101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00430 全一頁

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 大地工程施工學

考試時間：

2 小時

※注意：

 禁止使用電子計算器。

•  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。

• 一、  簡述何謂邊區逆打工法，（ 10 分）

•  試說明比較其優缺點。（ 10 分）

• 二、  說明何謂地工合成材料，（ 10 分）

•  以節能減碳觀點比較討論使用地工合成材料的加勁工法與傳統 RC 工法於擋土牆 及邊坡等大地工程之差異。（ 10 分）

• 三、  簡述常見落石防護工法，（ 10 分）

•  試說明比較其主要工法類型之防護原理。（ 10 分）

• 四、  簡述管線更生常用之現場固化內襯工法及內套管工法，（ 10 分）

•  試比較其優缺點。（ 10 分）

• 五、 試就危險之道路邊坡，規劃一自動化安全監測之架構，並配合圖示說明之。（ 20 分）

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00410 全一張 （正面）

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 基礎工程與設計（包括開挖工程及基礎相關結構設計）

考試時間：

2 小時

※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。

•  本試題若有物理參數或條件不足時，請自行合理假設。

• 一、如圖一所示，為一自承式鋼板樁擋土壁，假設地下水位很低，地層為顆粒性土壤， 其抗剪角 φ = 35° ，凝聚力 c = 0 ，若開挖深度 H = 6 m ，土壤單位重 γ = 18 kN/m 3 ，鋼 板樁貫入深度為 D 。

•  試繪製鋼板樁右側與左側之土壓力分布圖。（ 5 分）

•  試繪製鋼板樁所受淨土壓力分布圖。（ 5 分）

•  試計算鋼板樁之埋入深度 D 。（ 15 分）

鋼板樁擋土壁

H

D

圖一

• 二、如圖二所示，有一地工織物加勁擋土牆（ geotextile-reinforced retaining wall ）高度為 6 m ，其回填土材料之單位重 γ 1 = 15.8 kN/m 3 ，抗剪角 1 φ = 35° ，凝聚力 c 1 = 0 。假設地 工織物之垂直間距 S v = 0.6 m ，相對於抗拉脫之安全係數 F.S.(P) = 1.5 ：

•  試計算在深度 1.8 m 處之地工織物之長度 L 3 為何？（ 7 分）

•  若假設地工織物加勁土壤為一穩固剛體，試分析此加勁擋土牆之抗滑動安全係數 是否適宜？如不適宜，建議補救措施為何？（ 8 分）

•  試問臺灣之高速公路在那裡有加勁擋土牆之設計實例？其加勁材料為何？在加勁 擋土牆設計實務上應注意那些問題？（ 10 分）

垂直間距

Sv

= 0.6 m

圖二

L

3

地工織物

6 m

1.8 m

單位重

γ

2 = 19 kN/m

3

抗剪角

φ

2

= 23°

凝聚力

c

2 = 27 kN/m

2

單位重

γ

1 = 15.8 kN/m

3

抗剪角

φ

1

= 35°

凝聚力

c

1

= 0

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00410 全一張 （背面）

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 基礎工程與設計（包括開挖工程及基礎相關結構設計）

• 三、某建築工地進行開挖，如圖三所示之開挖剖面：

•  試依我國建築物基礎構造設計規範，計算其開挖底面抗隆起破壞之安全係數，並 檢討是否符合規範？（ 15 分）

•  試以建築開挖工程為例，列舉五種監測項目及各項目使用之儀器名稱？（ 10 分）

橫向支撐

15 m

25 m

13 m

GL-25 m

GL 0.0 m

砂土

凝聚力

c

= 0

抗剪角

φ

= 30º

總單位重

γ

t

= 20 kN/m

3

黏土

飽和單位重

γ

sat

= 18 kN/m

3

不排水抗剪強度

Su

= 65 kN/m

2

擋土壁

GL-1 m

GL-7 m

GL-4 m

12 m

10 m

GL-10 m

橫檔

• 四、如圖四所示，有一群樁由 25 根單樁所組成，此群樁承受 9800 kN 荷重，貫入深度 為 5 m ，每一根單樁為直徑 35 cm 圓形預鑄混凝土樁，樁間距為 90 cm ，試計算： 1

