106年 專技高考 大地工程技師第二階段考試｜歷屆考題全文（機器抽取）

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

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。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、現地有一砂土層擬採用為借土區，該砂土層之含水量 w=18% ，濕土單位重 γ moist =16.8 kN/m 3 ，孔隙比 e 0 =0.83 ，該砂土運至填土區進行夯實，假設該砂土控制 夯實後之孔隙比 e = 0.7 ，含水量維持不變，則該夯實砂土之濕土單位重及土壤飽和度 為何。 （ 15 分）

• 二、有一正常壓密黏土（ NC clay ）層，取試體進行壓密排水三軸試驗（ CD triaxial compression test ）之剪力摩擦角 φ =30° ，如採用此一黏土試體進行不壓密不排水三軸 試驗（ UU triaxial test ） ，其圍壓 σ 3c =50 kN/m 2 ,( Δσ d )f =80 kN/m 2 ；  試求此試體破壞 時之孔隙水壓參數 Af = ？（ 10 分）  利用前列試驗資訊推估該正常壓密黏土層在現 地 12 m 深度處之不排水剪力強度（ undrained shear strength ） Su 為何？假設地下水位 於地表，黏土飽和單位重 γ sat = 17.5 kN/m 3 。 （ 10 分）

• 三、有一板樁設置於正常壓密黏土層如圖所示，黏土飽和單位重 γ sat = 17.5 kN/m 3 ，壓縮指 數 Cc =0.2 ，初始孔隙比為 e 0 =0.8 。其初始狀態為上游蓄水位在地表面上 9 m ，當長 期滲流達到如圖所示之上下游水位高度，假設緊鄰板樁上游面土層內 A 、 B 、 C 、 D 為單向度滲流，試計算此時靠近板樁面由 A 到 D 之單位寬度土壤產生之壓密沉陷。 （ 25 分）

10 m

6 m

1 m

3 m

A

B

C

D

9 m

下游

上游

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

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】）

• 四、試說明土壤之最大動態剪力模數 Gmax 在實驗室及現地量測之方法分別為何？比較並 討論實驗室及現地量測最大動態剪力模數之差異及原因。 （ 20 分）

• 五、為減少受到地表震源，如交通設施等所產生震動之影響，試說明一般工程上可以採 用那些減震設施，及設計時之重要參數。地表震源如建立於不同形式之基礎上，則 基礎形式對此類減震設施之效益影響為何？（ 20 分）

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

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。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

•  本試題之相關符號、公式、物理常數及設計參數未提及時，請依規範自行作合理推斷或假設。

• 一、如圖一所示，已知一方形基腳，承受 360 kN 之外力，若建造於抗剪角ψ =0° ，無圍 壓縮強度為 50 kN/m 2 ，單位重 γ = 18 kN/m 3 之黏土層上面，假設無地下水位。

•  若相對於承載力之安全係數為 3 ，試依 Terzaghi 公式，求此基腳之容許承載力。 （ 7 分）

•  若基腳下黏土層厚度為 10 m ，在 A 點之應力增量為 2 5) (B 360 kN/m 2

• ，黏土之原壓 縮指數 Cc = 0.26 ，再壓縮指數 Cr = 0.05 ，預壓密壓力 c p ′ =80 kN/m 2 ，初始孔隙比 e0 = 0.84 ，假設 A 點之容許沉陷量為 5 公分，試求此基腳之寬度 B ？（ 8 分）

圖一

黏土層

抗剪角ψ

=0°

無圍壓縮強度

=50 kN/m 2

單位重

γ

=18 kN/m 3

360 kN

Df=1 m

A

5 m

5 m

砂土層

單位重

γ

=19 kN/m 3

B

代號： 10420 全三頁 第一頁

座號：

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

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、  如圖二所示，在透水性佳之砂土層進行深開挖工程，若擋土壁貫入深度 D=5 m ， 擋土壁外側之水位比內側開挖面高 12 m ，且擋土壁未貫入不透水層，試推導「建 築物基礎構造設計規範」所建議開挖面底部防止砂湧破壞之兩種公式，並檢核其 安全係數為何？（ 10 分）

