105 年專門職業及技術人員高等考試大地工程技師考試 分階段考試、驗船師、第一次食品技師考試、高等暨 普通考試消防設備人員考試、普通考試地政士、專責報關 人員、保險代理人保險經紀人及保險公證人考試試題

代號： 10410 全一張 （正面）

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （土壤力學及土壤動力【含地震工程】）

考試時間 ：

3 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。  請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。

• 一、一大面積整地之建築工程，需進行大量的填土工程，目前可取得的土壤有兩種，依 統一土壤分類法分類結果，分別為 SM 和 ML ：

•  請就上述兩種土壤夯實後之工程性質，試述那一種土壤相對比較適合作為本填土 工程的材料。 （ 10 分）

•  若作為本填土工程之夯實土的土顆料比重為 2.66 ，夯實試驗所得之最大乾單位重 為 17.5 kN/m 3 ，飽和度為 70% ，則該夯實土在最佳含水量的狀況下進行夯實，理 論上可得之乾單位重的最大值為多少（ kN/m 3 ）？（ 10 分）

• 二、如圖所示之土層，早期地下水位在地表，水壓呈靜水壓，後因民生所需，抽取礫石 層之地下水，造成礫石層地下水位下降，水流穩定時，礫石層水位降至 GL -12 m ， 而砂土層之水位仍維持在地表，水壓仍呈靜水壓。之後停止抽水，目前水流穩定， 礫石層水位已回升至 GL -6 m ，砂土層之水位仍在地表，水壓仍呈靜水壓，如圖所示：  試計算目前黏土層中心點（ GL -15 m ）的過壓密比。 （ 10 分）

•  若現在因工程需要，再次抽取礫石層之地下水，將礫石層水位降至 GL -14 m ，砂 土層之水位仍維持在地表，水壓仍呈靜水壓，黏土層之壓縮指數（ c C ） 、回脹指數 （ s C ） 、有效凝聚力（ c ′ ）及有效摩擦角（ φ′ ）如圖所示，試計算黏土層之主要壓 密沉陷量為多少公分（ cm ） （計算時，以黏土層中心點的應力當作平均應力）？（ 10 分）

GL +0.0 m

GL

6.0 m

GL

20.0 m

GL

10.0 m

10 m

10 m

黏土層

砂土層

γ

sat

= 19 kN/m

3

Gs

= 2.67

e

0

= 1.0

γ

w

= 9.81 kN/m

3

Cc

= 0.3;

Cs

= 0.1

Cc

c'

= 0

φ

'

= 30°

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代號： 10410 全一張 （背面）

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （土壤力學及土壤動力【含地震工程】）

• 三、一 20 m 厚之飽和正常壓密黏土層，地下水位在地表，水壓呈靜水壓分布，已知黏土 飽和單位重（ sat γ ）為 18 kN/m 3 ，靜止土壓力係數（ 0 K ）為 0.5 ，有效凝聚力（ c ′ ） 為 0 ，有效摩擦角（ φ′ ）為 ° 30 ；現自地表下 10 m 處取出一試樣，取樣品質完美，假 設取樣狀態之孔隙壓力參數 A 為 0.4 ：

•  試求取樣後，該試樣內部之孔隙水壓（ kN/m 2 ） 。 （ 10 分）

•  以該試樣進行三軸不壓密不排水（ UU ）試驗，試驗時施加之圍壓為 150 kN/m 2 ， 假設破壞時之孔隙壓力參數 f A 為 0.6 ，則試驗所得之不排水剪力強度為何 （ kN/m 2 ）？（ 10 分）

• 四、  試以應力元素及莫爾圓，表示地震時水平地層所受的應力狀態，以及動力三軸試 驗之應力狀態。 （ 10 分）

•  比較上述兩者的差異，並說明如何修正動力三軸試驗之所得孔隙水壓，使之能類 似水平地層之應力情況的效應。 （ 10 分）

• 五、  如圖所示一單位面積之土柱，地震時垂直方向的振動對該土柱產生之水平與垂直 方向的應力增量，分別為 h Δσ 及 v Δσ ，且 ,max v a 為垂直方向最大加速度，假設側向 應變為 0 ，試利用該圖證明，垂直方向振動對飽和土層之影響是可以忽略的。 （ 10 分）

•  假設圖中土層之地下水位深度為 4 m ，地下水位以上土壤單位重為 18.0 kN/m 3 、地 下水位以下土壤單位重為 18.5 kN/m 3 ，該工址預估之地表最大水平加速度 0.23 ,max = h a g ，應力折減係數 0.015 1 -= d γ z ， z 為深度（ m ） 。試利用 Seed 等人的 簡易經驗法，求地震時，地表下 3 m 和地表下 6 m 處之平均反覆剪應力 （ kN/m 2 ） 。 （ 10 分）