• 1  試求緊密砂土層二中，承載力之安全係數為何？（ 5 分）

提示 1 ： 可利用圖五抗剪角 [ φ 與承載力因子 N c ， N q ， N γ 關係圖 ]

•  試求此群樁在土層三中，所產生之主壓密沉陷量為何？（ 10 分）

15 m

10 m

5 m

土層一

土層二

土層三

緊密砂承載層

浸水單位重

γ

sub

= 9.4 kN/m

3

抗剪角

φ

′

= 40º

中等硬黏土層

浸水單位重

γ

sub

= 6.3 kN/m

3

凝聚力

c

′

= 38 kPa

壓縮指數

Cc

= 0.15

比重

Gs

= 2.70

軟黏土(不靈敏的)

浸水單位重

γ

sub

= 6.3 kN/m

3

9800 kN

岩盤

5.53

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

9

8

7

6

5

4

3

2

Bearing capacity factors: Nc, Nq, N

γ

Nc

Nq

Angle of internal friction,

φ

(degrees)

0

5

10

15

20

25 30

35 40

45

1

5.53

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號

： 00420 全三頁 第一頁

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 山坡地工程（包括水土保持工程）

考試時間：

2 小時

※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。

• 一、圖一至圖三為某高山部落的正射影像、地形剖面圖及部落入口照片，由正射影像顯 示部落位於上方有明顯崩崖（有岩盤出露）之台地上，台地下緣為二條河床坡度甚 陡的溪流。現地勘查顯示，通往部落的山區道路常有龜裂、路基下陷、擋土牆損壞， 部落內亦有局部地表龜裂、建築物傾斜等現象。部落（台地中央位置）及通往部落 的道路（台地邊緣）曾進行鑽探，鑽探結果顯示部落內地表至地下六十多公尺皆為 崩積層，崩積層以下則為砂岩及頁岩，道路的鑽探結果與部落的鑽探結果雷同（但 崩積層僅 5 ～ 10 公尺）。由河岸岩層露頭量測，得岩層的平均方位為 N40°E/20°SE ， 試詳細說明山區道路及部落建築物不穩定的可能原因。（ 20 分）

A'

A

部落範圍

面積約

1

平方公里

溪流

部落範圍

部落入口照

片拍攝方向

距離

(m)

高程

(m)

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 山坡地工程（包括水土保持工程）

• 二、某山坡地於連續數天豪雨後產生道路位移、龜裂、加勁擋土牆外移、扭曲變形，並 有局部崩崖、地表裂縫等現象。災後業主委託專業單位進行測量、地質調查及地質 鑽探（二鑽探孔 (AH-1 及 AH-2) 各 15 m 深）。圖四為災後地形圖及調查後的地表跡 象。由圖顯示局部地表及道路移動（滑動） 7 ～ 8 m ，但圖西北側構建於排樁（深度、 口徑未知）上的既有加勁擋土牆外觀完整，無變形跡象。由區域地質圖及地質調查 顯示，本坡地地層屬中新世石底層，以砂、頁岩薄至葉層互層為主，岩層方位為 N40°W/20°NE 。地質鑽探結果如下： AH-1 ， 0 ～ 4 m 崩積層（黃棕色砂土夾砂、頁 岩塊）， 4 ～ 15 m 灰色砂岩與黑色頁岩薄至葉層互層（ 5 ～ 6 m 存在剪力擦痕）； AH-2 ， 0 ～ 3.5 m 崩積層（黃棕色砂土夾砂、頁岩塊）， 3.5 ～ 15 m 灰色砂岩與黑色 頁岩薄至葉層互層（ 6 ～ 7 m 存在剪力擦痕）。試繪製剖面圖（應於試卷標示剖面位 置，並於剖面圖標示出鑽孔、滑動面、岩層方位等），並據以說明本邊坡可能的破 壞模式。（ 20 分）

