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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：
類 科： 土木工程、結構工程、水利工程
科 目： 土壤力學（包括基礎工程）
考試時間： 2小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
下列計算各題所需之物理常數、符號、參數及公式等如未給時，請自行合理假設或推知。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
34840、34940
35040
一、回答下列問題：（每小題 5分，共 25 分）
某土樣之孔隙比 e為0.80，含水量 ω為18%，比重 Gs為2.70，求此土樣之飽和
度為若干%及濕單位重為若干 kN/m3？
某砂土填方，經輾壓後以砂錐法測得其濕單位重為 18.2 kN/m3，含水量 ω為7%，
比重 Gs為2.66，經試驗室測得其最大孔隙比為 0.632，最小孔隙比為 0.476，試
求此填方之相對密度為若干%？並研判此填方之輾壓成果。
某一砂土樣，由其粒徑分佈曲線求得：D10＝0.15 mm，D30＝0.4 mm，D50＝0.65 mm，
D60＝0.8 mm，D85＝1.5 mm，求此試樣之平均粒徑、均勻係數 Cu及曲率係數 Cc
各為若干？此土樣是否為級配良好之土壤？
若某無機質細粒土壤經試驗得細料有 40%，其中，顆粒粒徑小於 2 μm的有 11%，
另其液性限度 LL 為38，塑性限度 PL 為18，若依美國統一土壤分類法，其分類
符號應為何？若此土壤之含水量為 14%，決定此土壤之液性指數 LI，並說明其活
性（activity）如何？
承上子題
，若此細粒土壤之土層屬正常壓密黏土層，且地下水位位於地表處，
經試驗得：比重 Gs＝2.70，孔隙比 e＝0.70，不排水強度 cu為24 kPa，試計算此
土壤之取樣深度為若干 m？
二、如圖一所示，某鋼版樁部分置入 14 m 之沉泥質砂土層，假設鋼版樁長 15 m 且7 m
貫入土層中，此沉泥質砂土層之鉛垂向透水係數 kV＝10-4 cm/sec，水平向透水係數
kH＝4×10-4 cm/sec，土壤之飽和單位重 γsat 為19.81 kN/m3，經以非等向透水係數比，
將座標比例轉換後，繪得之類比等向透水係數之流網如圖一所示，假設上游水位高
H1＝5 m，下游水位高 H2＝1 m，
試利用所繪得之流網計算滲流量（rate of
seepage）為若干 m3/day/m？
假設以沉泥質砂土層底部為基準點，試計算版樁兩面
中點：A點及 B點處之總水頭、壓力水頭、高程水頭及管測水頭各為若干 m？
試
求出口處之水力坡降及其抗砂湧之安全係數為若干？
當上游水位上升多高時，下
游出口處會發生砂湧。
圖中之 H：V座標比例為若干？當座標轉換回復原始座標比
例（H：V＝1：1）後，圖中所繪示之流網將會有何改變？（每小題 5分，共 25 分）
圖一
泥岩地盤
出口處
鋼版樁
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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：
類 科： 土木工程、結構工程、水利工程
科 目： 土壤力學（包括基礎工程）
全一張
（
背面
）
34840、34940
35040
三、下列問題均屬飽和壓密不排水（SCU）試驗。（每小題 5分，共 25 分）
何謂飽和壓密不排水試驗？（請繪圖輔助說明），試驗時施加之背水壓力（back
pressure）之目的為何？
試分別繪圖說明典型 SCU 試驗結果之正常壓密黏土及過壓密黏土之軸差應力、
孔隙水壓力與軸應變之關係。
說明此試驗可獲得正常壓密黏土之那些強度參數？並繪圖說明如何獲得？
有某正常壓密黏土試樣，使用圍壓 σ3＝100 kPa 進行飽和壓密不排水試驗，試樣
破壞時，軸差應力(Δσd)f 為75 kPa，孔隙水壓力(Δud)f為56 kPa。試計算此試樣
之壓密不排水試驗之總應力之內摩擦角
φ
cu 及有效應力之內摩擦角
φ
′
各為若干？
破壞時，試體破壞面之傾角及孔隙水壓力參數 Af各為若干？
四、如圖二所示，為建造於正常壓密黏土層中之混凝土群樁（共 16 根），假設此黏土層
之比重 Gs均為 2.70，其他土壤參數如圖二所標示，群樁之每支樁均為 35 cm
×
35 cm
之正方形樁，樁中心之間距為 1 m，
若使用安全係數為 3，摩擦阻抗使用 α法，試
求此群樁之允許支承力為若干 kN？
假設此混凝土群樁將承受 2000 kN 之鉛垂向
載重 Qg，新增之平均垂直應力是以 2 : 1（V：H）分佈方式向下傳遞，試計算此群樁
之壓密沉陷量為若干 mm？（圖二中之 cu為黏土層之不排水強度，eo為黏土層之孔隙
比，Cc為黏土層之壓縮性指數）（註：單一土層以單層計算即可）。（每小題 12.5 分，
共25 分）
3.35m
3.35m
Qg
cu
cu
cu
cu=60 kPa
eo=1.0 Cc=0.32
圖
二
地下水位
α
a
pu
c