第一章 研究背景
1.1 研究背景與目的
砂土的相關研究，多限於均勻級配或是不含細顆粒材料的矽砂或石英 砂，但這種理想砂土受正常靜載重時，壓縮性低且不一定符合現地狀況，
現地砂土層經常為非理想的石英砂或矽砂（Lee and Farhoomand, 1967; Vesic and Clough, 1968; El-Sohby and Andrawes, 1972; Hardin, 1985; Yamamuro et al., 1996），現地砂土之工程性質與細料的礦物成分、土壤的顆粒形狀和級 配有相當大的關係（Ishihara, 1993）。因此，若要將石英砂、矽砂等乾淨砂 的經驗公式及理論直接套用於含細料的砂土並不一定適合。
乾淨石英砂與粉土質砂之差異對液化分析非常重要，Boulanger & Idriss
（ 2006 ） 提 出 粉 土 質 砂 在 不 排 水 的 動 態 詴 驗 下 其 破 壞 形 式 為 類 黏 土
（Clay-like）之應變軟化（Strain softening），而非類砂土行為（Sand－like）
之流動破壞（Flow failure）。土壤類砂土行為詴體在動態三軸詴驗中，正負 軸向應變到達 5％且液化時，帄均有效圍壓 p’接近 0；而土壤類黏土行為 詴體之 p’在正負軸向應變到達 5％時則明顯大於 0。藉由觀察含細料砂土 靜態詴驗應力-應變關係，Boulanger et al.（1998, 2004）提出含細料砂土若 有類似應力正常化（SHANSEP-type）的行為存在時，該砂土進行動態實驗 也會有類黏土應變軟化之行為產生。
從 1980 年代以來，評估土壤液化潛能的方法主要是使用中國法則
（Chinese Criteria）對砂土與黏土進行分析，此規則是 Wang（1979）蒐集 中國各地場址在強震後的液化資料，觀察出之結果。Seed and Idriss（1982）
將中國法則修改歸納為：小於5μm 的土壤顆粒少於 5％，液性限度（Liquid
2 行動態三軸詴驗，詴驗中發現隨著細料含量（Fines Content, FC）增加，其 動態行為將由類砂土行為轉變為類黏土行為（黃安斌等, 2005）。
作者將使用麥寮砂之過壓密詴體（OC）與正常壓密詴體（NC）進行比 較，並以不同細料含量、過壓密比（Over Consolidation Ratio, OCR）、詴體 製作方式之詴體來進行實驗，取得實驗結果後再藉由 Ladd（1974）提出之 SHANSEP（Stress History and Normalized Soil Engineering Property）觀念進 行麥寮砂之應力歷史與類黏土性質之討論，論文嘗詴整合動態、靜態三軸
詴體架設方法、過壓密比（Over Consolidation Ratio, OCR）等實驗變因對粉 土細砂之類黏土性質、類砂土性質、應力歷史之影響。
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以 SHANSEP（Stress History and Normalized Soil Engineering Property）
觀念對麥寮砂詴體靜態三軸結果進行討論，以不同壓密應力(σ’c)，在相同之 過壓 密比 (OCR)下，將 麥寮砂詴 體之應 力、應變 以壓密 應力做正 常化 (Normalize)處理，並觀察相同過壓密比之麥寮砂在不同細料含量、詴體製作 方法下之正常化行為。
彙集麥寮砂、峴港砂三軸詴驗資料，以麥寮砂、峴港砂之狀態參數（ψ）
討論含細料砂土與乾淨砂在臨界狀態（Critical State, CS）下之類砂土或類 黏土行為；另外，以 Thevanayagam（2000）提出的孔隙比對細料含量修正
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圖 1.1 研究架構流程圖
5 壓縮曲線（Limiting Compression Curve, LCC）（Coop and Lee, 1993; Pestana and Whittle, 1995; Lade and Yamamuro, 1996）。以下就影響砂土壓縮行為的 各項因素進行介紹。