1.3 粉土質砂土強度之影響因素
1.3.2 細料含量對砂土強度的影響
文獻中有關細料含量對不排水剪力強度的影響，都是以重模方式準 備試體。Vaid (1994) 採用 Brenda 20/200 砂土，以乾置法 (Dry Funnel Deposition, DFD) 與泥漿沉降法 (Slurry Deposition, SD) 準備試體，分別 將細料含量為0、4、7.5、13.3 與 22.3 %之試體進行單向載重不排水剪力 試驗，結果顯示砂土強度會隨著細料含量的增加而增加。
Lade and Yamamuro (1997) 採用 Nevada 50/200 砂土，以乾置法
（DFD）準備試體，分別將細料含量為 0、10、20、30 與 50 %之試體進 行不排水剪力試驗，結果試體不排水剪力強度卻會隨著細料含量的增加 而降低。
2.細料含量對砂土抗液化強度的影響
有關土壤抗液化強度的研究中，以往許多學者均以乾淨砂做為研究 的材料，並且以重模方式準備試體 (Seed et al., 1985; Ishihara, 1985；Seed and De Alba, 1986；Robertson and Wride, 1998)。然而自然界沉積土層中，
大部分均含有細粒料。因此，上述研究並無法反映土壤的真實行為，況 且其試體準備均以重模方式製作，試體本身就已存在砂土組構的影響。
有部分學者針對各種不同細料含量，研究其對土壤抗液化強度的影 響 (Troncoso, 1990；Vaid, 1994；Koester, 1994)，由於所使用之土壤礦物
成分、顆粒形狀、粒徑分布、緊密程度(孔隙比(global void ratio)，粗顆粒 孔隙比(intergranular void ratio)，細顆粒孔隙比(interfine void ratio)與相對 密度(relative density))、土壤塑性以及試體製作方法等諸多因素的影響，
所以相關文獻中有關細粒料含量對砂土強度的影響並至今仍沒有明確的 定論。
有些研究者認為砂土細料含量 (FC) 增加，其反覆阻抗比 (CRR) 減 小 (Troncoso, 1990；Singh, 1996；Lade and Yamamuro , 1997；Hsiao et al., 2004)；部分學者認為砂土細料含量增加，其反覆阻抗比增加 (Vaid, 1994；Amini and Qi, 2000)；而另外有部分學者提出砂土細料含量門檻值 (FCth)的建議，認為細料含量小於 FCth，細料含量增加時，其CRR 減小，
但當細料含量高於 FCth，細料含量增加時，其 CRR 反而增加 (Koester, 1994；Thevanayagam et al., 2000；Polito and Martin, 2001；Xenaki and Athanasopoulos, 2003)。相關文獻中有關細料含量對抗液化強度的影響整 理如表 1-5。
Thevanayagam et al. (2000) 以 OS55 砂 土 與 碾 碎 的 矽 土 細 料 (crushed silica fines) 為研究材料，針對不同細料含量 (FC=0,15,25,60%) 研究細料含量對粉土質砂土動態強度的影響，結果顯示砂土動態強度會 因細料的改變而影響其強度。Thevanayagam et al. (2000) 以圖 1-8 (case 1 至 case 4) 說明細料如何影響著砂土的動態強度。圖中案例一 (case1) 當
細料含量極少時，大量粗顆粒之間彼此相互接觸，少量細料被粗顆粒完 全束制，對砂土的力學機制而言，此時細料僅能扮演填充孔隙的角色，
所以當細料含量極少的時候，砂土由粗顆粒接觸所展現的動態強度較 大。當細料含量逐漸增加後如圖中案例二與案例三 (case2 與 case3)，案 例二之細料仍有部份扮演填充孔隙的作用，但已有部份細料成為分隔細 料 (separating fines) 開始對粗顆粒產生支撐作用，案例三則顯示粗顆粒 砂土之孔隙比逐漸增加後，細料便開始成為控制土壤應力-應變的主因。
當細料大量增加後 (如案例四)，細料能有效的區隔粗顆粒，使其完全分 散 (fully dispersed) 而無法接觸，因此細料開始扮演主導砂土力學機制的 重要角色，然而此時粗顆粒對砂土的影響已經開始消失，所以當細料含 量增加後，砂土的動態強度必然會受到影響。
表 1-5 文獻中有關細料含量對於抗液化強度的影響
FC 對 CRR 的影響 研究者 土壤性質 試體準備方式 相關影響因素
FC 增加，CRR 減小
Troncoso (1990) Tailing silty sands
FC=0,15% N.A.
