103 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

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、某工程建設欲在山谷進行大範圍的填方工程，試述正確的施工步驟、施工項目、施 工機具、填方之品質管制方式及如何規劃防蝕排水設施。（ 25 分）

• 二、場鑄樁容易產生何種施工缺陷？如何檢測其品質？說明檢測方法及原理。（ 25 分）

• 三、試述礫石樁工法在不同地盤（砂土或黏土）中之改良機制、適用性及優缺點，工法 所用之機具材料、施工步驟及成效檢驗方式。（ 25 分）

• 四、試述在都會區進行土質潛盾隧道施工，潛盾機出發與到達時之施工項目及步驟，以 及針對不同土質情況應採用何種輔助工法？（ 25 分）

代號 ： 00430 全一頁

座號：

103 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

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

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。

• 一、某工程擬採用板樁支撐開挖，開挖至地下水位面，開挖深度為 6.0 m ，開挖土壤 為砂質土壤，地下水位面上土壤單位重 3 18kN/m  m  ，地下水位面下飽和土壤 單位重 3 19.81kN/m  sat  ，此砂土有效剪力強度參數摩擦角  34    、 0   c ， 若板樁自頂部下 1.0 m 設置間距為 3.0 m 之一排水平支撐（如圖一），請以自由 土壤支撐法（ free earth support method ）進行分析：

• 請繪出作用於板樁之淨土壓力分佈情形。（ 7 分）

• 入深度為何？請說明理由何在？（ 3 分）

1

1.0m

H



2

5.0m

H



F

3

18kN m

m





34

 

0

c

 

3

19.81kN m

sat





34

 

0

c

 

WT.

?

D



(

間距

3 m)

WT.

• 15 分）

• 二、如圖二所示為高 6 m 之混凝土懸臂式擋土牆，牆背填土之坡度水平與垂直比為 4(h) ： 1(v) ，背填土壤分佈如圖所示，背填土壤＃ 1 單位重為 3 18.0 kN/m 、有效 剪力強度參數  35    、 0 kPa   c 、朗金主動土壓力係數 Ka=0.293 ，背填土壤＃ 2 單位重為 3 18.5kN/m 、有效剪力強度參數  30    、 10 kPa   c 、朗金主動土壓 力係數 Ka=0.367 ；基礎土壤之有效剪力強度參數  30    及 20 kPa   c 、單位 重 3 18.0 kN/m  m  ；擋土牆底部與基礎土壤間界面摩擦剪力強度參數 10 kPa  a c 及  18   ；混凝土單位重為 3 24 kN/m  c  。

• 與繪出此擋土牆之朗金側向土壓力分佈及方向。（ 10 分）

• 此擋土牆之抗滑及抗傾倒安全係數（分析時請忽略牆前被動土壓力） 。 （ 15 分）



4

1

6 m

3 m

0.5 m

土壤

#1

土壤

#2

1.0 m

1.0 m

4.0 m

0.293

K

0 kPa

35

18.0 kN m

a

3



 



 



c

m





0.367

K

10kPa

30

18.5 kN m

a

3



 



 



c

m





3

24 kN m



c



,

30



  

20 kPa ,

 

c

3

18.0 kN m



m



1.0 m

基礎土壤

10 kPa ,



c

,

18



 

混凝土單位重

a

• 三、如 圖 三 所 示 為 直 立 6.0 m 高 回 包 式 地 工 合 成 材 加 勁 擋 土 牆 （ Geosynthetic-reinforced retaining wall ），地工合成加勁材設計埋設間距為 0.6 m ，回填土壤為砂質土壤，單位重為 3 18kN/m ，回填土有效剪力強度參數  30    及 0   c ，此加勁土體座落於某粘土質沉泥基礎土壤上，基礎土壤與加 勁土體間界面的剪力強度參數 10 kPa  a c 及  18   ，基礎土壤之有效剪力強度 參數  30    及 20 kPa   c ，單位重 3 18kN/m  m  。

• 請分析此回包式地工合成材加勁擋土牆於深度為 2.4 m 處地工合成加勁材之 最小埋入長度（ L ）與回包長度（ Lo ）為何？ 建議地工合成加勁材設計埋入 長度及回包長度為何？分析時請採用地工合成加勁材與土壤界面摩擦剪力參數 ca=0 kPa 及 δ=18 °，地工合成加勁材與土壤之拉脫安全係數為 1.5 。（ 12 分）