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00420 全三頁 第三頁

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 山坡地工程（包括水土保持工程）

• 三、承前題，為進行邊坡整治工程，以確保邊坡穩定及建築物安全，試提出治理方案建 議（含工程配置及規格）。（ 20 分）

說明：地表排水為必要措施，不列入本題範圍。

提示：依前題之破壞模式，假設現有滑動體為臨界穩定狀態，據以估算下滑力，再 以必須的安全係數估算抗滑力及工程建議。分析、計算所需的參數，若無法 由題目獲得，請自行合理假設。

• 四、通用土壤流失公式（ Universal Soil Loss Equation, USLE ）常被用於沉砂池設計時估 算山坡地土壤流失量，及水庫壽命分析時估算入庫的泥砂量。請完整寫出此公式（含 說明各因子的單位及各因子值的計算或決定方式），並說明此公式在臺灣於坡地土 壤流失量及水庫入庫泥砂量估算的適用性。（ 20 分）

• 五、圖五為一原本穩定的均勻土壤邊坡剖面示意圖，由於道路興建而施作邊坡挖除工程， 邊坡挖除後於挖坡的上方發現一橫向裂縫。為確保道路的安全，試說明所需監測的 參數為何（例如土壤密度等），並建議監測項目及位置（請將圖五描繪於試卷上， 並標示監測項目及位置）。（ 20 分）

裂縫

挖除

15m

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00440 全一張 （正面）

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 岩石力學與隧道工程

考試時間：

2 小時

※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。

•  本試題之相關公式、物理常數、符號意義未提及或條件不足時，請自行合理推斷與假設。

• 一、一般岩盤工程常假設 CHILETI （ Continuous, Homogeneous, Isotropic, Linearly Elastic, Time Independent ）或 DIANETD （ Discontinuous, Inhomogeneous, Anisotropic, Not Elastic, Time Dependent ）兩種模式進行分析，請解釋 CHILETI 各英文縮寫所代表意 義。（ 10 分）

• 二、請推證體積應變為三個軸應變之和（ ε v = ε x+ ε y+ ε z ），並說明推導過程做了那些假設？ （ 10 分）

• 三、對具有與最大主應力作用平面成 β w 傾斜之不連續面圓柱試體進行三軸壓縮試驗，請：

•  推導其軸差強度 ( σ 1 -σ 3 ) f 與不連續弱面強度參數（ cw ， w φ ）、傾斜角（ β w ）的關係 式，即 ( σ 1 -σ 3 ) f = F( σ 3 , c w, w φ , β w) 。（ 10 分）

•  據推導結果繪圖並說明岩體強度 ( σ 1 -σ 3 ) f 及傾斜角（ β w ）之關係。（ 10 分）

四、請說明：

•  岩石力學與土壤力學之主要差異？（ 10 分）

•  水對岩盤隧道工程之主要影響？（ 10 分）

• 五、岩石強度會受試體尺寸以及環境因子等影響，例如圖一即試體尺寸對單軸壓縮應 力 -應變影響示意圖，請仿此圖繪製圍壓、加壓速率、含水量以及溫度對岩石應 力 -應變之影響關係圖。（ 20 分）

σ

H/D

小

H/D

大

ε

圖一

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00440 全一張 （背面）

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 岩石力學與隧道工程

• 六、圖二為兩相互平行隧道，大隧道半徑 3 m ，小隧道半徑 2 m ，假設本區岩盤開挖前 現地應力為均向，即 Px = Py = Pz = P = 10 MPa ，請利用 Kirsch 解計算開挖完成後 A 點 的應力，即 σ x ， σ z ， τ xz 。（ 20 分）

Kirsch Solution ：

⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ θ + - - + - + σ = σ )cos2 r a 3 r a 4 k)(1 (1 ) r a k)(1 (1 2 1 4 4 2 2 2 2 v r ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ θ + - - + + σ = σθ )cos2 r a 3 k)(1 (1 ) r a k)(1 (1 2 1 4 4 2 2 v

