第 一 題

「黏土之布朗運動」（Brownian motion of clay）是指懸浮於水中的微細黏土顆粒（通常為膠體大小，直徑小於 1 μm），受到周圍水分子因熱能產生之不規則且不平衡的碰撞，而呈現不斷作無方向性、不規則折線跳動的物理現象。 其特徵與機制包含： (1) 尺寸相依性：黏土顆粒越小，受水分子碰撞產生之不平衡合力越明顯，布朗運動越劇烈；若顆粒較大（如粉土以上），重力作用大於水分子碰撞力，則幾乎無此現象。

「黏土礦物之同晶置換（Isomorphous substitution）」是指在黏土礦物結晶形成過程中，晶體結構（如矽氧四面體或鋁氧八面體）中心的陽離子，被原子半徑相近但價數通常較低的其他陽離子所取代，而維持原有晶體結構不變的物理化學現象。 常見實例包含： (1) 矽氧四面體中：四價矽離子（$Si^{4+}$）被三價鋁離子（$Al^{3+}$）取代。

「黏土之靈敏度（Sensitivity, St）」指原狀黏土（Undisturbed clay）在含水量不變的情況下，其原狀不排水剪力強度（或無圍抗壓強度）與重塑後（Remolded）不排水剪力強度（或無圍抗壓強度）之比值。 特徵包含： (1) 數學公式表示為：$S_t = \frac{S_{u\text{(原狀)}}}{S_{u\text{(重塑)}}} = \frac{q_{u\text{(原狀)}}}{q_{u\text{(重塑)}}}$。

「豚背構造（Hog-Backs structure）」指由傾角陡峻（通常大於 40°～45°）的軟硬互層岩層，經長期的差異侵蝕作用所形成的一種狹長山脊地形。特徵包含：(1) 岩性差異：硬岩抗侵蝕力強，突出形成山脊的主體；軟岩易受侵蝕，凹陷形成兩側谷地。(2) 地形對稱：因岩層傾角甚大，使得山脊兩側（順向坡與逆向坡）的坡面斜度差異小，近乎對稱，外觀形似豬的背部而得名。(3) 走向一致：山脊的延伸方向平行於岩層之走向。實務應用上，於此類地形進行隧道開挖、道路開闢或邊坡開發時，因岩層陡傾且存在軟硬互層，基礎極易發生差異沉陷，且需嚴防順向坡地滑或岩塊崩落，工程規劃階段必須針對岩層位態與弱面進行詳細的地質調查與邊坡穩定分析。

「岩體評分法（Rock Mass Rating, RMR）」由 Bieniawski 提出，為大地工程中廣泛使用的經驗性岩體分類系統，旨在綜合評估岩體品質以利工程設計。 其評分特徵主要依據以下六大參數進行給分與扣分： (1) 完整岩石單軸抗壓強度。