土壤力學及鋼筋混凝土學 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級，民國 113～115 年共 3 份試卷、14 題，其中 7 題附參考答題架構。考這一科的類科：港灣工程。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
一圓柱土壤試體，直徑 10 cm，高 15 cm，總重量 2200 g，經烘乾後為1980 g，直徑縮小為 9.5 cm，高度為 14.2 cm，孔隙比 e=0.56，試求該試體烘乾前之含水量、飽和度、孔隙比和乾土單位重。 （25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題為土壤三相（相圖）關係計算題，關鍵在於「烘乾後體積縮小」：題給的 e=0.56 是烘乾收縮後的孔隙比，必須先用它反算土粒體積 Vs，再回到烘乾前的原始體積求各項指標。
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- 2
試敘述地下室工程開挖時，抽排水降低水位之目的和主要施工法有那些？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
地下室開挖的抽排水降水，核心目的是「維持乾式施工面＋控制地下水壓」。答題分「目的」與「主要施工法」兩大段，工法再依重力排水、強制（真空）排水與特殊工法分層列出，最後補降水的副作用與監測，較易取得高分。
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- 3
一獨立基腳如圖一所示，B=2 m，L=3 m，D1=0.5 m，D2=1.2 m，P 為正向力，P=70 tons，M 為彎矩，M=0。土壤單位重=1.8 t/m2，RC 單位重=2.4 t/m2。計算該基腳之底部總受力與平均承受壓力，若土壤承載力qa=20 t/m2，評估其安全性。（25 分）圖一（非按比例繪製）
（25 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 4
一矩形斷面之鋼筋混凝土梁如圖二所示，寬度 b=30 cm，深度 h=60 cm，有效深度 d=53 cm，鋼筋降伏強度 fy=4200 kgf/cm2，混凝土抗壓強度fc =280 kgf/cm2，鋼筋彈性係數 Es=2.04×106 kgf/cm2，配置 D13 垂直箍筋，單根鋼筋面積 Av=1.267 cm2，箍筋間距 s=15 cm。求此鋼筋混凝土梁理論上之計算剪力強度 Vn 和規範上之設計剪力強度 Vdesign。（25 分）參考公式：Vc= 0.53 fc bd ，Vs=Avfyd/s圖二
（25 分）
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114 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
下表為某場址近地表 7.5 m 地層土壤之物理性質試驗報告。
（一）請依(1)～(10)順序，分別計算樣號 S-1 至 S-5 之孔隙比 e，並寫出各樣號之 USCS 統一土壤分類符號。（10 分）
（二）何謂塑性指數 PI？塑性指數高低與土壤力學性質之關係為何？（10 分）
（三）樣號 S-5 土壤之自然含水量 w 大於其液性限度 LL，請說明該土壤之力學性質特性。（5 分）自 然 統 體 液性 塑性 粒徑分析(%) 均勻 曲率深度 比重 孔隙比 USCS樣號 含水量 單位重 限度 指數 係數 係數(m) Gs e 分類符號w (%) gt (t/m ) LL (%) PI (%) 礫石 砂 粉土 粘土 C u Cd S-1 1.05-1.50 18.3 2.07 2.70 (1) - NP 0 49 38 13 30.9 3.0 (6) S-2 2.55-3.00 19.2 1.91 2.69 (2) - NP 0 89 8 3 3.4 1.5 (7) S-3 4.05-4.50 22.4 2.02 2.71 (3) 23 6 2 53 23 22 - - (8) S-4 5.55-6.00 23.7 1.97 2.73 (4) - NP 0 67 25 8 16.5 3.6 (9) S-5 7.05-7.50 34.0 1.73 2.65 (5) 30 9 0 18 59 23 - - (10)
（25 分）
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- 2
地震引致之土壤液化常造成地盤變位，及基樁與沉箱等基礎結構承載力之降低，使港灣碼頭及結構設施等受損。
（一）請說明目前工程實務上常採用那些現地試驗及其參數，來評估土壤液化潛能？（5 分）
（二）請繪圖說明土壤液化引致之負摩擦力，及其對基樁或沉箱承載力之影響。（10 分）
（三）請舉例說明降低或減少土壤液化危害之可行途徑及其機理。（10 分）
（25 分）
參考架構・破題
三小題分別考液化潛能評估、液化引致負摩擦力對基礎的影響、以及改良對策與機理。全題主軸是「反覆剪應力使超額孔隙水壓上升、有效應力趨近零」，再從評估、影響、對策三線展開。（二）（三）明寫繪圖與機理，沒有圖一定失分。