註： a 為隧道半徑； v h / k σ = σ 。

45º

45º

A

z

8 m

圖二

x

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00450 全一張 （正面）

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 土壤力學（包括土壤動力學）

考試時間：

2 小時

※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。

•  本試題之相關符號、公式、物理常數及設計參數未提及時，請自行合理推斷或假設。

• 一、某土壤之孔隙比（ void ratio ）為 0.95 ，飽和度為 37% ，比重為 2.72 。

•  試求此土壤之含水量、孔隙率（ porosity ）及單位重。（ 10 分 ）

•  假設加水後土壤體積不改變，若要將此土壤的飽和度增加到 100% ，請問每立方 公尺土壤要加入多少公斤的水？（ 10 分）

• 二、某工址地層資料如下圖所示，均勻施加之地表載重 Δσ 為 55 kN/m 2 ，地下水位以上乾 砂層厚度為 2.4 m ，單位重為 17.1 kN/m 3 ，地下水位以下飽和砂層厚度為 4.7 m ，單 位重為 18.1 kN/m 3 。飽和黏土層厚度為 5.2 m ，單位重為 18.7 kN/m 3 ，液性限度 LL 為 45% ，孔隙比為 0.9 。

•  若黏土層為正常壓密，試求地表載重造成黏土層之壓密沉陷量。（ 10 分）

•  若黏土層預壓密壓力為 120 kN/m 2 ，試求地表載重造成黏土層之壓密沉陷量。（ 15 分）

[ 註：壓密指數 Cc= 0.009(LL -10), 膨脹指數 Cs = Cc/5]

G.L.

G.W.T

.

砂

砂

黏土

岩盤

Δσ

• 三、某一正常壓密飽和黏土試體進行排水三軸試驗，求得其內摩擦角為 35 度。於相同土層 取得之黏土試體，進行無圍壓縮試驗（ unconfined compression test ），求得其無圍壓縮 強度 qu 為 140 kN/m 2 ，試計算此試體進行無圍壓縮試驗破壞時之孔隙水壓。（ 25 分）

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00450 全一張 （背面）

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 土壤力學（包括土壤動力學）

• 四、某工址之地層剖面如下圖所示，地表下稜角狀乾砂層厚度為 4.0 m ，孔隙比 e 為 0.65 ， 比重為 2.67 ，內摩擦角為 34 度。地下水位以下飽和砂層厚度為 6.0 m ，孔隙比為 0.70 ，比重為 2.67 ，內摩擦角為 34 度。正常壓密飽和黏土層厚度為 6.0 m ，含水量 為 60% ，比重為 2.70 ，塑性指數為 26 。依據 Hardin 及 Richart 共振柱試驗結果，得到 在小應變狀況下，土壤之剪力模數 Gmax 經驗公式顯示於下方。試分別求出乾砂層、地 下水位以下砂層、及正常壓密黏土層各層之頂點、中間點、及底部點，在小應變狀 況下之剪力模數 Gmax 。（ 30 分）

（註 : 0 ＜ PI ＜ 40, Ko = 0.4 + 0.007PI ）

G.L.

G.W.T.

砂

砂

黏土

岩盤

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 00460 全一頁

等 別： 高等考試

類 科： 大地工程技師

科 目： 工程地質與工址調查

考試時間：

2 小時

※注意：

 禁止使用電子計算器。

•  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。

• 一、地球物理探勘法在土木工程有許多運用，且成效不錯，試就常用的透地雷達探查法：

•  說明其探測原理。（ 5 分）

•  最適合的探測深度。（ 5 分）

•  說明其運用時機。（ 5 分）

•  試以一案例繪圖示意其探測成果之判讀。（ 10 分）

• 二、捷運工程常需在既有道路上進行鑽探調查，為避免鑽探時破壞既有管線，試舉出 3 種常用的措施或對策。（ 15 分）

• 三、  荷蘭錐貫入試驗之優點及缺點為何？（ 10 分）

•  為何臺灣大多使用標準貫入試驗而不使用荷蘭錐貫入試驗？（ 10 分）

• 四、請就現場十字片剪（ Field Vane Shear Test ）：

•  說明試驗目的。（ 5 分）

•  最適用於何種土壤？（ 5 分）

•  繪圖說明其現場試驗步驟。（ 10 分）

• 五、有一所學校擬在活動斷層附近新建，該學校面積約 200 m × 200 m ，為確認該學校有 無位於活動斷層上，試擬定一工址調查計畫，說明調查步驟及調查方法。（ 20 分）

座號：