Δ

σ

h

Δ

σ

v

av,max

z

γ

z

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代號： 10420 全三頁 第一頁

座號：

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （基礎工程與設計）

考試時間 ：

4 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。  請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。

• 一、某一開挖工程在砂土層中進行，其擋土措施剖面如下圖所示，預計總開挖深度為 8.0 m ，擋土壁深度達地表下 16 m 。已知背土側均佈載重為 15 kN/m 2 ，背土側地下水 位在地表下 5.0 m 處，開挖內側地下水位保持在開挖面處，土壤單位重 γ t =17.50 kN/m 2 ，土壤飽和單位重 γ sat = 19.81 kN/m 2 ，凝聚力 c' = 0 kN/m 2 ，內摩擦角 ψ ' =30° 。請根據蘭金（ Rankine ）土壓力理論，並依『建築物基礎構造設計規範』之 規定，檢核該擋土壁貫入深度之安全係數（ FS ） 。註：擋土設施結構體之容許彎矩值 忽略不計。 （ 20 分）

均佈載重

15 kN/m

2

第一層支撐

第二層支撐

擋土壁

地下水位

GL-5.0 m

8.0 m

2.0 m

3.0 m

3.0 m

8.0 m

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代號： 10420

全三頁

第二頁

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （基礎工程與設計）

• 二、如下圖所示，有一基樁直徑為 80 cm ，完全被打入黏土層中，已知土層一厚度 10.0 m ， 土層二厚度大於 30.0 m ，若地下水位在地表下 4.0 m ，請分別以 α 法（ α 值請參考附 圖）及 λ 法（已知 L=20 m 時， λ = 0.177 ； L=30 m 時， λ = 0.145 ） ，計算此樁之極限 承載力。 （ 15 分）

地下水位

土層一

土層二

Cu1

=50 kN/m 2

γ

=17 kN/m 3

Cu1

=50 kN/m 2

γ

=17 kN/m 3

4.0 m

6.0 m

20.0 m

1.00

0.75

0.50

0.25

0

α

Average

Range

50

100

150

200

250

300

Undrained cohesion, c

u (kN/m

2

)

Cu2

=225 kN/m 2

γ

sat

=20 kN/m 3

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代號： 10420 全三頁 第三頁

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （基礎工程與設計）

• 三、某一懸臂式擋土牆剖面及土層性質如下圖所示，若混凝土單位重 γ c =24 kN/m 3 ，基礎 與土壤間之外摩擦角 δ =22° ，牆背有 10 kN/m 2 之地表均佈載重，地下水位位於地表 下深處。假設擋土牆趾（ toe ）上方重量及牆前被動土壓忽略不計，已知土壤之極限 承載力 = 450 kN/m 2 ，請根據蘭金（ Rankine ）土壓力理論，分別計算擋土牆抗傾倒、 抗滑動、基礎承載力之安全係數為何？（ 15 分）

均佈載重

10 kN/m

2

100

600

50

100

70

250

背填土

γ

1=19.5 kN/m

3

ψ

1

=30°

C1=0

擋土牆尺寸單位：

cm

γ

2=20.7 kN/m

3

ψ

2

=33°

C2=0

50

• 四、某一新建工程擬規劃地下室 4 層（預計開挖深度 20 m ） ， 地上 10 層之鋼構造建築物， 假設地下室每層重 12 kN/m 2 ，基礎重 25 kN/m 2 ，地上層每層重 10 kN/m 2 。參考鄰近 之工址之鑽探資料，地表下 60 m 主要為軟弱黏土（單位重 18 kN/m 3 ） ，地表下 60 m 以下為卵礫石層，常時地下水位位於地表下 3 m ，高水位位於地表面。若設計單位規 劃之最大地質鑽探孔深為 40 m ，研判此深度是否合宜？並說明合宜與否之原因，或 者不合宜時之建議方案。 （ 15 分）

• 五、試述地錨常見損壞的型式有那些？如何評估和檢查已完工約數十年之某擋土牆面 上地錨之有效性？又如何防止或補救此擋土牆因地錨損壞可能引起的災害？ （ 15 分）

