第三章 基地保水案例收集與分析
第三節 基地保水夯實度及入滲速率
依建築基地保水設計規範夯實度 90%、公共工程施工綱要規範夯實度 93%、透水 鋪面標準設計圖夯實度 95%，抑或下方為人工地盤，夯實度增加將降低入滲速率。
本研究為探討國內土壤夯實度及入滲率之關係，分析砂土、砂質黏土及黏土三種 土壤，利用室內透水試驗(ASTM D2434-68 , ASTM D5084-00)，分析各夯實度 30%、50%、
70％、90%入滲率之關係。
實驗利用滲透實驗，瞭解土壤內之液體流動性與排水性，並求取重模土壤之滲透 性係數與孔隙比關係，進而求得現場土壤的滲透性係數。
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式。將此結果應用於透水試驗。
表 3-6 砂質粘土於夯實試驗乾溼密度
試驗次數 1 2 3 4 5
(模+濕土)重 g 5750 5798 5877 5839 3755 模重 g 3880 3880 3873 3873 1792 濕土重 g 1870 1918 2004 1966 1963 濕密度 g/cm3 2.04 2.09 2.14 2.10 2.09 乾密度 g/cm3 1.82 1.84 1.84 1.79 1.74 (資料來源：本研究整理)
表 3-7 砂質粘土於夯實試驗含水比
試驗次數 1 2 3 4 5
(濕土+皿)重 g 27.47 40.02 37.79 59.46 25.87 (乾土+皿)重 g 25.87 36.74 33.88 52.43 23.68 皿重 g 12.82 12.99 10.14 12.53 12.75 乾土重 g 13.05 23.75 23.74 39.90 10.93 水重 g 1.60 3.28 3.91 7.03 2.19 含水比 % 12.26% 13.81% 16.47% 17.62% 20.04%
(資料來源：本研究整理)
圖 3-1 砂質粘土乾溼密度及含水比之關係曲線圖 (資料來源：本研究整理)
2.黏土試驗結果
粘土於夯實試驗共做五組試體，下表為粘土於夯實試驗中，乾溼密度及含水比之 關係。並依表中數據繪制乾溼密度及含水比之關係曲線圖，並求得回歸方程式。將此
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結果應用於透水試驗。
表 3-8 粘土於夯實試驗乾溼密度
試驗次數 1 2 3 4 5
(模+濕土)重 g 3555 3623 3701 3690 3680 模重 g 1764 1764 1764 1764 1792 濕土重 g 1791 1859 1937 1926 1888 濕密度 g/cm3 1.90 1.97 2.05 2.04 2.01
乾密度 g/cm3 1.67 1.71 1.75 1.69 1.65 (資料來源：本研究整理)
表 3-9 粘土於夯實試驗含水比
試驗次數 1 2 3 4 5
(濕土+皿)重 g 49.21 55.44 45.09 51.36 25.87 (乾土+皿)重 g 44.63 49.54 39.87 44.36 23.53 皿重 g 10.56 10.14 10.15 10.5 12.76 乾土重 g 34.07 39.40 29.72 33.86 10.77
水重 g 4.58 5.90 5.22 7.00 2.34 含水比 % 13.44% 14.97% 17.56% 20.67% 21.73%
(資料來源：本研究整理)
圖 3-2 粘土乾溼密度及含水比之關係曲線圖 (資料來源：本研究整理)
貳、砂質土壤滲透試驗
本研究針對夯實度及入滲率進行滲透試驗，分別針對砂質土、砂質粘土及黏土三 項種土壤進行試驗。其中砂質土利用 ASTM D2434-68 , ASTM D5084-00 標準進行試驗。
利用滲透實驗，瞭解土壤內之液體流動性與排水性，並求取重模土壤之滲透性係數與 孔隙比關係，進而求得現場土壤的滲透性係數。
一、試驗儀器
1.夯模。 2.電子秤。 3.透水試驗室。 4.金屬夯錘。 5.藥刀。
6.刮刀。 7.游標尺。 8.馬錶。 9.大容器、小容器。 10.烘箱。
11.單聯式定變水頭透水試驗儀。 12.皮捲尺。 13.凡士林油。
14.管線。 15.溫度計。 16.其他：毛刷、漏斗等。
圖 3-3 砂質土壤滲透試驗(一)
(資料來源：本研究整理)
圖 3-4 砂質土壤滲透試驗(二)
(資料來源：本研究整理) 二、試驗步驟
定水頭透水試驗 1. 前置工作
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表 3-11 標準砂(敲擊 50 下)滲透試驗
試體編號 1 2 3 4 5
滲透係數 hAt
kT QL (cm/sec) 9.90×10-3 9.90×10-3 9.91×10-3 9.80×10-3 9.79×10-3 平均滲透係數
k (cm/sec) T 9.86×10-3 (資料來源：本研究整理)
表 3-12 標準砂(敲擊 100 下)滲透試驗
試體編號 1 2 3 4 5
滲透係數 hAt
kT QL (cm/sec) 9.75×10-3 9.74×10-3 9.74×10-3 9.72×10-3 9.75×10-3 平均滲透係數
k (cm/sec) T 9.74×10-3 (資料來源：本研究整理)
圖 3-5 孔隙比與滲透係數之關係圖(標準砂) (資料來源：本研究整理)
與經驗公式比較，Hazen 於 1930 年提出計算均勻砂土滲透性係數之經驗公式，
試驗公式如下所示
2
cD10
k 式中， c 為常數，
D10為有效粒徑，值為0.48mm。
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(1) 三軸室能承受 12kg/cm2 的圍壓(confining pressure)者。
(2) 定壓設備能保持三軸室內圍壓不變者，需採用 Bishop 式自平水銀定壓系 統，或挪威地術研究所(NGI)的油壓式定壓系統。
(3) 量管。
圖 3-6 砂質土壤滲透試驗儀器 (資料來源：本研究整理)
二、試驗步驟 準備工作
1. 打開取樣薄管兩端密封蓋與石蠟，將該管裝於頂土機中，開動頂土機將土頂 出取樣薄管同時頂入裁土管(內塗潤滑油)中，伸出裁土管兩端的土以鋼絲鋸 去除之。同時或先後準備此種數個體。兩端加蓋存濕櫃中。頂土之時注視頂 土機壓力表，若壓力超過100PSI 則需鋸短取樣管，以免土樣受過分擾動。
2. 將控制板上水庫的水經量管導至三軸室閥，水溢流至三軸室底盤之後關閉 C 閥。
3. 將水庫的水經控制板另一通道，導至三軸室 B1 閥，使水從底座的上溢流至 B2 閥，關閉 B2 閥再關 B1 閥。
4. 將煮沸飽和的透水石滑入三軸室底座上，並加飽和濾紙。
5. 自濕櫃中取出試體一管去蓋，拭淨裁土管外面，秤其(管+濕土)質量。
6. 以圓柱將試體頂出，將試體移至三軸室底座上。
7. 將橡皮膜放入吸氣管中抽氣，使橡皮膜張開套於試體外。
8. 在試體上端先加飽和濾紙，在加煮沸過的透水石，然後加上有排水管的頂板。
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3. 計算土的 Cv值，根據Bishop&Henkel(1962)：
100
D1=試體在壓密試驗後直徑 cm，L1=試體在壓密試驗後高度 cm，
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