• 回包式地工合成材加勁擋土牆於深度為 5.4 m 處地工合成加勁材之 最低標稱單位寬度之抗拉強度為何？ 建議地工合成加勁材設計標稱單位寬 度抗拉強度為何？分析時地工合成加勁材抗拉強度之整體折減係數 （ cumulative reduction factor ）為 3.6 及抗拉安全係數為 1.4 。（ 8 分）

• 為考量此回包式地工合成材加勁擋土牆之應用安全性，設計時應有何考量？ （ 5 分）

地工合成加勁材

6 m

5.4 m

L

加勁材垂直間距

0.6 m

3

18 kN m



m



0

30

 



 

c



2.4 m

0

L

回填土壤

• 四、如圖四所示，尺寸為 30 cm  30 cm 之方形混凝土樁置於中緊密度均質砂質土壤 中，樁頭為自由式（ free head ），地下水位面位於地表面處，土壤平均有效剪力強 度參數  35    、 0   c 、水平地盤反力係數 Kh=6400 kN/m 3 ，土壤飽和單位重為 3 18.81kN/m ，樁入土 6.0 m ，混凝土樁之基本特性 E=27,800 MPa 、 I=8.6  10 -4 m 4 、 S=6.0  10 -3 m 3 、 fc ' =34.5 MPa 。

• Broms 法分析此基樁於週期荷載條件下於地表面上 0.6 m 處之側向極限 荷載 Qu 為何？樁長度係數 η=(Kh/EI) 0.2 。（ 10 分）

• 2.5 ，試依 Broms 法分析此基樁於地表面上 0.6 m 處承受 0.4 Qu 側向荷載之作用下，此基樁之側向位移為何？（ 10 分）

• 設計建議方案。（ 5 分）

（解題用之查表見圖五、六、七）

中緊密度均質砂質土壤

6.0 m

3

18.81 kN m

0

35



 



 

sat

c





30 cm

30 cm



方形混凝土樁

Q

0.6m



c

e

WT.

Fixed Head

Free Head

Qu

ec

Qu

ec

D

b

Fixed Head

Free Head

ec

Qu

ec

D

b

Qu

Fixed Head

Free Head

Qa

ec

Qa

ec

D

b

103 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

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、土石流災害防治措施計有五種重要工法，請分別詳述各種工法之配置應用範圍與防 治功能，並依各種工法之配置而推估其土砂控制量。（ 20 分）

• 二、崩塌地治理係利用工程與植生方法，將崩塌地加以整治，使之達到安全穩定之目的， 請分別就其治理步驟，詳述崩塌地之調查與處理規劃設計作業流程（必要時可繪圖 說明之）。（ 20 分）

• 三、洪峰逕流量因山坡地開發而增加，滯洪設施乃成為減低洪峰流量和減少逕流係數之 必要措施，請依不同設置地區之重要性扼要說明滯洪設施之規劃設計準則。（ 20 分）

• 四、近年來，臺灣歷經多次極端降雨事件，造成毀村滅莊，家毀人亡事件（如小林村）， 而災害亦由單一形態之土砂災害演變成複合型之大規模土砂災害型態，請具體說明 複合型大規模土砂災害之基本特性、形成誘因與因應對策。（ 20 分）

• 五、請依坡地穩定分析理論推導下列公式（必要時可繪圖輔助說明），並將其應用於臺 灣地區某一節理發達之順向岩坡穩定分析，該順向岩坡之傾角為 20 度，經多次強 烈地震後，發現該岩體有一裂隙，深約 2 m ，請推求該岩體於順向坡發生翻覆 （ Toppling ）時之最小節理間距應為多少？又該岩體長為 2 m ，高約 1.2 m ，單位重 為 26.73 kN/m 3 ，岩體之凝聚力為 10.44 kN/m 2 ，內摩擦角為 35 度，岩體內因孔隙水 壓所造成之上揚力與滑動力可暫行忽略不計，請據此推定該順向岩坡是否安全，並 估算其安全係數（ F.S. ； Factor of Safety ）。（ 20 分）

W

：岩體自重 F.S.

