地面調查的方法
第 5 部 分 現地和實驗測試
26. 間斷調查
26.3 間斷粗糙度調查
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由於標準設備中測試接合面長度的限制及代表性採樣點的選擇,通常無法完全考 慮原位或實驗剪切測試中的不連續粗糙度,因此,通常採用不連續粗糙度調查來補充 這些測試的不足。
ISRM(1978)詳細描述現地粗糙度調查的相關程序,最常用的方法是採用各種直 徑的薄圓板,現地需使用這些器具放置在不連續土壤層的表面上,對於每片平板依次 測量不連續土壤層的傾角方向和傾角。對每片平板取得大量(如 50 或更多的讀數)讀 數,並藉由確保不連續土壤層表面較大土壤層接合代表性資料,即可用於改善這些測 量作業的準確性。結果通常以等面積立體投影的特性曲線極坐標圖表示,最小的底板 可給出最大的讀數散射和最大的粗糙度角(反之亦然),最大粗糙度角與底板直徑的 曲線圖通常用於評估粗糙角與不連續面潛在剪切位移長度間的關係靈敏度。
現地粗糙度測量主要用於評估不連續剪切強度的設計值(Hoek & Bray 1981),即 藉由測量結果與直接剪切測試或假設的基本摩擦角資料相結合,以實現此作業。
Hencher & Richards(1982)討論說明粗糙度影響香港的花崗岩不連續剪切強度的相關 評估方法。
27. 現地密度測試 水量。在理想情況下,含水量樣本的重量應現地確定,然後根據 GEO(2017a)將樣 本送到實驗室使用烘箱乾燥,否則,整個樣本需保存在密封容器中直到可稱重爲止。
另外,可使用微波爐、Speedy 濕度測試儀或 BSI(1990)中的快速法之一,藉此快速 測定含水量。但所有的快速測定法應與所測試的特定土壤類型所使用的標準烘箱乾燥 技術密切相關,在任何情況下,含水量樣本應儘量具有代表性並且盡可能較大或應進 行多次測定以獲得可靠的平均值。
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除了岩石填土的水份替代方法(參見第 27.8 節)外,下文概述的方法在地質規範
(GEO 2017a)和 BSI(1990)或可引用的 ASTM 標準中有進一步的說明。
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27.2 沙土替換方法
GEO(2001)說明沙土更換方法的兩種變化狀況,第 1 種採用小型的澆注圓筒,這 圓筒用於細粒和中粒土壤中。第 2 種採用大型的倒缸,這適用於細、中、粗粒土壤。
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這些方法不適用於含有高比例非常粗糙的礫石或較大顆粒的土壤,因為設備不足以
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27.4 浸水法
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在 BSI(1990)中說明浸水法,這適用於任何土壤,代表性的樣本會出現在離散團 塊中,處理和浸水時不會崩解,實際上,此主要限用於黏性土壤。
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27.5 水製換法
換水法 說明如在 BSI(1990),這是浸水法的替代方法,具有相同的限制性。
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27.6 膠球法
可在 ASTM(1985b)找到橡膠氣囊或密度計測試法的相關說明,實際上,這是採 用 橡膠膜保水的換水測試法。這是沙土替換法的替代方法,其限制是不適用輕微壓力下 就會變形的非常軟弱土壤或孔隙體積不能保持恆定的非常軟弱土壤。ASTM 標準未精 確說明此裝置,因此,若安裝夠大的裝置,此方法可用於比更換法的沙土更粗糙的土 壤。