109年 - 109 專技高考_大地工程技師（一）：工程材料與土壤力學#86742

21 當 x 方向為水平面方向時，某元素受力為σ_x =150 kPa、σ_y =50 kPa、 =-50 kPa。請問下列敘述何者正確？ (A)最大主應力σ₁ =200 kPa (B)最小主應力σ₃ =40 kPa (C)最大剪應力=80 kPa (D)最小主應力作用面與水平面（x 方向）的交角α=22.5°

22 一處橋墩基礎施工中之圍堰內，接近地表的土壤中，水往上滲流的梯度達到多大時，該處的土壤瀕臨發生湧起（piping）的狀態？（該處土壤飽和單位重約為 18.5 kN/m³） (A) 0.33 (B) 0.75 (C) 0.88 (D) 0.99

23 對於多層土壤而言，滲流方向與層次平行時，需滿足下列何種條件？ (A)全部流量為各層流量相加，且各層水力坡降均相同 (B)各層流量均相同，總水頭損失為各層水頭損失增加 (C)流量與水力坡降為各層之總和 (D)各層的流量與水力坡降均相同

24 有關達西定律（Darcy’s Law）敘述何者錯誤？①達西定律只適用於土壤，不適用於礫石、岩石、混凝土 ②達西定律只適用於水為滲流流體時，不適用於滲流流體為空氣或其他液體時 ③達西定律只適用於水流為平流（Laminar flow）狀態，不適用於水流是紊流狀態（Turbulent flow） ④達西定律只適用於流場為穩態（Steady state）時，不適用於流場為瞬態（Transient state）時 (A)①②③④ (B)①②④ (C)②③ (D)③④

25 某土壤進行定水頭試驗，假設試體橫斷面積為 50 cm²、水流經試體長度為 15 cm，水頭差 5 cm、試驗時間 5 分鐘、收集水體積為 100 cm³，試問該土壤滲透係數 k 為何？ (A) 0.12 cm/sec (B) 0.02 cm/sec (C) 0.2 cm/sec (D) 1.2 cm/sec

26 某地層厚度為 10 m，分為二層，上下層之厚度及土壤滲透係數分別為 H₁=8 m，k₁=2×10^-4 cm/sec； H₂=2 m，k₂=4×10^-6 cm/sec。請計算此地層垂直方向等值滲透係數 kv為？ (A) 4.32×10^-4 cm/sec (B) 1.85×10^-4 cm/sec (C) 4.32×10^-5 cm/sec (D) 1.85×10^-5 cm/sec

27 壓密試驗所得的土壤壓密係數（Coefficient of consolidation, C_v）和下列何者無關？ (A)體積壓縮係數（m_v） (B)排水路徑長度（H_dr） (C)滲透係數（Hydraulic conductivity, k） (D)壓密時之有效應力

28 若兩黏土層的厚度、單位重等條件都相同，但 A 黏土的滲透性係數（Coefficient of permeability, k）為 B 黏土的 1/10，A 黏土的壓縮性（Compressibility）為 B 黏土的 1/2 倍，則在增加相同的覆土荷重時，A 黏土層達到 50%壓密的時間是 50 天，則 B 黏土層達到 50%壓密的時間是多少天？ (A) 25 天 (B) 10 天 (C) 5 天 (D) 2.5 天

29 有一黏土層厚 5 m，預壓密應力為 200 kN/m²，加壓階段之壓縮指數 Cc=0.4，解壓後再壓階段之再壓縮指數 Cr=0.05，平均有效覆土應力為 150 kN/m²，應力增量△σ為 100 kN/m²，初始孔隙比e₀ 為 1.0，則此土壤之壓密沉陷量為？ (A) 1.55 cm (B) 2.77 cm (C) 11.25 cm (D) 22.18 cm

30 有一正常壓密黏土之壓縮指數 Cc=0.4，若此黏土試體在 100 kPa 壓密應力作用下之孔隙比為 0.8。請問此試體在 1,000 kPa 壓密應力作用下對應之孔隙比為？ (A) 0.3 (B) 0.4 (C) 0.5 (D) 0.6

31 某正常壓密黏土進行單向度壓密試驗，試體厚度 25 mm，雙向排水。假設完成 60%壓密所需時間為 5 min。求在現場相同黏土 2 m 厚，單向排水情況下，完成 60%壓密所需時間為多少天？ (A) 5.56 天 (B) 22.22 天 (C) 88.89 天 (D) 155.56 天

33 利用砂錐法進行工地密度量測時，使用標準砂的最主要原因為何？ (A)標準砂級配良好，可將現場挖掘的孔洞填滿更確實，測得的體積更正確 (B)標準砂剪力硬度較高，較不會磨損，可反覆利用 (C)標準砂膨脹係數較低，不受工地現場溫度影響熱脹冷縮導致量測誤差 (D)標準砂顆粒均勻，密度變化較小