：安全係數

c

：岩體凝聚力

V

：因孔隙水壓所造成之滑動力

θ

：地形坡度 A

：單位寬度之岩層接觸面積



：岩體內摩擦角 U

：因孔隙水壓所造成之上揚力

代號 ： 00420 全一頁

座號：

103 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

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。

• 一、在進行完整岩心試體的單軸壓縮試驗時，除了可量得軸向應力  應變曲線之外，還 可同時利用應變計量得側向應變資料 ， 請以圖示配合文字詳細說明：

• 請畫出一組典型的軸向應力與應變之曲線，並詳述由開始受力至達到尖峰強度過 程中，各受力階段之曲線形狀的特徵、以及各段行為的意義。（ 8 分）

• 說明如何利用這些試驗曲線以計算得岩石之彈性係數（ E ）及柏松比（  ）？ （ 5 分）

• 說明如何綜合整理這些試驗資料，以獲知岩石內部已開始破裂損傷？以及如何讀 得其開始損傷的初始損傷應力（ crack initiation stress ）？（ 7 分）

• 二、如下圖，在水平地面下深度 Z=100 m 處，開挖半徑 R 的圓形隧道（隧道中心在 C 點），並假設岩盤單位重為 27 kN/m 3 、 且側向土壓力係數 K=1 。（請參考下示附註 的公式）

• 計算隧道壁 B 點處，開挖前及開挖後之鉛直岩壓（ V  ）大小？（ 10 分）

• 請以圖示配合文字，詳述在 A-B-C 水平線上，開挖前及開挖後鉛直岩壓之分佈形 狀變化、及其改變的原因。（ 10 分）

• 假設在 B 點處岩石的剪力強度參數 c=0.5 MPa 、  =40 °，詳述計算判斷該處岩石 是否發生破壞？又如果會破壞，可利用岩栓在 B 處施加多大的徑向預壓應力就可 以剛好使該岩石不破壞？（ 15 分）

R

C

B

A

Z

• [ 附註 ] 依據 Kirsch solution 可得知若現地應力是均向的且令其值為 P0 ，則在距隧道 圓心距離 r 處之任一點的徑向應力 ( r  ) 與切線應力 (   ) 如下：

代號 ：

00440

全一張

（正面）

座號：

103 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次

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

• 三、請以圖示配合文字 ， 詳細說明下列有關岩石弱面直剪試驗問題：

• 由鑽探岩心中，詳述如何裁取出可供進行岩石弱面直剪之試體？（ 5 分）

• 在粗糙岩石弱面的直剪試驗中，應該規劃同時量取那些試驗資料？並請分別畫出 其典型關係曲線。（ 6 分）

• 如何從上述 之一系列試驗曲線獲得弱面的尖峰凝聚力（ Cp ）與尖峰摩擦角（  p ）、 以及殘餘凝聚力（ Cr ）與殘餘摩擦角（  r ）？（ 8 分）

• 詳述由上述 所獲得之弱面殘餘摩擦角與岩石基本摩擦角（ basic friction angle ） 的差別？（ 6 分）

• 四、如下圖，一淺基礎（底面尺寸 2  2 m ）坐落在垂直開挖岩坡之坡頂，已知基礎下方 岩盤內含有一組傾角  =26 °的弱面，並知弱面剪力強度參數 J c = 0.1 MPa 、 J  =23 °， 而岩石材料的剪力強度參數 0 c = 0.5 MPa 、 0  =31 °。若要求安全係數 FS= 2.5 ，請計 算該淺基礎之容許載重 Q （單位： kN ），並詳述其判斷流程。（ 20 分）

代號：

00450

頁次：

4 － 1

103 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

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

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。

一、如下圖所示之沖積土地層剖面圖。從地質形成的歷史推論，第二層粘土和 第四層粘土的性質相似；第一層砂土和第三層砂土的性質相似。地下水位 位於地表面，各土層的水壓力處於靜態水壓狀態（ hydrostatic condition ）， 且均處於正常壓密狀態。圖中的符號如下：  sat 代表飽和單位重， w 表含水 量， Gs 代表土粒比重， Cc 代表壓縮性係數， Cr 代表回脹係數。由於民生用 水的需要，曾經長期抽取 GL-20 m 下方卵礫石層的地下水，致使卵礫石層 的地下水位降至 GL-12 m ，並且維持在這個水位相當長的時間；現地觀測 顯示， GL-16 m 上方的水位仍然不變，也就是仍然在地表面。後來政策改 變，不能再抽取卵礫石層的地下水，地下水因而再度上升至地表面。今取 8 m 處的粘土進行系列的三軸壓縮試驗，得到三組土壤強度參數如下：三 軸不壓密不排水（ UU ）試驗， c =16.2 kPa,  =0 ；三軸壓密不排水（ CU ） 試驗， c =0,  =15 o ，三軸壓密排水（ CD ）試驗， c ' =0,  ' =30 o 。試利用這些 試驗資料，估計 GL-18 m 處土壤的不排水剪力強度？（ 25 分）

