第三章 研究計畫、儀器設備及試驗內容
3.3 試驗內容
3.3.3 實驗室十字片剪力試驗
本試驗原理及目的為利用電力驅動等速馬達以轉速約 10°/min 等 速率旋轉葉片，於度數盤上求得破壞扭轉角（θf），求得此模型試驗 之重模黏土於不同含水量的不排水剪力強度（su）並與前人研究之落 錐貫入試驗之結果做一比較，以作為日後模型試驗試體準備之依據。
且施作下列些許試驗探討邊界條件影響、不同葉片大小、靜置時間長 短對其不排水剪力強度（su）之影響。而試驗之步驟如下所述：
3.3.3.1 不同含水量之試驗
1、試體準備：將土樣放入 105°C 之烘箱中烘乾 24 小時以上，再以 粉碎機破碎後，如照片 3-8，最後以大型搖篩機過篩並收集通過＃40 篩(0.420mm)之土樣。
2、 將 土 壤 含 水 量 調 配 至 40％、45％、50％、55％、60％， 並 分 別 放 入 攪 拌 機 中 ， 如 照 片 3-9 所 示 ， 攪 拌 1 小 時 後 取 出 ， 即 完 成 試 體 製 作 。
3、為確保其攪拌均勻性，再將準備好的土壤試體續以型號：LY-1312 AGP 小型拌勻器（如照片 3-10 所示）攪拌三至五分鐘，攪拌前後如 照片 3-11 所示。攪拌完成後將土壤試體置入 2 號置土容器（直徑：
10.5 公分；高度：7.0 公分）（如照片 3-12（中）所示），隨即進行 十字片剪力試驗。
4、先依落錐試驗之結果（式 2-1）推估此土樣之強度後，挑選其適用 之彈簧及葉片，並進行十字片剪力試驗儀之歸零步驟。
5、歸零：握住圖 3-3 中（6）球型炳並旋轉直至（12）指針位置指在 內刻度環刻度 360°處，再旋轉（5）搖炳直至指針位置指在外刻度環 刻度 0°處（如圖 3-10（a）、照片 3-13 所示），即完成歸零步驟。
6、將試體放置於十字片剪力試驗儀的底盤座上以固定試體之固定座 固定於試體中心點，調整固定螺旋移動試體使試驗位置位於葉片正下 方並固定試體（如照片 3-14 所示）。
7、旋轉圖 3-3 中（10）搖炳，使葉片垂直插入約土體中心點位置，
如照片 3-15 所示，並打開電源，指針讀數則隨著土壤抵抗扭矩的增 加而變大，直至最大剪力抵抗發生，則指針保持在最大扭矩發生的位 置（內刻度讀數）。而外刻度讀數仍繼續前進，故指針與圖 3-3 中（13）
之滑針兩者會分開，表示土壤已達破壞，紀錄此內外刻度環之值，即 為此試體破壞時之彈簧扭轉角（θf）及土體破壞時之破壞角。如圖 3-10（b）所示。
8、旋轉圖 3-3 中（10）之搖炳升高葉片，更換下一個試體含水量之 試體，重複以上步驟，直至試體皆完成。
3.3.3.2 邊界條件影響之試驗
1、試體準備：將土樣放入 105°C 之烘箱中烘乾 24 小時以上，再以 粉碎機破碎後，如照片 3-8，最後以大型搖篩機過篩並收集通過＃40 篩(0.420mm)之土樣。
2、 將 土 壤 含 水 量 調 配 為 60％ ， 放 入 攪 拌 機 中 ， 如 照 片 3-9 所 示 ， 攪 拌 1 小 時 後 取 出 ， 即 完 成 試 體 製 作 。
3、為確保其攪拌均勻性，再將準備好的土壤試體續以小型拌勻器（如 照片 3-10 所示）攪拌三至五分鐘，攪拌前後如照片 3-11 所示。攪拌 完成後將土壤試體置入不同大小之 1、2、3 號置土容器中（1 號：長 32.0 公分、寬 25.5 公分、高 10.0 公分；2 號：直徑 10.5 公分、高度 7.0 公分；3 號：直徑 7.0 公分；高度 7.0 公分）（如照片 3-12 所示），
並將置土容器器壁塗油以避免摩擦力產生，隨即進行十字片剪力試 驗。其後步驟 4 至步驟 8 與上節（3.3.3.1）同。
3.3.3.3 不同葉片大小之試驗
1、試體準備：將土樣放入 105°C 之烘箱中烘乾 24 小時以上，再以 粉碎機破碎後，如照片 3-8，最後以大型搖篩機過篩並收集通過＃40 篩(0.420mm)之土樣。
2、 將 土 壤 含 水 量 調 配 為 50％ 、 55％ ， 最 後 放 入 攪 拌 機 中 ， 如 照 片 3-9 所 示 ， 攪 拌 1 小 時 後 取 出 ， 即 完 成 試 體 製 作 。
3、為確保其攪拌均勻性，再將準備好的土壤試體續以小型拌勻器（如 照片 3-10 所示）攪拌三至五分鐘，攪拌前後如照片 3-11 所示。攪拌 完成後將土壤試體置入 2 號置土容器中（如照片 3-2 所示），並將置 土容器器壁塗油以避免摩擦力產生，隨即進行十字片剪力試驗。步驟 4 至步驟 8 與上節（3.3.3.1）同，並於施作次一試體時，更換另一葉 片並重複以上步驟。
3.3.3.4 靜置時間長短之試驗
1、試體準備：將土樣放入 105°C 之烘箱中烘乾 24 小時以上，再以 粉碎機破碎後，如照片 3-8，最後以大型搖篩機過篩並收集通過＃40 篩(0.420mm)之土樣。
2、 將 土 壤 含 水 量 調 配 為 60％ ， 最 後 放 入 攪 拌 機 中 ， 如 照 片 3-9 所 示 ， 攪 拌 1 小 時 後 取 出 ， 即 完 成 試 體 製 作 。
3、為確保其攪拌均勻性，再將準備好的土壤試體續以小型拌勻器（如 照片 3-10 所示）攪拌三至五分鐘，攪拌前後如照片 3-11 所示。攪拌 完成後將土壤試體置入重模儀中，隨即進行十字片剪力試驗，如照片 3-5 所示。
4、同 3.3.3.1 節步驟 4。
5、同 3.3.3.1 節步驟 5。
6、同 3.3.3.1 節步驟 6。
7、同 3.3.3.1 節步驟 7。
8、旋轉圖 3-3 中（10）之搖炳升高葉片，並於 30 分鐘、60 分鐘、120 分鐘、180 分鐘，旋轉試體模約 45 度並再次重複步驟 4 至步驟 7。如 照片 3-16 所示。