飽和壓密不排水三軸試驗

為得知飽和狀態下的土壤剪力強度參數，本研究進行飽和壓密不排水三軸 試驗，藉以求得飽和狀態下土壤的剪力強度參數c′、φ′。作為探討基質吸力對非 飽和土壤抗剪強度影響之比較。以下介紹此試驗之試驗步驟以及控制條件。

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3.6.1 試驗步驟

1.試體製作

依據實驗規劃之初始孔隙比計算出進行實驗所需之土重，並採用濕夯法 (wet tamping)進行試體之製作。首先將製作試體用之分裂模置於三軸試體 底座上，套上橡皮膜後抽氣，使橡皮膜緊附在模具上，放入底層濾紙後開 始製作試體。經由計算後秤取試體所需之 4 號篩以下土樣，並將土樣加入 少量水分後均勻拌合，使其含水量約8%，然後將土樣分為五等份重，接 著將五份土樣填於直徑50 mm、高度 100 mm 之鋼模內，每層利用夯錘夯 實至要求之緊密度，每層高度為20mm。

試體製作完畢後安裝上層濾紙，將三軸室之內支撐固定後，放下荷重桿輕 觸試體後固定荷重桿，再結合上蓋與橡皮膜，使試體在加載之前不產生任 何軸向應變，最後拆除模具，再套上三軸室壓克力外罩。

2.試體排氣

將三軸室組裝完成後，接上水管將清水經室壓閥進入三軸室，使水面高於 試體高度後關閉室壓閥，接著給予圍壓約為10~20 kPa，使試體能夠自立，

另外將下部進水閥連接一通入二氧化碳（CO₂）之管線，上部進水閥則打 開排氣，以置換試體內部之空氣，二氧化碳通入壓力為約5 kPa，通入時

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間約為30 分鐘；通入二氧化碳後，由試體底部注入除氣水（Deaired Water），使空氣由試體上方排出，直到試體內部充滿除氣水為止。

3.試體飽和

排氣完成後，進行試體之飽和。將試體上下接通水管線，緩慢施加室壓及 反水壓於三軸室，本研究之室壓為320 kPa，反水壓為 300 kPa。施加反水 壓後之飽和時間約12 小時左右，進行 B-check 動作，以判定試體是否達到 飽和，B 值於 0.95 以上即可進行壓密。

4.試體壓密

飽和完畢後即可進行壓密試驗，並將壓密過程中試體排出之水量集中至體 積變化儀。等待超額孔隙水壓消散完畢之後，壓密即完成。判斷壓密完成 之方法，以體積變化儀之水量不再變化，並將試體進水閥關閉，若孔隙水 壓沒有增加之趨勢，即為壓密完成，可進行下一階段之試驗步驟。若體積 變化儀之水量已不再變化，但將進水閥關閉後，孔隙水壓又不斷上升，即 有可能為試體漏水，若有此現象則試驗應當重新施作。

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5.試體剪動

將試體上下閥門關閉，試驗採用應變控制方式，試驗全程紀錄其軸向應 力、軸向應變及超額孔隙水壓。試驗完成時，量測試體破壞後壓密排水體 積，並計算其壓密後之孔隙比e_c值，做為試驗結果分析比較的依據。

3.6.2 控制條件

試驗控制之初始孔隙比玉峰國小為0.87、砂崙仔崩塌地處理工程處為 0.70；

試驗有效圍壓分別為50、100、200 kPa；試體剪動速率為 0.102mm/min，則剪動 約三小時可達 20%軸向應變，以此試驗控制條件下求得各組模擬試體於飽和時 之抗剪強度參數c′ 、φ′。