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- 3
沉箱及板樁為常見之碼頭構造物。
（一）請分別列舉沉箱碼頭及板樁碼頭常見之破壞模式。 （10 分）
（二）沉箱碼頭之整體穩定性評估，須檢核那些項目？（5 分）
（三）錨錠式板樁貫入地盤深度 D 及錨錠繫桿拉力 T 之決定，常採用自由土壤支撐法或固定土壤支撐法，請繪圖說明二分析方法假設條件及分析結果之差異。（10 分）
（25 分）
參考架構・破題
沉箱碼頭屬重力式、板樁碼頭屬柔性擋土式，破壞模式分別以「剛體運動與基礎」和「構件應力與錨錠系統」為主軸。第三小題考自由土壤支撐法與固定土壤支撐法的假設與結果差異，必須畫出土壓分布、變位曲線與彎矩圖三張圖。
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- 4
有一單鋼筋矩形梁，其斷面寬度 b 為 30 cm，有效深度 d 為 53 cm，混凝土之單軸抗壓強度 f c 為 280 kgf/cm 2，鋼筋之降伏強度 f y 為 2800 kgf/cm 2，所配置鋼筋量之斷面積 As 為 40 cm 2 。
（一）試求平衡應變狀態下之鋼筋比及鋼筋量。 （10 分）
（二）請問此矩形梁撓曲構件破壞時，係屬於何種破壞型態？（5 分）
（三）試求此矩形梁斷面之標稱彎矩強度及設計彎矩強度。（10 分）
（25 分）
113 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
某工程經工址調查後土層之剖面如下圖，請計算： （每小題 10 分，共 20 分）
（一） A, B 與 C 點之總應力、孔隙水壓與有效應力。
（二）如果地下水位上升至地表下 2 公尺處，請計算 A, B 與 C 點之有效應力。乾砂土e = 0.61 Gs =2.66地下水位飽和砂土e = 0.48 Gs =2.66
（20 分）
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- 2
依據下圖給定之資訊，請寫出土壤以下名詞之定義公式。含水量、孔隙比、孔隙率、飽和度、土粒比重、土壤乾土單位重、土壤飽和單位重。（註：水單位重為 rw）（10 分）V
（10 分）
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- 3
作用在結構體上的載重可分為那三類？並解釋此三類載重作用在結構體上之來源為何？（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
本題僅 10 分，屬基本定義題，宜在十分鐘內寫完並留時間給計算題。標準分類為靜載重、活載重與環境（偶發）載重三類，答題重點在逐類交代「定義＋來源＋實例」，最後補一句載重組合的設計意義。
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- 4
如下圖，請說明與計算以下問題：
（一）圖內有編號 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j 線，請說明屬於流線與等勢能線之編號。（5 分）
（二）請繪圖指出何處流速最大，並說明原因。 （5 分）
（三）透水係數為 0.0005 cm/sec，堰堤長 50 m，請計算流量為何？（10 分）
（20 分）
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- 5
飽和砂土試體在 120 kN/m2 之圍壓下壓密。壓密完成後，在不排水的情況下增加軸向應力。當軸差應力達到 85 kN/m2。破壞時的孔隙水壓是 60 kN/m2。請計算：（每小題 10 分，共 20 分）
（一）不排水情形下之土壤摩擦角。
（二）排水情形下土壤有效摩擦角。
（20 分）
參考架構・破題
本題為壓密不排水（CU）三軸試驗的莫爾圓計算。飽和砂土視為無凝聚性土壤（c=0），破壞包絡線通過原點，故可直接用 sinφ=(σ1−σ3)/(σ1+σ3)；全應力圓給的是全應力（不排水）摩擦角，扣除破壞時孔隙水壓後的有效應力圓才給有效摩擦角。
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- 6
矩形梁斷面為 b=30 公分、d=58.5 公分、h=65 公分，有 3 根 D25 鋼筋，鋼筋面積 As＝15.20 平方公分，混凝土抗壓強度為 280 kgf/cm2，鋼筋降伏強度 4200 kgf/cm2，請計算當外力彎矩 M=7 tf-m 時之混凝土最大壓應力、混凝土最大拉應力與鋼筋應力。 （20 分）b d h Ass
（20 分）
參考架構・破題
外力彎矩僅 7 tf-m，遠小於此斷面的開裂彎矩，因此本題是「工作應力法＋未開裂轉換斷面」的計算：以 n=Es/Ec 把鋼筋轉換成等值混凝土面積，求全斷面中性軸與慣性矩，再用 f=My/I 求上緣壓應力與下緣拉應力，鋼筋應力則為其位置處混凝土應力的 n 倍。
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題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。