民國115年 普通考試 水利工程 水利工程概要
官方試題 PDF
題目
請說明作用於重力壩的力可分為那幾種？又如何考慮重力壩的穩定 性？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、重力壩（gravity dam）係以壩體自身重量維持穩定之混凝土壩，作用力可分為水平力、垂直力與力矩三類；實務上依「靜水壓力、壩體自重、揚壓力、淤砂壓力、地震力、浪壓力、壩基反力」逐項計算，通常取單位壩長之斷面進行分析。
- 二、水平力包括上游靜水壓力（呈三角形分布，水面處為零、壩底最大，約等於γh²/2）及下游水壓力；另含淤砂壓力（常用Rankine或Coulomb土壓力式估算）、風浪壓力，以及地震時之動水壓力（hydrodynamic pressure，可用Westergaard公式估算）。
- 三、垂直力包括壩體自重、壩面水重、揚壓力（uplift pressure，含壩基與壩身接縫，常以排水廊道、灌漿帷幕降低）、淤砂垂直分量及壩基反力；揚壓力折減係數之取捨，直接影響滑動與傾覆之安全性。
- 四、穩定性首重滑動（sliding）檢核，安全係數FS＝Σ抗滑力／Σ滑動力，一般要求1.5以上，可藉壩基摩擦角、凝聚力、齒牆與剪力鍵提高阻抗；其次檢核傾覆（overturning），FS＝Σ穩定力矩／Σ傾覆力矩，常要求2.0以上。
- 五、再檢核壩基應力與合力位置，合力須落於壩底中三分點（middle third）範圍內，壩踵不得產生拉應力；並檢討基礎承載力、滲流與管湧（piping）、沉陷及溫度裂縫，必要時設置截水牆、排水孔與基礎灌漿。
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。