民國114年 地方三等 土木工程 土壤力學
第1題
解釋下列土壤力學領域之名詞或符號，並註明其單位： （每小題5 分，共25 分） D60 比重（specific gravity） 臨界水力坡降（critical…
題目
解釋下列土壤力學領域之名詞或符號，並註明其單位： （每小題5 分，共25 分） D60 比重（specific gravity） 臨界水力坡降（critical hydraulic gradient） 壓密係數（coefficient of consolidation） 主動土壓力係數（active earth pressure coefficient）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、D60：指粒徑分佈曲線上，累積通過重量百分比為60%時所對應之土壤粒徑，單位為毫米（mm）或公分（cm）。D60常與D10、D30共同用於計算均勻係數Cu=D60/D10及曲率係數Cc=D30²/(D10D60)，以判別土壤級配良窳；D60本身不是無因次量，使用時須註明粒徑單位。
- 二、比重（specific gravity，Gs）：土壤固體顆粒密度與4°C純水密度之比值，Gs=ρs/ρw（或γs/γw），為無單位量。一般砂土約2.65，黏土約2.70～2.80；用於由含水量、孔隙比推算飽和度、單位重及臨界水力坡降，試驗常以比重瓶法測定並作溫度校正。
- 三、臨界水力坡降（critical hydraulic gradient，ic）：當地下水向上滲流，使土體有效應力降為零、發生流砂或沸騰（quick condition）時之水力坡降，ic=(Gs-1)/(1+e)=γsat/γw-1，為無單位量。一般疏鬆砂土約0.9～1.1；設計開挖降水、評估上舉與管湧時，須使現地水力坡降小於ic並保有安全係數。
- 四、壓密係數（coefficient of consolidation，cv）：描述飽和黏土在壓密過程中超額孔隙水壓消散快慢之參數，cv=k/(mvγw)，單位為m²/s或cm²/s。由壓密試驗之時間－沉陷曲線配合Tv=cv t/Hdr²求得；cv越大，壓密完成越快，常用於估算現地沉陷速率。
- 五、主動土壓力係數（active earth pressure coefficient，Ka）：擋土牆背離土體移動至極限主動狀態時，水平有效土壓力與垂直有效土壓力之比值，Ka=σ'a/σ'v，為無單位量。無凝聚性土壤採Rankine理論Ka=tan²(45°-φ'/2)=(1-sinφ')/(1+sinφ')；若含凝聚力，σ'a=Kaσ'v-2c'√Ka，並可據以計算張力裂縫深度。
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