民國111年 高考三級 土木工程 土壤力學(包括基礎工程)考古題

民國111年 高考三級 土木工程 土壤力學(包括基礎工程)收錄考選部官方試題,共 4 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。

官方資料

題目與答案

第1題

回答下列有關地盤下陷問題: 現地土層模型如表1 所列,砂土層A 下方為厚度4 m 之黏土層B,地 下水位以上簡化為乾土單位重,地下水位位於地表下2 m。當地下水 位於短時間內降至地表下5 m 深度後維持不變,計算因地下水位下降 引致之黏土層壓密完成後之地盤下陷量。(10 分) 若此黏土層於室內進行試體厚度2.5 cm 之雙向排水單向度壓密試驗, 達到50%平均壓密度(Uavg%)所需時間為120 秒,請預測現地達到50% 平均壓密度所需天數( avg% 50% U , Tv,50% 0.197 ),並參考圖1 推估此 時於深度10 m 及12 m 之孔隙水壓力。(15 分) ( ) v v dr c t T H , % ( ) for 60% 4 100 1.781 0.933log(100 %) for >60% U T U T U U 表1 土層模型 土層 深度(m) 土壤種類 相關參數 A 0.0 - 8.0 砂土 乾單位重 14 kN/m ,飽和單位重 17.8 kN/m B 8.0 - 12.0 黏土 飽和單位重 18.8 kN/m ,孔隙比 0.8 LL ,壓縮性指數(Cc) 0.27 ,回脹性指數 (Cr) 0.05 ,預壓密應力( p σ )100 kPa C 12.0 以下 岩盤 圖1 無因次壓密度變化圖 dr z H Degree of consolidation, Uz Tv

第2題

回答下列側向土壓力與擋土牆問題: 對有效剪應力強度參數為(c′ , ϕ′ )之顆粒性土壤,考慮一土 壤元素其垂直有效應力為100 kPa,計算此元素於K0、Rankine 主動破 壞及Rankine 被動破壞這三種狀態之水平土壓力並繪製此三莫爾圓 (Mohr circle),並標註其極點(pole)。(15 分) 列出傳統RC 擋土牆穩定性分析需考慮五種可能破壞型態。(10 分)

第3題

考慮40 m 內土層模型如表2 所示,地下水位位於地表下5 m,假設地下 水位以上土壤總體單位重與飽和單位重相同,考慮一底部封閉之圓型鋼 管樁,其外徑為50 cm,厚度為4 cm,貫入土中樁長為30 m,計算下列 數值: 使用Meyerhof(1976)公式,推估樁尖垂直承載力(Pointbearingcapacity,Qp)。 (5 分) 分別採用α-method(採用 ' 0.45 =0.5( / ) v uc , ' v 為平均垂直有效應力)、 β-method(兩黏土層重模有效摩擦角均為 ' R )及λ -method (λ 0.14 )計算樁側阻抗力(shaft resistance)。(15 分) 採用FS 4.0,計算不同樁側阻抗力下淨容許承載力(net allowable pile capacity)。(5 分) 表2 樁基礎分析地質模型 土層深度(m)土壤種類 相關參數 A 0.0 - 10.0 黏土 飽和單位重 18.8 kN/m ,正常壓力黏土 不排水剪力強度 u c 30 kPa B 10.0 - 40.0 黏土 飽和單位重 1 .8 kN/m ,正常壓密黏土 不排水剪力強度 u c 100 kPa

第4題

回答下列土壤物理性質問題: 請列出最常見之三種黏土礦物,並說明如何以一般土壤物理性質試驗 辨別。(10 分) 分別說明進行AASHTO 及USCS 土壤分類所需資料,並列出必要之 篩號。(10 分) 請說明如何以角錐貫入儀法(fall cone method)量測細顆粒土壤液限。 (5 分)