第二章 文獻回顧
2.7 焚化底渣應用於回填工程之相關規範
2.7.1 道路回填及相關大地工程之常用檢測
在道路與回填工程中，常以 CBR 或 R 值進行最後品質的確認，
可是大地工程並非只有前述兩者可做為檢測的方法，而且 CBR 或 R 值較無法及時反應回填土壤的性質。相較之下，直接剪力試驗具有實 驗方便且快速的特性，同時也有許多的經驗公式可供換算，因此相當 適合用於快速判斷材料回填品質的優劣，並降低回填後不適當反應的 產生。
2.7.1.1 摩擦角之基本定義
剪力強度代表單位面積內的阻力，即土壤於任一平面上對於抵抗 破壞與滑動的能力(Das, 2007)。如式 2.1 所示，一般土壤的破壞面，
其正向應力的線性函數近似於所對應的剪應力(𝜏𝑓)，σ 為剪切面的正 向應力，c 代表土壤的內聚力(cohesion)，ψ代表土壤內部的摩擦角。
f
c σ
tanφ
τ
= + (2.1)23
因為自然環境中的土壤會含有水分，為了得知土壤的總正應力，
所以需要考慮到土壤孔隙中的水分，而將式 2.1 修正為考慮有效應力 與孔隙水壓力的函數式，但考慮土壤主要的應力來源為土粒，而非孔 隙中所含的水分，所以將函數修正為式 2.2，u 代表孔隙中的水壓，σ
′
為土壤實際給與剪切面之正向應力。( ) tan tan
f
c
σu
φc
σ φτ = + − = + ′ (2.2)
2.7.1.2 摩擦角於大地工程之應用
目前各式的剪力試驗方法已廣泛地應用在大地工程中，同時也發 展出許多的經驗換算公式，雖然道路及相關回填工程並未將其列入正 式檢測項目，但是它快速且簡便的實驗方法，在未來勢必可以取代部 分較繁瑣及耗時的試驗，也因此有越來越多的經驗換算公式被發展出 來。
Hussin (2008)曾探討以剪力試驗取代 CBR 試驗之可行性，並得 到 CBR 與土壤剪抗剪強度(kPa)之間的轉換公式，其中剪力強度介於 0-73 kPa 可依據式 2.3 進行轉換；介於 73-146 kPa 的部分則可依照式 2.4 進行轉換
0.0248
CBR = × kPa
(2.3)0.1212 7.0023
CBR = × kPa −
(2.4) 另外工程中常使用的貫入試驗(N 值)同樣也發展出許多轉換公式，粒 如 Schmertmann (1975)探討摩擦角(ψ)、貫入試驗(N 值)之間的關聯性，24
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底渣這種類砂石土壤的檢測，建議是以直接剪力試驗為主，由於類砂 石土壤缺乏內聚力，因此較不適合以三軸壓密試驗進行試驗(李等，
1995)。
彙整相關研究資料所得到焚化底渣的摩擦角值約為 24-50.7°(李，
1998; Muhunthan et al., 2004; Okoli et al., 1998; Pandeline et al., 1997)，
內聚力約為 6-34.5 kPa(李，1998; Pandeline et al., 1997)，但類砂石成 份一般並無內聚力的產生，推測可能與焚化底渣的相關化學反應有關 (Pandeline et al., 1997)，相較於表 10 的一般常見的天然材料，焚化底 渣的摩擦角變化較大，這表示焚化底渣的工程性質並不穩定，有時可 能相似於砂也可能軟弱如泥，這對於工程的應用上將是一大考驗。
表 10 摩擦角典型的範圍(Das, 2007)
土壤型式 摩擦角(ψ)
砂：
圓球顆粒
疏鬆 27-30°
中等 30-35°
緊密 35-38°
砂：
稜角顆粒
疏鬆 30-35°
中等 35-40°
緊密 40-45°
礫石含部分砂 34-48°
沉泥 26-35°
26 度、均勻係數、圍壓等因素(工程地質探勘資料庫; Kulhawy and Mayne, 1990)，但是焚化底渣並非天然材料，常會隨著焚化廠燃燒廢棄物的
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