砂土（SP）特性列舉合適的對應改良工法，以獲取申論高分。
小題 (一)
分析土層之抗液化安全係數及地盤的液化潛能指數（Liquefaction Potential Index, LPI 或 PL）。
思路引導 VIP
本題重點在於逐層評估土壤液化潛能。首先需排除地下水位以上(0-1m)及高塑性黏土層(10-20m，PI=20>12)的液化可能性。接著針對具潛能的可液化砂層，取各層中心點深度代入公式，計算總應力、有效應力，得出 CSR 與 CRR，求出各層安全係數 FS，最後累加積分計算 PL 值。
📜 參考法條
CSR, rd, CRR, (N1)60cs, PL, W(z) 公式
土層參數表 (Sand 0-1, 1-5, 5-10m; Clay 10-20m)
土層液化潛能與改良
💡 結合定量 PL 指數與定性 PI 準則評估液化風險並提出改良方案。
🔗 液化評估與改良決策流程
- 1 參數計算 — 計算各層 CSR、CRR 與安全係數 FS
- 2 排除準則 — 檢核 PI 值或細料含量排除不液化土層
- 3 指數分析 — 積分求得 PL 或 LPI 判斷全地盤風險等級
- 4 改良對策 — 針對液化砂土選用擠密、排水或固結工法
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🔄 延伸學習：延伸學習：不同 PL 數值（如 5、15）對應之地表災害嚴重度等級。