砂土

卵礫石

粘土

抽水後的水位

GL-12 m

粘土

砂土

GL 0 m

GL-4 m

GL-16 m

GL-20 m

r

s

s

r

• 二、地層剖面同上題。在卵礫石層地下水水位回升至地表面後，地表上又承受 一超荷重 （ surcharge ） 100 kPa 。計算超荷重產生之最終沈陷量為多少？ （ 25 分）

• 三、如下圖所示之擋水版樁，由於版樁前、後之水位不同，土壤將產生滲流。 假設水從上游沿著路徑 abcdef 往下游的滲流行為屬於單向度（ one dimensional ）。請回答下列問題：

• 10 分）

• a,b,c,d,e,f 六個位置的 孔隙水壓力。 （ 15 分）

15 m

10 m

1 m

a

b

c

d

e

f

7.5 m

7 m

• 四、下圖為某建築基地的地質剖面圖及 SPT-N 值。地下水位位於地表面下 2 公 尺，地下水位上方土壤之濕土單位重為 18 kN/m 3 ，地下水位下方之飽和單 位重為 22 kN/m 3 。依照「臺灣地區震區劃分圖」，本基地位於地震乙區。今 擬在此基地建造一棟五層樓的住宅公寓。試利用簡化法（ Seed 簡易經驗法之 相關圖表如附表）計算基地土壤抵抗液化能力的安全係數（註：若認為條件 不夠，或不記得某些參數值，可自行假設合適的數值）？（ 25 分）

2.0

6.0

4.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

6

8

10

10

14

14

18

22

22

深度

粉質砂土(SM)

(

N

1

)

60

(

N

1

)

60

0







av

0







av

(d)

粉砂土抗液化強度與

(

N

1

)

60

之關係

(c)

砂土抗液化強度與

(

N

1

)

60

之關係

(b)

CN

隨有效覆土應力之變化

(a)

應力折減係數

rd

隨深度之變化

有效覆土壓力

(kgf/cm

2

)

深度

(m)

CN

r

d

Dr=60 to 80%

Dr=40 to 60%

細料含量

103 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

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、只限利用現地施鑽過程中之資料（不含室內試驗）作答：

• 鑽探中如何研判遇到的是軟弱粘土？（ 5 分）

• 鑽探中如何研判遇到的是鬆砂？（ 5 分）

• 鑽探中如何確定遇到的是孤立岩塊或是岩盤？（ 5 分）

• 說明看到什麼樣的鑽探記錄，就須有進行液化評估之必要？（ 10 分）

二、以山岳隧道（如雪山隧道）之調查而言：

• 說明該如何調查得知隧道沿線何處會遇到剪裂帶或破碎帶。（ 5 分）

• 說明該如何調查得知隧道沿線何處會遇到豐沛含水區域。（ 5 分）

• 地下岩盤之現地初始應力在鑽探調查階段、施工開挖階段各有什麼方法可以調查 得到？（ 8 分）

• 現地初始應力調查之後續應用為何？（ 7 分）

三、以岩盤工程而言：

• 岩體評分 RMR （或 rock mass rating ）該如何進行評估？（ 10 分）

• RMR 評分項目中權重最重的是那一項？為什麼這項權重會最大？（ 5 分）

• 說明岩體評分 RMR=30 及 Q=30 各自代表之岩盤工程性質。（ 5 分）

• 岩體評分 RMR 及 Q-system 是否適用於臺灣之礫岩、泥岩？為什麼？（ 5 分）

• 四、以國內常見之砂頁岩互層順向坡滑動（如國道走山）為例，回答下列問題：

• 鑽孔佈設：如無露頭可供量測，則在設計前之鑽探調查階段，說明該如何進行鑽 孔佈設與分析，才能得知砂頁岩互層之走向與傾角？怎麼確知你得到的不是視傾 角？（ 7 分）

• 潛在滑動面之摩擦角該如何進行檢測得出？（ 5 分）

• 說明順向坡滑動，地下水扮演之作用機制：請配合繪製一圖說明，於圖中標示出 所有的水壓力分佈與所有的作用力。（ 8 分）

• 有關順向坡之滑動監測，常用的監測措施有那些？（ 5 分）

代號 ： 00460 全一頁

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