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：
地震引致之土壤液化常造成地盤變位，及基樁與沉箱等基礎結構承載力之降低，使港灣碼頭及結構設施等受損。
地震引致之土壤液化常造成地盤變位，及基樁與沉箱等基礎結構承載力之降低，使港灣碼頭及結構設施等受損。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
請說明目前工程實務上常採用那些現地試驗及其參數，來評估土壤液化潛能？（5 分）
思路引導 VIP
看到評估土壤液化潛能的現地試驗，應立刻聯想到 Seed & Idriss 簡化法中的『三本柱』：SPT、CPT 與剪力波速試驗。作答時務必看清題目要求，除了列出『試驗名稱』，還必須精準寫出對應的『評估參數』及其修正符號（如 (N1)60、qc1N），以展現實務專業度。
小題 (二)
請繪圖說明土壤液化引致之負摩擦力，及其對基樁或沉箱承載力之影響。（10 分）
思路引導 VIP
看到「土壤液化」與「負摩擦力」，應直覺聯想到液化後超額孔隙水壓消散導致的地層壓密沉陷。解題須先闡述液化引發沉陷的機制，接著以圖形輔助說明『周圍土壤沉陷量大於基礎沉陷量』時所產生的向下拖曳力（負摩擦力），最後切入極限承載力公式，分析負摩擦力如何轉化為額外載重，進而折減基礎的有效承載力。
小題 (三)
請舉例說明降低或減少土壤液化危害之可行途徑及其機理。（10 分）
思路引導 VIP
看到土壤液化防治，應立即聯想有效應力原理公式：σ' = σ - u。液化主因為地震反覆剪應力導致過剩孔隙水壓(u)上升、有效應力(σ')趨近於零。因此解題思路需從「抑制水壓上升(排水)」、「減少土體收縮趨勢(壓密)」、「改變土壤性質(固化)」及「結構抵抗」四大物理機理切入，並舉對應的工程實例說明。
土壤液化評估與防治
💡 掌握液化現地評估指標、防治工程機理及對深基礎之負摩擦影響。
🔗 液化引致負摩擦力之因果鏈
- 1 地震引發液化 — 超額孔隙水壓升高，有效應力消失，土體失去抗剪強度。
- 2 地盤沉陷發生 — 液化後孔隙水壓消散導致體積壓縮，地面與土層大幅下陷。
- 3 相對位移轉變 — 周圍土層下墜速度快於基樁，摩擦力方向由向上轉向向下。
- 4 承載力減損 — 負摩擦力成為樁身額外荷載，大幅降低可用的極限承載力。
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🔄 延伸學習：延伸學習：中性點 (Neutral Plane) 以上受負摩擦力，以下受正摩擦力。
