第二章 研究背景
2.7 麥寮砂之性質
2.7.5 CPT 在麥寮砂中之室內標定
因為麥寮砂之遠高於石英砂之壓縮性，使得傳統為石英砂所建立之經 驗法則是否適用於麥寮砂中所做 CPT 結果之解釋，以及細料含量對 CPT 之 影響等都必須重新確認，才能正確的使用 CPT 結果以決定靜態之剪力強度 參數或抗液化強度。麥寮砂室內標定所使用標定槽之概念圖如圖 2.19 所 示，其系統設計是延續早期在飽和黏土中做標定試驗之觀念（Huang et al., 1991）。標定槽為一圓柱形，能夠容納直徑 525mm，高度在 762mm 至 813mm 之間的試體。圓錐貫入儀安置在試體上方之密閉容器內便於圓錐濾 材與標定試體之飽和。試體之上下方各有多孔透水塑膠（porous plastic）和 不織布將水與砂土隔離，使用不織布之目的是為防止細砂粒阻塞透水塑 膠，影響其透水性，其功用類似三軸試驗之濾紙。試體之上蓋鈑與底盤各 有兩個排水閥，以便於試體飽和以及排水之控制。
麥寮砂之CPT 標定試驗共有 94 組，細料含量（FC）分成四種；FC =0、
15、30 與 50%，考慮乾燥或飽和砂土試體製作完成未受圍壓前之初始相對 密度（Dro = 50%~85%），垂直應力σ'v（50~490 kPa）以及根據水平應力（σ'h） 與 σ'v之比值（K0 = 0.5~2）而決定之 σ'h、並由壓密的體積變化求得砂土試
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體壓密後之孔隙比（ec）。FC = 0 與 15%之標定試體使用乾置法製作，FC = 30 與 50%之標定試體使用濕夯法製作。CPT 標定試驗之結果包括錐尖阻抗
（qc）、摩擦套筒阻抗（fs）、以及錐尖後方位置所量得之超額孔隙水壓（u2）。 試驗貫入速度控制在20 mm/sec 左右，貫入深度在 700mm 以內。對於 CPT 標定試驗結果分析之重點在於如何利用試驗結果，建立經驗法則來決定麥 寮砂之相對密度，以及其細料含量。這些參數在使用 CPT 評估液化潛能時，
都是重要之考慮因素。
水壓貫入儀因為在錐尖後方有透水石的關係，使得錐尖前後方之受力 面有差距，在貫入時所產生的孔隙水壓會抵消一部份之錐尖阻抗，如圖 2.20 所示。所以真正的錐尖阻抗要比直接量得之 qc 要高。 Baligh et al.（1981）
和 Campanella et al.（1982）提出以下修正的方法：
qt = qc + u ( 1-a )... (2-19) 其中：
qt： 修正後之錐尖阻抗
u ： 錐尖後方透水石量得之孔隙水壓 a ： 圖 2.20 所示之面積比
由於在標定試驗 FC=30%與 FC=50%之試體中會加以約 300kPa 之回水 壓藉以加快飽和等待時間，因此有在 FC=30%與 FC=50%進行水壓修正之必 要；而標定試驗中 FC=0%與 FC=15%時大都使用乾燥試體，因此其 qc與qt 相同，而在 FC=30%與 FC=50%時飽和試體之 qc與 qt差異約8%左右。本文 中後述之CPTU 錐尖阻抗都經過孔隙水壓修正成為 qt值
在飽和之乾淨砂中（細料含量小於 5%）使用標準圓錐貫入儀做 CPT，
因為其高排水性可考慮為排水試驗，但是當細料含量增加時此假設是否成
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（1984）提出正規化錐尖阻抗（normalized cone resistance, qc,N ）的概念：
'
29 歸（regression）出經驗常數。使用公式 (2-21)分別對不同細料含量做最佳 化而得之經驗參數以及其相關係數結果如表 2.8。因 FC=50%之麥寮砂所做 研在為了方便和Stark and Olson (1995)與 Robertson and Wride（1998）進行 比較，因此假設學者所提出之qc1N 等於qt1N 。
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0.67，此一趨勢與 Olsen and Malone (1988) 之研究結果一致。C0與C3之絕 對值隨 FC 之增加而遞減，顯示在相同應力狀態下，當細料含量增加時麥寮 砂之壓縮性也隨之增加（剪脹性較小） 此一現象導致砂土之圓錐貫入阻抗 減小。當 FC 達到 30%，CPT 變成部份排水狀態，使得 qt以及C0與C3之絕 對值又明顯下降。但是由於n隨 FC 增加，所以當 σ'v增加時前述 FC 對 qt
之影響會逐漸消失。圖 2.24 根據公式(2-21)之推算以圖解的方式來解釋前述 麥寮砂中 qt、有效垂直應力與 FC 之相互關係。在相同之 e、s ¢vo pa與 K0
情況下，FC = 15%時之 qt（qt（FC＝15%））比 FC = 0%時之 qt（qt（FC＝0%）） 低，但此差別隨s ¢vo pa之增加逐漸消失。
圖2.25 顯示麥寮砂 CPT 標定試驗結果所得Ic與直接從標定槽試體所量 得 細 料 含 量 之 比 較 ， 麥 寮 砂 室 內 CPT 標定之 Ic 與 細 料 含 量 之 關 係 與 Robertson and Wride (1998)所述並無一致性，其Ic大多介於2 與 3 之間只隨 FC 做約略的增加。