高考申論題
114年
[港灣工程] 土壤力學(包括基礎工程)及鋼筋混凝土學
第 一 題
📖 題組：
下表為某場址近地表 7.5 m 地層土壤之物理性質試驗報告。 （表格數據包含樣號 S-1 至 S-5 之深度、自然含水量 w、統體單位重 γt、比重 Gs、孔隙比 e、液性限度 LL、塑性指數 PI、粒徑分析、均勻係數 Cu、曲率係數 Cd 等）
下表為某場址近地表 7.5 m 地層土壤之物理性質試驗報告。 （表格數據包含樣號 S-1 至 S-5 之深度、自然含水量 w、統體單位重 γt、比重 Gs、孔隙比 e、液性限度 LL、塑性指數 PI、粒徑分析、均勻係數 Cu、曲率係數 Cd 等）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
請依(1)～(10)順序，分別計算樣號 S-1 至 S-5 之孔隙比 e，並寫出各樣號之 USCS 統一土壤分類符號。（10 分）
思路引導 VIP
面對孔隙比與USCS土壤分類的綜合題，首先應聯想土壤三相圖的基本物理關係，利用公式 e = [Gs·γw(1+w)/γt] - 1 求出孔隙比。接著，進行USCS分類時務必遵循標準流程：先看通過 No.200 篩（0.075mm）的百分比區分粗/細粒土壤，粗粒土進一步看 No.4 篩區分礫石/砂土並檢核級配係數（Cu, Cc），細粒土則須代入 A-line 方程式 PI = 0.73(LL-20) 比對塑性指數以判定黏土(C)或粉土(M)。
小題 (二)
何謂塑性指數 PI？塑性指數高低與土壤力學性質之關係為何？（10 分）
思路引導 VIP
看到本題應先寫出塑性指數的標準公式（PI = LL - PL）及其物理意義（土壤保持塑性狀態的含水量範圍）。接著，以 PI 反映「細粒料（黏土礦物）含量與活性」為核心，從壓縮性、透水性、剪力強度、膨脹性及夯實特性等地工力學性質切入，條列說明其高低的影響。
小題 (三)
樣號 S-5 土壤之自然含水量 w 大於其液性限度 LL，請說明該土壤之力學性質特性。（5 分）
思路引導 VIP
看到含水量大於液性限度 (w > LL)，應立即聯想到阿太堡限度與液性指數 (LI > 1) 的關係。接著從土壤狀態（液態）、抗剪強度（極低）、敏感度（受擾動易流動）及壓縮性（高沉陷）等四個工程力學維度切入作答。