e=0.85，有效圍壓 100kPa，比較 智利(Chile)中部乾淨礦渣砂之 CRR 為 FC=15%礦渣粉土砂之 2 倍。
Singh (1996)
Flint Shot No.4 sand Pasadena,CA silt
FC=10,20,30,100%
Moist tamping (w=7-12%)
1.以相同的 Dr=50%比較 2.FC>60%,sand grains 於 silt
fines 中無法產生顆粒接觸應
Nevada 50/200 sand, FC=0,10,20,30%
Nevada 50/80sand, FC=0,10,20,30,50%
Ottawa 50/200 sand, FC=0%,10,20,30,50%
Ottawa F-95 sand, FC=0%,10%
DFD (dry funnel deposition) Kaohsiung river fines,
FC=0,5,15,20%
wet tamping (w=8%)
以相同es (skeleton void ratio)條 件下比較
Kaohsiung river sands, (Cu=2.5,Cc=1.0) FC=0,5,15,25%
FC 增加，CRR 增加
Vaid (1994) Brenda 20/200 sand Brenda silt 0-22.3%
DFD (dry funnel deposition) void ratio)做比較。
Amini and Qi (2000)
Ottawa 20-30 sands
with 10,30,40,50% silt (local construction sites- District of Columbia, Washington, D.C.
L.L.=20 PI=3
moist tamping w=6-7% (uniform soil condition) wet pluviation (layered soil condition)
有效圍壓50，100,250kPa Dr=34-44% parent sand：
M：medium sand F：fine sand
W：well-graded sand
low-plasticity silt(Vicksburg Mississippi loess)
plastic clay (Vicksburg Mississippi “buckshot”) FC=5,12.5,20,30,45,60%
moist tamping w=7.5%
CRR 於 FC=24%-30%之間最低。
有效圍壓
103.4kPa(15psi),206.8kPa(30psi) e50=0.782 (post consolidation void ratio corresponding to parent sand Dr=50% )
FC<FCth
OS55 sand (from US Silica Company, Illinois)
crushed silica fines ( FC=0,15,25,60%)
Dry air deposition moist tamping
相同孔隙比e (global void ratio)，其CSR 隨 FC 增加而減 小，當FC 超過 FCth時，隨FC 增加而增加CSR。
FC<FCth，以相同es(intergranular void ratio)比較FC>FCth，以相同 ef (interfine void ratio)比較
Polito and Martin (2001)
Monterey No. 0/30 sand
（FC=0,5,10,15,20,25,35,5 0,100%）,e=0.68
Yatesville sand, e=0.76 Yatesville silt
moist tamping (saturation=50%
)
D50=0.43mm, Subangular shape to subrounded shape (Monterey No. 0/30 sand)
D50=0.18mm, Subangular to subrounded shape (Yatesville sand)
D50=0.03mm, nonplastic (Yatesville silt)
Xenaki and Athanasopoulo s (2003)
natural sand
(Shinias-Marathon, Greece) w=18.5%
Gs=2.69
γ=1.61-19.7kN/m3 FC=55%( natural sand) PI=0
Reconstituted specimen FC=0,10,30,42,55,100%
N.A.
sand D50=0.12mm silt D50=0.02mm 有效圍壓200kPa
孔隙比e=0.62-0.69 (global void ratio)
FCth ≒44%
1-fc