第五章 試驗方法
5.1 工程性質試驗方法
Wong and Fang (2000) 建議以小於 1.0%之石灰含量處理污泥堆 肥較適宜。然而，如欲提昇其工程性質，可能需要更高的石灰含量，
故本研究嚐試分別製作 =62%及 =48%之污泥，並拌以 9%石灰之 混合物，觀察其工程性質；圖5.1 為將固定含量比例之石灰拌合入污 泥之情形。
wo wo
圖 5.1 製作污泥-石灰混合物之情形
另一方面，直接剪力及無圍壓縮試驗之試體係由標準夯實法製作
合物夯實而得。夯實步驟為：
1. 將約 5,000gf 之污泥平鋪於盤子，烘乾至其wo=62%及wo=48%。
2. 將烘乾污泥加入 9%石灰均勻拌合，要注意拌合的均勻度，宜分批 加入石灰，但拌合時間不宜過長；此時會產生刺鼻臭味。
3. 將污泥-石灰混合物，密封放置 0.5 待其反應；此狀態下，混合 物會從原來的黑色變成黃褐色。
day
4. 將污泥-石灰混合物分三層倒入模中，各層分別用夯鎚敲打 25 下，
使成圓柱試體（見圖5.2）。
5. 夯打完成後，以刮刀修平頂部，並量測試體之含水率及單位重（見 圖5.3）。
圖 5.2 污泥-石灰混合物之夯實情形
圖5.3 夯打後之試體
5.1.1 直接剪力試驗
爲了求得污泥-石灰混合物抗剪參數之摩擦角φ與黏著力 c，依 ASTM-D3080（直接剪力試驗法）施行直接剪力試驗；其試驗步驟如 下述：
1. 利用直剪環從夯實試體中取出四個直剪試驗用試體，並以刮刀抹 平上、下表面；此時要注意試體具些許彈性，要小心試體滑落出 剪力環（參閱圖5.4）。
2. 將各直剪環試體壓入剪力盒中；此時要注意試體柔軟，容易斷裂。
3. 分別以軸向應力σ=50 、100kPa及150kPa開始進行直接剪力試 驗，並紀錄其剪應力、剪變位及軸向變位（參閱圖5.5）。
kPa
4. 繪出（軸向變位~剪變位）曲線及（剪變位~剪應力）曲線，續由
（剪變位~剪應力）曲線找出對應於 σ =50 、100 及150 之三個破壞剪應力
kPa kPa kPa
τf，而由迴歸 τf = c+σ⋅tanφ 即可求得試體之 及
c φ值。
圖 5.4 直剪試體之取樣
圖5.5 直接剪力試驗情形
5.1.2 無圍壓縮試驗
吾人利用無圍壓縮試驗求出該土壤在無側向圍束狀態下，對試體 施加軸向應力，至試體強度明顯破壞為止，並將數據整理成（軸向應 力~軸向應變）曲線，求得四種試體之無圍壓縮強度（ ），破壞軸向 應變（
qu
εaf ）及割線彈性模數（ ）；依ASTM D-2166 規範（無圍壓 縮試驗法）施行此試驗。
E50
此試驗步驟及注意事項如下述：
1. 使用潤滑油均勻塗抹試體模具內面及底部以利拆模，並旋緊上下 螺絲。
2. 比照標準夯實試驗之夯實能量（=600 ）夯打試體，分三層置 入試體模中，每層分別夯打42下；每層加入試料量需稍微增加，
避免夯打完三層後，試體未裝滿試體模。
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kj
3. 夯打完成後，利用刮刀將頂部抹平，解開上下螺絲，小心退模取 出試體；如有出現裂縫，則需重新夯實（見圖5.6）。
4. 將試體從模移動到無圍壓縮試驗儀時，須小心必免破壞試體（見 圖5.7）。
5. 將拆模後之試體，放置無圍壓縮試驗儀，施加軸向力至破壞為止
（見圖5.8）。
6. 將 數 據 整 理 成 （ 軸 向 應 力 ~軸 向 應 變 ） 曲 線 ， 藉 以 求 得 試 體 之 qu、 εaf 及 E50。
圖5.6 無圍壓縮試體拆模
圖5.7 試體之無圍壓縮試驗情形
圖5.8 試體無圍壓縮破壞試驗