• 六、試就試驗方法、過程、試驗結果等差異，說明標準貫入試驗與圓錐貫入試驗的差異 性有那些？（ 10 分）

• 七、試以都會區深開挖建築工地為例，繪製平面圖與剖面圖，說明常見之安全監測項目 與目的及儀器數量和各自安裝位置為何？（ 10 分）

（請接背面）

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代號： 10430 全一張 （正面）

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （工程地質及工址調查）

考試時間 ：

3 小時

座號：

 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。

• ※注意：  可以使用電子計算器。  請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。

• 一、根據基礎構造設計規範及實務經驗，  請分別針對淺基礎、筏式基礎、深開挖工程、 樁基礎及沉箱基礎等基礎型式，說明基地調查深度之要求。 （ 12 分）  擬興建一 5 層 樓校舍座落於液化高潛勢地區，若採用現地試驗法評估基地土壤之抗液化強度，說 明可行之試驗方法、調查深度及評估參數？（ 8 分）

• 二、針對斷層泥：  請說明斷層泥之性質及其對隧道開挖之影響。 （ 10 分）  隧道施工中， 應如何進行斷層泥之調查及規劃試驗項目，請說明之。 （ 8 分）

• 三、於地表地質調查中，請說明如何區分土石流堆積、崩積層、洪積層。 （ 12 分）

• 四、  請說明自然邊坡之工址調查重點為何？（ 6 分）  圖一所示為一位於片岩區之邊 坡，表層崩積土約 25 m 深，圈繪範圍內已產生地表變形。請規劃本工址所需進行之 調查、鑽孔配置、試驗種類及監測計畫。 （ 12 分）

24

∘

20

∘

保全

對象

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代號： 10430 全一張 （背面）

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （工程地質及工址調查）

• 五、某單位進行水庫規劃，大壩高度 30 公尺。圖二及圖三所示為可能壩址之地形及地質 圖。地表地質調查顯示，壩址區岩層由砂岩（ Ss ）及頁岩（ Sh ）組成，單壓強度分 別為 55 MPa 及 24 MPa 。

•  針對圖二及圖三，請分別繪出 AA ' 剖面對應之地形及地質剖面。若欲於 A " 點興建 一大壩工程，請說明可能遭遇之工程地質問題？並綜合評估何處壩址較適合興建 水庫？（ 18 分）

•  請就上述較合適之壩址，建議大壩種類，說明理由。 （ 4 分）

•  規劃本工址所需進行之調查及試驗種類。 （ 10 分）

A

A

'

A

'

Sh

a

Sh

100 m

24

∘

30

∘

720

710

700

690

680

670

610

620

630

640

650

700

690

680

670

660

670

680

690

700

34

∘

20

∘

Ss

Ss

a

沖積層

Ss

砂岩

Sh

頁岩

a

沖積層

Ss

砂岩

Sh

頁岩

a

沖積層

Ss

砂岩

Sh

頁岩

Ss

Sh

a

Sh

Ss

100 m

28

∘

720

710

700

690

680

670

610

620

630

640

650

700

690

680

670

660

680

690

700

36

∘

24

∘

670

32

∘

A

A

'

A

'

a

沖積層

Ss

砂岩

Sh

頁岩

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代號：

10440 全一頁

等 別：

高等考試

類 科：

大地工程技師 

科 目：

大地工程專業實務  （岩石力學、隧道工程及山坡地工程【含 水土保持工程】）

考試時間 ：

4 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。

•  請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。

• 一、  說明岩石膨脹性（ swelling ）發生的原因及其影響。 （ 6 分）

•  以隧道工程為例，若其地層含有膨脹性岩石時，設計上應如何處理。 （ 6 分）

• 二、何謂消散耐久性試驗（ slake durability test ）？並說明工程上進行該試驗的目的。 （ 15 分）

• 三、  說明莫爾 -庫倫破壞準則（ Mohr-Coulomb failure criterion ） 。 （ 5 分）

•  砂岩岩心直徑 5 cm 、高度 10 cm ，三軸壓縮試驗結果如下，試用莫爾 -庫倫破壞準則 預估在圍壓為 15 MPa 時，該岩心試體之破壞強度（ σ 1 ）及破壞面之角度。 （ 10 分）

• 四、  列出 RMR （ rock mass rating ）岩體評分法的所有評分項目以及各評分項目之分數 範圍。 （ 8 分）

•  說明 RMR 於大地工程之應用。 （ 8 分）

• 五、針對山岳隧道之地下湧水問題，列出一般工程上常採用的對策及工法，並說明之。 （ 15 分）

• 六、有一長約 3000 m 之高速公路山岳隧道，已知隧道斷面為單孔雙車道，岩覆介於 5 m ～ 200 m 之間，地層為硬岩且已完成地質調查工作，此隧道施工將採用傳統鑽炸 工法，說明設計此隧道支撐系統之後續步驟。 （ 15 分）

• 七、  配合繪圖說明岩石邊坡可能之破壞型態。 （ 6 分）

•  針對上述邊坡破壞型態，請對各破壞型態說明其設計上可採用之防治方法。 （ 6 分）

（請接背面）