•  若上述防止開挖面底部砂湧之安全係數不足時，應採取何種補救措施？（ 5 分）

飽和單位重

γ

sat=20 kN/m 3

擋土壁

12 m

D=5 m

10 m

開挖面

不透水層

圖二

• 三、  如圖三所示，筏式基礎尺寸為 30 m × 40 m ，作用於筏式基礎上之活載重與靜載重 總和為 180 MN ，筏式基礎置於軟弱黏土層，黏土單位重 γ = 18.75 kN/m 3 ，黏土不 排水剪力強度 cu =11.5 kN/m 2 ，  試求完全補償式筏基之深度 Df 為何？  若筏式基 礎之深度在地下 7 m （ Df = 7 m ）時，試求此筏式基礎防止承載力破壞之安全係數 為何？（ 8 分）

•  試說明筏式基礎估計差異沉陷之方法。 （ 7 分）

黏土層

單位重

γ

=18.75 kN/m

3

不排水剪力強度

cu=11.5 kN/m

圖三

Df

Q

代號： 10420 第二頁

全三頁

2

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

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）

• 四、估計樁承載力之方法有  打樁公式  波動方程式  樁載重試驗與  靜態承載力公 式，試比較此四種方法之優缺點？（ 15 分）

• 五、高樓基礎之開挖，常需利用板樁作為臨時擋土設施，如圖四所示：

•  若板樁在 b 點固定不動（彎矩為零） ，試計算設置錨定混凝土塊之最短安全距離 D=? （ 8 分）

•  若板樁錨定鋼索受到拉力 T=50 kN ，安全係數 FS=3 ，試求混凝土塊垂直紙面之 厚度？（ 7 分）

板樁

10 m

h=1.3 m

混凝土塊

T=50 kN

D=?

板樁

b

開

挖

面

凝聚力

c=0

抗剪角ψ

=40°

單位重

γ

=18.5 kN/m

3

無地下水位

• 六、  作用於擋土牆之側向壓力受牆體與地層間之相對變位行為之不同，可分為靜止土 壓力、主動土壓力與被動土壓力，試繪圖說明上述三種土壓力產生之狀況，並列 出計算公式。 （ 7 分）

•  在山區道路若採用傳統鋼筋混凝土擋土牆，常因邊坡滑動而產生破壞，故最近常 採用加勁擋土牆作為擋土設施，試說明進行分析時，應採用那些檢核？（ 8 分）

• 七、如圖五所示，為一順向坡建築工地（如汐止林肯大郡） ，若欲發揮山坡地安全監測效 果，試說明常見之安全監測項目與目的、儀器數量及各自安裝位置為何？（ 10 分）

順向坡

建築物

砂岩

頁岩

砂岩

頁岩

砂岩

頁岩

擋土牆

地錨

砂岩

全三頁

代號： 10420 第三頁

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

代號： 10430 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  （工程地質及工址調查）

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。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、請說明國際岩石力學學會（ ISRM ）於 1979 年訂定之岩體不連續面十大特性以及利用 野外工作於露頭定量化不連續面十大特性之方法與工具。 （ 25 分）

• 二、某工址有三個鑽孔，孔 A （孔口高程 EL.50 m ） 、孔 B （孔口高程 EL.60 m ）以及孔 C （孔口高程 EL. 100 m ） ， 座標分別為 ： A 鑽孔 （ E247000; N2652000 ） 、 B 鑽孔 （ E247000; N2652100 ） 、 C 鑽孔（ E247100; N2652000 ） 。

•  若該工址特定厚層砂岩與厚層頁岩交界面分別出現在 A 鑽孔地表以下深度 -50 m 處、 B 鑽孔地表以下深度 -60 m 處、 C 鑽孔地表以下深度 -200 m 處，請徒手繪出本 工址層面下半球投影大圓。 （ 7 分）

•  若欲於（ E247050; N2652050 ）處鑽孔（ D 鑽孔） ，預計將於高程 EL 若干處鑽遇該 層？（ 6 分）

•  A 鑽孔井錄某砂岩層之岩心長度為 14.14 m ，請計算該砂岩層之真厚度。 （ 6 分） E E247000; N2652141 C E

•  若 鑽孔座標為（ ） ，通過 、 鑽孔之剖面地層視傾角為何？ （ 6 分）

• 三、某工址有三層地層由上往下分別為 A 層 , B 層 , 與 C 層，波速分別為 VA, VB, VC ，若 VC>VA>VB ，則利用折射震測法探測分析會有困難，請根據折射震測法原理詳細 說明原因。 （ 25 分）

