Page 33 - 捷運工程叢書 精進版 － 6 捷運大地工程實務
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第二章 地質調查工作
第五節 試驗室試驗
一、一般物理試驗
所有由標準貫入試驗及薄管取得之土樣皆要進行一般物理試驗。如試驗數量過於龐大，
有 1/3 － 1/2 之數量可逕做含水量及單位重之試驗。一般物理試驗主要之功用為作分層之用。
將類似性質、組成之土壤歸併為一層次，以利大地工程之分析。另外在進行簡易液化潛能分
析時，砂土之顆粒組成、單位重等亦是極重要的資料。除了上述二種直接的功用外，一般物
理試驗方可對某些土壤的特性作初步判定。由粘土之細料及塑性高低可推斷其行為趨向粘土
或粉土；含水量的多寡，可預期其強度趨勢；不擾動土樣之力學試驗結果若不合常理，往往
須由一般物理試驗之結果尋出一些蛛絲馬跡。諸如此類，一般物理試驗雖簡單，但在大地工
程中卻是不可或缺。
二、直接剪力試驗
在砂土層中所作的最主要的剪力強度試驗，得出砂土之內摩擦角，作為計算砂土之力學
特性之用。
三、無圍壓縮試驗
為最簡單測定粘土剪力強度之試驗。試驗之結果代表粘土位於該取樣位置處之不排水剪
力強度。其理論基礎在於粘土於地中取出後，其圍壓降低，造成內部孔隙水壓力為一負值，
因而形成一等值之正有效應力（因取出後之總應力為零）。該有效應力可經由 Skempton 之
孔隙壓力變化公式求得，其值大小應與原地中之有效應力接近。故雖試驗時並無圍壓存在，
其強度仍能維持不變。但若土樣中之粘土塑性較低時，負孔隙水壓無法維持不變，因而會有
有效應力降低，導致強度降低之情形。
大體而言，無圍壓縮強度試驗之結果，會因擾動或土體膨脹之影響，強度較實際地中強
度為低，故一般用在粘土塑性較高，或試驗數量較大有其他不排水試驗或十字片剪力試驗可
比對時，及一些不是非常重要之點，如在潛盾隧道之沈陷預估、點承樁之側摩擦力等地方。
四、不壓密不排水試驗（UU-test）
用三軸壓縮儀給予土樣一圍壓後，不等壓密過程即予增加主應力使剪壞。此可補足上項
無圍壓縮試驗之缺點，故其適用性餃廣，強度值也較可靠，惟試驗費用較高。試驗方法有將
土樣先行飽和的 SUU 試驗和未予飽和之 UUU 試驗。SUU 試驗飽和過程會將負孔隙水壓平
衡掉，量得之結果僅為先前地中壓密應力所殘留之強度加少量有效圍壓產生之強度，通常會
較現地強度為低。過去淡水線新店線會使用此方法定粘土不壓密不排水強度，但現大都採用
UUU 試驗。
UU 試驗強度用在粘土行為為不排水之狀況，例如基隆路以東或基隆河以北之區域，粘
土塑性指數較高或粘土層較厚之情況，孔隙水不易排出，用總應力分析較合適；另外分析開
挖底部之隆起一般用不排水剪力強度。
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