5 1 5 1

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土壤力學導論–

土壤之一般物理性質與分類

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目 錄

2-1 土壤三相圖

2-2 土壤之一般物理性質

2-3 土壤分類系統

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2-1 土壤三相圖(1/3)

w w w

v v v v

s w

s w a

= +

= +

+

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2-1 土壤三相圖(2/3)

圖2-1 土壤三相圖(續)

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2-1 土壤三相圖(3/3)

圖2-1 土壤三相圖(續)

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2-2 一般物理性質-單位重

濕單位重 (Moist unit weight)

乾單位重 (Dry unit weight)

土粒單位重 (Solid unit weight)

V

W

t

= γ

V W

d

=

γ

s

s

V

= W

γ

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2-2 一般物理性質-含水量

重量含水量 (ω) 體積含水量 (θ)

飽和度 (degree of saturation, S)

% 100 (%) = ×

s w

W ω W

%

× 100

=

v w

V S V

V V

θ =

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2-2 一般物理性質-孔隙比

孔隙比 (Void ratio, e)

孔隙率 (porosity, n)

比重 (specific gravity, Gs)

s v

V e = V

%

× 100

= V n V

w s

s

s

V

G W

γ

= ×

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各種單位重相關的關係式

表2-1各種單位重相關的關係式

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2-2 一般物理性質-顆粒尺寸

‹ 礫石--顆粒大於4.76mm(#4篩)

‹ 砂土--顆粒介於4.76mm(#4篩)與0.075mm (#200篩)間

‹ 沉泥(粉土)--顆粒介於0.075mm (#200篩) 與0.002mm 間

‹ 粘土--顆粒小於0.002mm

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2-2 一般物理性質-粒徑分佈

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0.001 0.01

0.1 1

10 100

3/4" 3/8" 4 10 20 40 60 100 200

通 過 重 量 百 分 比 (%)

礫 石 粗 中砂 細 粉 土 或 粘 土

粗 細

粒 徑 分 佈 曲 線 圖

標準篩篩號

D₁₀ D₃₀ D₆₀

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2-2 一般物理性質-級配

‹

通過百分比為10%之對應顆粒直徑

‹

‹

‹

礫石 Cu >= 4; 1< Cc <3 砂土 Cu >= 6; 1< Cc <3

10 60

D C

= D

60 10

2 30

D D C

D

= ×

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粒徑分佈曲線之測定方式

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2-2 一般物理性質-液塑限

‹

‹

‹

體 積

含 水 量

固態 半固態 液態

塑態

SL

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1

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液限之測定方式

40 35 30 25

含水量 (%)

10 2x10^{1 3 4}

10

N

5

1

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塑限之測定方式

5

1

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縮限之測定方式

s w s

W

V V W

SL = ( W

) − γ (

−

)

W

: 濕土重 W

: 乾土重 V

: 濕土體積 V

: 乾土體積

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1

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2-2 一般物理性質-其他指數

塑性指數 (Plastic Index, PI)

液性指數(Liquidity Index, LI)

活性指數 (Activity Index, A)

PL

LL LI PL

−

= ω −

) (% by weight clay

A = PI

PL

LL

PI = −

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2-3土壤分類系統

‹ 土壤分類係依照一般工程性質如粒徑分 佈、液性限度及塑性限度而將土壤分成 若干組和次組。

‹ 目前使用之兩種主要分類系統是:

(l)AASHTO(美國州公路和運輸官員協會) 系統；(2)統一系統。AASHTO分類系統 主要用於公路路基之分類，而不用於基 礎建造。

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AASHTO系統(1/2)

表2-2 AASHTO土壤分類系統

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AASHTO系統(2/2)

表2-2 AASHTO土壤分類系統(續)

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統一土壤分類系統

表2-3 統一系統符號

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塑性圖

圖2-2 塑性圖

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1

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表2-4 根據統一土壤分類法之土壤分類符號

-- 礫石質土壤

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表2-4 根據統一土壤分類法之土壤分類符號 -- 砂土質土壤

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1

00 11 0 010 1 010 110 1 0001 0100 1 011

表2-4 根據統一土壤分類法之土壤分類符號

-- 粘土質土壤

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1

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表2-5 根據統一土壤分類法之土壤分類名稱 -- 礫石質土壤

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1

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表2-6 根據統一土壤分類法之土壤分類名稱

-- 砂土質土壤

5

1

00 11 0 010 1 010 110 1 0001 0100 1 011

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表2-7 根據統一土壤分類法之土壤分類名稱 -- 粘土質土壤

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1

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表2-8 根據統一土壤分類法之土壤分類名稱

-- 有機質土壤

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1

00 11 0 010 1 010 110 1 0001 0100 1 011

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