試驗土壤

3.3.1 試驗場地

本試驗所選定的現地試驗場所，分別挑選黏土與粉土兩種性質不同土層 來進行試驗。

黏性土壤的試驗地點選定在交通大學光復校區內工程六管施工地點，除 工地已經將地表回填土挖除，可直接在原土層進行施作外，水源也可就近 取得。

粉土地層的試驗地點選在新竹縣寶山鄉三峰國小校地，該校位於新竹縣 寶山鄉內，校園內地表土層為土黃色之粉土夾雜少量礫石，有少量植物，

試驗地點就選在該校之空曠地，水源取得與設備管理較為方便。

3.3.2 土壤基本物理試驗

土壤含水量、飽和度、孔隙比、土壤粒徑分佈和土壤性質分類，對土壤 滲透性質影響極大，在本研究中佔有重要的地位。需要進行的土壤物理性 質試驗均以 ASTM 規範為依據。

1. 土壤含水量試驗﹝ASTM D2216﹞

2. 比重試驗 ﹝ASTM D854﹞

3. 土壤粒徑分析 ﹝ASTM D422﹞

4. 阿太保液、塑性限度 ﹝ASTM D4318﹞

3.3.3 土壤保持特性試驗方法

研究測量土壤保持特性之方法，是採用為 Soil Moisture 公司製造的 Model 1500，15 Bar Pressure Plate Extractor。儀器包含金屬容器、15bar 陶 瓷壓力板、壓力調節閥與空壓系統。陶瓷壓力平板之設計如圖 3.2，整體儀 器裝置如圖 3.3。

圖 3.2 15 Bar Pressure Plate 試驗陶瓷平板結構示意圖

圖 3.3 15bar 壓力平板試驗儀器與陶瓷平板連接試意圖

因儀器設計以壓力排出土壤中之水份，故僅能得到土壤的主要排出曲 線，並無法獲得土壤的主要濕潤曲線。在本試驗中所採取的壓力範圍為 0

～12 bar，分別施加 1、2、3、4、6、8、10、12bar 共八點壓力。因實驗室 內之空壓機僅能穩定提供到 8bar，10、12bar 之壓力則改採高壓氮氣鋼瓶來 進行試驗。

試驗土壤試體以現地取樣之不擾動土樣來進行，將土體由薄管頂出後，

利用取樣環取得試驗土體，取樣環為高 0.8 cm、直徑 5 cm 之橡膠環，將取 樣好之土樣連同取樣環置於陶瓷壓力板之上，置於水槽之中進行飽和，水 槽中保持水面比取樣環略低，應避免土樣流失。試驗進行時，土壤孔隙內 的水分會經由外流管排出，當土壤顆粒氣液介面有效曲率與空氣壓力達到 平衡時，空氣不再突破新的土壤孔隙取代水分，土壤水分便停止流動，而 達到平衡。經由排出管排出之水必須以量筒收集，並避免蒸發散影響讀數，

當讀數穩定持續 24 小時以上時即可視為達成平衡。而每階段試驗達成平衡 所需要的時間則視土壤性質而定，通常需要數日甚至數週。當試驗達成平 衡後即可取出取樣環及土樣，秤重烘乾後測量該土壤之含水量；記錄在各 壓力狀況下所得到的含水量，再換算成土壤之體積含水比即為該土壤的保 持曲線。