第 三 題

臨界水力坡降（ic）是指當滲透水流向上流動，使土壤有效應力降為零時的水力坡降。應寫出公式推導結果 ic = (Gs-1)/(1+e) 或是 γ'/γw，並提及會引發砂湧（quick sand）現象。由於是坡降，為水頭差除以流徑長，故無單位。

看到 D60，考生應立刻聯想到粒徑分佈曲線（Sieve analysis）。需說明其物理意義為「通過百分率達60%時的對應粒徑大小」，並寫出它在計算均勻係數 (Cu) 及曲率係數 (Cc) 中的應用。別忘了按題目要求標註單位。

思考比重（Gs）的定義，即土壤固體顆粒的單位重與在相同溫度下同體積純水單位重的比值。要特別強調它是土壤三相圖的基本參數之一，並且強調它是無因次的（無單位）。

回想太沙基（Terzaghi）一維壓密理論，壓密係數（cv）的定義與物理意義。它是控制土壤壓密速率的參數，由透水係數、體積壓縮係數和水單位重所決定。要寫出公式 cv = k / (mvγw)，以及時間因數公式 Tv = cvt / Hd²。單位部分由推導可知為面積/時間。

辨識出這是擋土牆土壓力理論（朗金Rankine或庫倫Coulomb）的基本參數。主動土壓力係數（Ka）代表擋土結構向背填土外側移動，土壤達到主動破壞狀態時，水平向有效應力與垂直向有效應力的比值。應寫出Rankine理論下，平坦地表且無凝聚力土壤的 Ka 公式。單位為無因次。