34 某夯實試驗之模體積 V=1,000 cm³，夯錘重 2.5 kgf，落距為 30 cm，分 3 層夯實，每層 25 下。試求夯實能量 E 為何？ (A) 551.8 kN-m/m³ (B) 56.25 kN-m/m³ (C) 5.63 kN-m/m³ (D) 0.056 kN-m/m³

35 下列何者對夯實的效果影響較小？ (A)夯實能量 (B)含水量 (C)土壤類別 (D)土壤飽和單位重

36 某砂在孔隙率（n）為 0.25、有效應力為 200 kPa 下，以及在孔隙率為 0.3、有效應力為 50 kPa 下進行排水剪力強度試驗後，體積幾乎沒有變化。請問下列何者正確？ (A)該砂在孔隙率 0.32、有效應力 100 kPa 下進行排水剪力強度試驗過程中體積會變大 (B)該砂在孔隙率 0.23、有效應力 100 kPa 下進行排水剪力強度試驗過程中體積會變小 (C)該砂在孔隙率 0.32、有效應力 100 kPa 下進行排水剪力試驗所得剪力強度會較不排水剪力試驗所得之剪力強度低 (D)該砂在孔隙率 0.23、有效應力 100 kPa 下進行不排水剪力試驗時，剪應力不會有明顯尖峰值

37 某黏土三軸壓密不排水剪力強度試驗結果，壓密與背水壓飽和（Back pressure saturation）完成時，圍束壓力σ₃=170 kPa，孔隙水壓為 u_B=70 kPa。剪動時，軸應力有最大值時，軸應力σ₁=400 kPa，孔隙水壓 u_f =50 kPa。假設有效應力和總應力破壞包絡線都通過原點，下列何者正確？ (A)有效應力摩擦角 29.3°，總應力摩擦角 32.3°，孔隙水壓係數 =-0.22 (B)有效應力摩擦角 29.3°，總應力摩擦角 23.8°，孔隙水壓係數 =+0.22 (C)有效應力摩擦角 29.3°，總應力摩擦角 32.3°，孔隙水壓係數=-0.087 (D)有效應力摩擦角 29.3°，總應力摩擦角 23.8°，孔隙水壓係數 =+0.087

38 有關非飽和（Unsaturated）黏土質土壤的性質相對於飽和狀態時，何者正確？ (A)非飽和狀態下滲透係數較高 (B)非飽和狀態下壓縮係數較高 (C)非飽和狀態下無圍壓縮強度（Unconfined compressive strength）較高 (D)非飽和狀態下土壤行為較近似正常壓密狀態

39 三軸壓密不排水（CU）試驗在施加軸差應力時，下列敘述何者正確？ (A)可求得有效凝聚力與有效摩擦角 (B)過壓密黏土激發之超額孔隙水壓增加 (C)鬆砂激發之超額孔隙水壓減少 (D)可量得體積變化

40 某飽和正常壓密黏土之正規化不排水剪力強度，該黏土位於地下 10 m，地下水位於地表下 5 m。假設土壤統體單位重等於飽和單位重γ =γ_sat=20 kN/m³，水單位重γ_w=10 kN/m³。請問此黏
土的不排水剪力強度為多少？(A) 30 kN/m² (B) 45 kN/m² (C) 60 kN/m²(D) 75 kN/m²

申論題 (10)

(1)試說明 CNS 標準中，鋼筋種類符號 SD420 所代表的意義為何？

(2)另外，鋼筋種類 SD420W 表示可焊接鋼筋，說明其應用時機及機械性質與 SD420 有何差異。

二、近年來倡議的綠建築與低衝擊開發概念，使得透水混凝土的應用漸趨廣泛，試說明透水混凝土的組成與基本特性，以及施工澆注時應注意的事項。

(1)請申論土壤三相（空氣、水、土粒（soil solid））柱狀圖。

(2)請申論乾的土壤單位重γ_d、飽和的土壤質量密度 ρ_sat 、沒入水中的（submerged）土壤質量密度ρ_sub 之計算式。

(3)地下水會在土壤孔隙空間中流動，請申論地下水滲流與壓密中水流之控制式與相關條件之異同。

(1)當夯實係在含水量小於最佳含水量之一側進行、且將夯實後土壤在太陽下曝曬，這種夯實土壤在雨季浸水飽和後可能出現的問題。

(2)規範規定夯實土壤必須檢核含水量，但國內卻不檢核的原因。

五、請申論：
(1)一般三軸壓縮試驗之基本條件及應力路徑。

(2)一般直接剪力試驗之基本條件及應力路徑。

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申論題 (10)