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高考申論題 114年 [土木工程] 土壤力學(包括基礎工程)

第 二 題

📖 題組:
根據土壤分類法(Unified Soil Classification System, USCS)下列土壤分類符號,分別代表什麼意義?並請說明分類研判之準則。 (每小題 5 分,共 25 分) (一) C 及 M (二) L 及 H (三) P 及 W (四) G 及 S (五) O
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (二)

L 及 H

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看到 L 與 H 應立即聯想到細粒土壤的「塑性」或「壓縮性」高低。解題關鍵在於指出判斷準則為「液限(LL)」的 50% 分界線,以及其在塑性圖上的物理意義。

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「L」代表低塑性或低壓縮性(Low Plasticity / Low Compressibility);「H」代表高塑性或高壓縮性(High Plasticity / High Compressibility)。 分類研判準則: (1) 應用對象:L 與 H 為細粒土壤(通過 No.200 篩 ≥ 50% 的土壤,如黏土 C、粉土 M、有機土 O)的次分類符號。

小題 (一)

C 及 M

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看到細粒土符號 C 與 M,應立即聯想其代表英文 (Clay, Silt)。解題關鍵在於點出「塑性圖 (Plasticity Chart)」與「A線 (A-line)」的相對位置關係,並寫出 A線公式 PI = 0.73(LL - 20) 作為具體的研判準則。

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「C」代表黏土 (Clay);「M」代表粉土 (Silt,符號取自瑞典語 Mo/Mud)。 分類研判之準則如下: (1) 基本條件:兩者皆屬於細粒土,即通過 No.200 篩(孔徑 0.075 mm)之土壤重量百分比大於或等於 50%。

小題 (三)

P 及 W

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看到 P 與 W,應立即聯想到粗粒土壤的「級配不良 (Poorly graded)」與「級配良好 (Well graded)」。解題時除了寫出字面意義,務必列出研判的量化指標:均勻係數 (Cu) 與曲率係數 (Cc) 的公式,以及針對礫石 (G) 和砂土 (S) 的具體判定數值範圍。

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【破題】P 代表「級配不良(Poorly graded)」,W 代表「級配良好(Well graded)」,此二符號主要用於描述粗粒土壤(砂 S 或礫石 G)之顆粒粒徑分佈特徵。 【論述】 一、符號意義

小題 (四)

G 及 S

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看到 USCS 的主成分符號,應直覺聯想其英文字首代表的土壤名稱(G=Gravel 礫石,S=Sand 砂土)。接著回憶 USCS 的分類流程,指出區分粗細粒土壤的界線(No. 200 篩)以及區分礫石與砂土的界線(No. 4 篩)之重量通過百分比標準。

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「G」代表礫石(Gravel),「S」代表砂土(Sand)。兩者皆屬於統一土壤分類法(USCS)中的「粗粒土壤」主成分符號。 分類研判準則如下: (1) 前提條件:土壤通過 No. 200 篩(0.075 mm)的重量百分比必須小於 50%(即土壤中一半以上為粗粒),方判定為粗粒土壤。

小題 (五)

O

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看到USCS符號「O」,應立即聯想到代表有機質土壤(Organic)。解題關鍵除了描述外觀特徵外,務必寫出透過實驗室烘乾前後的液性限度(LL)比值(小於0.75)來精確研判土壤是否為有機質的量化準則。

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「O」代表有機質土壤(Organic soil),常與 L(低塑性)或 H(高塑性)結合形成有機質沉泥或黏土(如 OL 或 OH)。 分類研判準則包含以下特徵與試驗標準: (1) 外觀與氣味(定性研判):有機質土壤通常呈深灰色、暗褐色或黑色,含有未完全腐化之植物纖維,具有強烈之腐植質或霉腐氣味,且含水量通常極高。

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