申論 1某一土樣具有如下圖所示之土壤粒徑分布曲線，請據以回答以下土壤基本性質與分類相關問題：㈠請列出土樣之D 、D 與D 等三個粒徑參數。（3 分）㈡請計算此土樣之均勻係數（uniformity coefficient,C ）與級配係數u（coefficient of gradation,C ）（須列出公式與代入參數值）。（6 分）c㈢承㈡，請根據統一土壤分類法（Unified Soil Classification System,USCS）之相關準則，判斷此土樣屬於良好級配（well graded）或不良級配（poorly graded）之何者，並決定此土樣之分類符號（雙字母）（須述明研判準則）。（6 分）㈣承㈢，若擬求取此土樣之水力傳導係數（hydraulic conductivity, k ），宜採用定水頭（constant-head）或變水頭（failing-head）滲透試驗之何者（須說明原因）；另請研判下列何選項較可能為此土樣由試驗所得之k 值範圍：⑴k 0.01 ~ 0.1cm/s；⑵k 0.00001 ~ 0.0001cm/s。（10 分）
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申論 2如下圖所示（圖中之為土壤乾單位重、為土壤飽和單位重、e 為黏dsat0土層初始孔隙比），有一6 m 厚之黏土層，其上覆10 m 厚之砂土層，其下方則為完整岩盤，請回答以下土壤壓密相關問題（作答時須列出所採公式與計算過程；計算各問題時，黏土層厚度可固定採用6 m，無須考慮各階段土層變形量對其造成之微小變化；答案請以有效位數三位為原則）：㈠原本地下水位在地表下深度2 m 處（地下水位A），此時該黏土層為正常壓密（normally consolidated）狀態。之後因某種原因，地下水位迅速洩降至地表下深度6 m 處（地下水位B）後維持恆定，待該黏土層之主要壓密（primary consolidation）完成後，觀察到地表沉陷量為16 cm，請基於單向度壓密（one-dimensional consolidation）相關理論估算該層黏土之壓縮指數（compression index,C ）。估算時請採以下之假設：c砂土層與岩盤均不因此等地下水位變化而產生體積變化，地下水位以上之砂土可視為乾砂。（10 分）㈡承㈠，後續又因另一原因，地下水迅速補注而回復到地下水位A 後維持恆定，若黏土之回脹指數（swelling index,C ）為0.1，請採用與㈠s相同之假設，估算最終之理論地表回脹量。（10 分）㈢承㈠，若㈡所述之地下水補注並未發生，且若已知㈠所述之主要壓密共耗時2 年完成，次要壓縮指數（secondary compression index, C）為0.015，請估算10 年後之次要壓密（secondary consolidation）沉陷量。（5 分）
申論 4請回答以下土壤剪力強度相關問題（作答時須列出所採公式與計算過程）：㈠今有一批有效摩擦角（）為30之無凝聚性土壤，在圍壓（confiningpressure,）為150 kPa 之條件下，對其土樣進行壓密排水三軸壓縮c試驗（consolidated drained triaxial compression test），請依莫爾-庫倫（Mohr-Coulomb）破壞準則，推求土樣達破壞時之軸差應力（deviatorstress, q，請採下壓為正）。（10 分）㈡承㈠，若對該批土壤之土樣，在圍壓（）為150 kPa 之條件下改進c行壓密排水三軸伸張試驗（consolidated drained triaxial extension test），請依莫爾-庫倫破壞準則推求土樣達破壞時之軸差應力（請採下壓為正）。（5 分）㈢承㈠、㈡，若再針對該批土壤之土樣，在圍壓（）為150kPa 之條件下c進行壓密不排水三軸壓縮試驗（consolidated undrained triaxial compressiontest），並於軸差應力為200 kPa 時達破壞，請根據莫爾-庫倫破壞準則推求破壞時之超額孔隙水壓（excess pore water pressure, Δu）。（10 分）