• 四、請說明以下現地試驗或調查方法可以獲得那些重要參數或資訊： （每小題 5 分，共 25 分）

•  水力破裂試驗

•  孔內攝影

•  孔內震測下孔法

•  荷蘭錐貫入試驗

•  十字片剪試驗

（請接背面）

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

代號： 10440 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  （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。

 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、地表下 10 km 深處有一個逆斷層，斷層面殘餘摩擦角為 25 o ，膨脹角為 10 o 。斷層面 之傾角為 18 o ，岩盤之平均單位重為 25 kN/m 3 。若忽略凝聚力，當此逆斷層發生錯動 時，水平應力值為何？（ 12 分）

• 二、有一岩石之強度準則符合 Mohr-Coulomb 準則，經三軸試驗得 c = 10 MPa ， φ = 40 o ， 張力強度 To = 1 MPa 。

•  此岩石單軸壓縮強度與單軸張力強度之比值為何？（ 4 分）

•  分別繪出單軸張力試驗、單軸壓縮試驗、三軸壓縮試驗以及巴西試驗 （ Brazilian test ） 於試體破壞時之應力莫爾圓。（ 8 分）

• 三、岩石內若含一組密佈弱面（如板岩的劈理） ，則其強度會隨最大主應力面與弱面傾斜 向量（ dip vector ）之夾角 β 而變。

•  依據 Jaeger 的單弱面理論（ the single plane of weakness theory ）所做假設，推導單 壓強度與 β 角間之關係。 （ 6 分）

•  某板岩之岩石材料摩擦角 φ 為 40 o ，凝聚力 c 為 10 MPa ；其劈理面摩擦角 φ w 為 30 o ， 凝聚力 cw 為 0.1 MPa 。當 β 角分別為 0 o 、 40 o 與 90 o 時，單壓強度分別為何？（ 6 分）

• 四、在地質軟弱岩盤中開挖斷面大之隧道時，施工時常會採多階段部分斷面開挖。解釋 採多階段部分斷面開挖之能使開挖穩定之岩石力學原理；列舉常用多階段部分斷面 開挖的不同作法，繪圖示意說明施工順序。 （ 12 分）

• 五、隧道工程一般會布置與執行現場計測（監測） 。說明隧道工程施工時布置與執行計測 之目的，並列舉與說明分別在計測主斷面與計測副斷面常實施之計測項目。 （ 10 分）

106 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、引水人、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、特種考試驗光人員考試試題

代號： 10440 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  （岩石力學、隧道工程及山坡地工程【含水土 保持工程】）

六、照片所示為一極端降雨事件後誘發之大規模崩塌地，除照片中標示的主崩崖，尚可 見多處之次崩崖，崩塌地範圍之面積有十數公頃。大雨後主崩崖與次崩崖面有幾處 會有地下水流出。初步現勘可見此崩塌地範圍內與其周圍大部分是被崩積層覆蓋， 崩崖下方、崩塌地趾部、橫越道路之路邊以及蝕溝之岸壁多處有岩盤露頭，露頭位 態顯示此邊坡大致屬逆向坡。為評估此崩塌地之後續穩定性以擬訂整治策略，試說 明後續地質調查工作應釐清之重點與可能手段，研判可能之破壞機制，評估此崩塌 地穩定性之分析方法，以及建議宜優先設置之監測項目（並說明理由） 。 （ 12 分）

七、某一南北向之公路需在砂頁岩互層之岩盤中開挖出路廊。該處岩層之層面走向 N10 o W ，傾角 40 o ，傾向東。除層面之外，尚存在與層面大致正交的兩組節理，一組 為走向節理，另一組為傾向節理。研判此公路東側與西側之邊坡應分別注意何邊坡 穩定問題。 （ 10 分）

八、列舉降低邊坡地下水可採用的排水措施，繪圖詳細說明之。 （ 10 分）

九、山岳隧道施工遭遇斷層時有時會突然出現大量湧水。詳述可能原因並說明如何可能預 先避免大量湧水以降低施工困難？當遭遇大量湧水，可採用之處置手段為何？（ 10 分）