地特三等申論題
114年
[土木工程] 土壤力學
第 二 題
📖 題組：
某一正常壓密飽和黏土進行單向度壓密試驗，初始試體厚度 2 公分，在雙向排水條件下，施加 100 kPa 之壓密壓力，1 小時後，試體厚度減為 1.9 公分；24 小時後（主要壓密完成時）之試體厚度減為 1.8 公分。請問：
某一正常壓密飽和黏土進行單向度壓密試驗，初始試體厚度 2 公分，在雙向排水條件下，施加 100 kPa 之壓密壓力，1 小時後，試體厚度減為 1.9 公分；24 小時後（主要壓密完成時）之試體厚度減為 1.8 公分。請問：
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (二)
現地相同之黏土層，厚度 2 公尺，黏土層下為岩盤，上為砂土層，同樣承受 100 kPa 之壓密壓力，請估算主要壓密沉陷達 50%需要多少年？（10 分）
思路引導 VIP
這題要求將實驗室的 cv 應用於現地土層的沉陷時間預測。
- 土層條件相同，壓密壓力相同，故現地壓密係數 cv 相同 (0.196 cm²/hr)。
小題 (一)
此一土壤之壓密係數是多少？（10 分）
思路引導 VIP
這是一道經典的太沙基壓密理論計算題。首先要從題意中釐清參數：
- 初始厚度 = 2 cm。
小題 (三)
承第(二)小題，主要壓密沉陷達 90%需要多少年？（5 分）
思路引導 VIP
- 本題求的是 U = 90% 時的時間 t_90。
- 現地排水條件與 cv 不變。
壓密時間與排水距離計算
💡 相同壓密度下，壓密時間與排水距離的平方成正比。
| 比較維度 | 實驗室試驗 (Lab) | VS | 現地土層 (Field) |
|---|---|---|---|
| 排水邊界 | 雙向排水 (常態) | — | 依地質判斷 (本題單向) |
| 排水距離 Hd | Hd = 試體厚度 / 2 | — | Hd = 土層厚度 (單向) |
| 時間量值 | 以小時 (hr) 計 | — | 以年 (yr) 計 |
| 相似性原理 | 基準點 | — | t ∝ Hd² (平方正比) |
💬現地時間計算核心在於：正確判定 Hd 並利用平方比例關係進行尺度換算。
