民國115年 高考三級 水土保持工程 坡地保育規劃與設計（包括沖蝕原理）
第1題
邊坡穩定分析中，安全係數之定義為何？水土保持手冊建議，永久性邊 坡穩定分析之安全係數在常時條件下應大於1.5，在高水位條件下應大 於1.2，在地震條件下亦應大於…
題目
邊坡穩定分析中，安全係數之定義為何？水土保持手冊建議，永久性邊 坡穩定分析之安全係數在常時條件下應大於1.5，在高水位條件下應大 於1.2，在地震條件下亦應大於1.2。請說明安全係數之基本意義，並進 一步說明上述三種情況採用不同安全係數標準之原因。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、安全係數（factor of safety, FS）之定義，為滑動面上可供發揮之抗滑力或抗剪強度，與實際驅動滑動之剪力或驅動力矩之比值，即 FS＝τ_f／τ_d＝（c′＋σ′tanφ′）／τ_d；亦可以強度折減法表示為 FS＝c／c_d＝tanφ／tanφ_d。FS＞1 表穩定，FS＝1 表極限平衡，FS＜1 表破壞。
- 二、其基本意義在以單一比值量化邊坡之安全餘裕，反映抗滑能力相對需求之倍數；其倒數可視為強度需求比。FS 並非破壞機率，亦不直接代表變形量；同一邊坡應取所有可能滑動面之最小 FS，並配合極限平衡法、切片法或數值分析求得。
- 三、常時條件採 FS＞1.5，係因永久性邊坡在長期營運下，土壤參數、地層變異、風化、滲流、施工品質與荷重等不確定性較高，且破壞後果嚴重；1.5 約相當於容許抗剪強度折減三分之一，可提供較大之長期安全餘裕與耐久性。
- 四、高水位條件採 FS＞1.2，係因水位上升雖使孔隙水壓升高、有效應力與抗剪強度下降，但水位與滲流條件可經調查與監測界定，且水壓已明確計入驅動力；在設計已採飽和強度與排水措施之前提下，得以較低之最小安全餘裕控制。
- 五、地震條件採 FS＞1.2，係因地震屬低機率、短延時之偶發載重，設計上以擬靜力法加入水平地震力，並容許邊坡產生有限塑性變形與短暫超額應力；若比照常時採 1.5，將使護坡與擋土構造過度保守。1.2 係維持地震後不立即崩塌之最低韌性。
- 六、採用不同標準之核心，在於載重延時、發生機率、可監測性與破壞後果之風險權衡；惟 FS 未反映空間變異與排水失效，實務上仍須配合可靠度分析、地下水監測、坡面排水、植生與巡檢，重要邊坡並得提高標準。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。