2013年9月21日 星期六

土力01與02

2012/07/02 11:54
各位朋友大家好:

很高興有機會和您一起研究「土壤力學」這個科目,當然我們的目的是為了考上,因此,強烈建議您一定要多問問題,多練習考古題,從中磨練、修正觀念。

講到「土壤」,您腦海裡想像到什麼?種花的媽媽想到盆栽裡的土壤,衝浪好手想到沙灘上的土壤,有工地經驗的人則想到工地的土壤,…。顯然每個人想的不太一樣。那麼,教科書是怎麼「想」的?考古題是怎麼「想」的?具體而言,和您「想」的有沒有落差?筆者當年就有很大的落差,我相信您也有,只是落差程度上的不同而已。解題時,請不要把幼稚園時代玩泥巴的景象浮現出來,八成要解錯的。

在課堂上,我們要教授教科書「想的」、考古題「想的」,並且把您的錯誤想像剔除掉。只是,每個人的意會程度均不同,有人很快心領神會,有人不能。若您對學習、意會到的知識有疑問,請務必主動發問,問清楚,分數就是您的,別人搶不走。

我們說明了什麼是「均向」,什麼是「均質」。均向是屬於一個點的特質,我們是針對一個點,討論該點是不是「均向」。若該點均向,就是該點在xyz三個方向的表現「一致」,「各方表現相等」,簡稱「均向」。「均向」也可稱為「等向」。

均質是屬於「一團物體」的特質,我們是針對「一團物體」,討論該物體是不是「均質」。檢驗方法是在該物體內任取相異兩點(注意必須「任取」),若這兩點在x方向的表現「一致」,在y方向的表現也「一致」,在z方向的表現也「一致」,我們就說此物體「質地均勻」,分不出任何兩點的差異,簡稱「均質」。

在理想的條件下,我們把土壤視為均質且均向的材料,這樣能讓處理的數學程度大幅簡化,也就便利國考,但大家要知道,實際上的工址土壤,不可能均質且均向。

任一個建築工程或土木工程的工地,其土壤必是變化萬端,不只東西南北不一樣,甚至上下也不一樣,一言難盡,可能同時存在粗顆粒、細顆粒與人類的垃圾。所以,很難精準形容一個工地的土壤性質,但是,我們還是得設法找到形容詞、名詞來形容它。換個比喻來講,工地土壤就好像一個「人」(ex : you or me)一樣,一個人可能同時存在一些好習慣(勤儉)與一些壞習慣(貪杯),偶爾會作一點好事(捐錢給慈濟),也偶爾會作一點壞事(在游泳池裡尿尿),這樣的人,你如何以少量而精準的形容詞形容他()?很難吧!但還是要找一些形容詞、名詞來形容他(),即對他「貼標籤」。貼標籤是為了「好利用」。

就像一個人有身高、體重、血型、星座、興趣等等「性質」可以形容,土壤也有各種性質,如單位重、含水量、飽和度、孔隙比等等。這些定義必須熟記,否則無法展開計算。

在土壤力學中,我們會以「統一土壤分類法」(USCS)來分類土壤,就像把人分類。而篩分析、粒徑分佈曲線、塑性圖、阿太堡指數、限度等等,就是USCS會用到的分類工具,有一些我們還沒教。

USCS中,把能通過#200(200號篩)的稱為細粒料,包含黏土(clay)和粉土(silt)。想考試,基本的英文希望大家記一下。#200的篩眼是74μm,或說75μm

USCS中,把不能通過#4(4號篩)的稱為礫石(gravel)#4的篩眼是4.75mm

尺寸介#200#4之間的是砂(sand)砂及礫石都是粗粒料。

請注意粒徑分徑曲線的y軸是「累積通過百分比」,越往上累積通過百分比越大。x軸是粒徑尺寸,通常越往右尺寸越小。

歐陽的思考與挑戰:為什麼要用半對數紙畫粒徑分徑曲線?用普通刻度的座標不行嗎?您有沒有挑戰過教科書?
其實,用普通刻度的座標畫粒徑分徑曲線也可以,請您自己試試看,D30D60D10等等都不會變,只是圖紙會在水平向拉得很長。為了在水平向把圖紙縮小,所以才在水平向採用對數座標。

台灣學生挑戰教科書的能力通常不強,而吾人則是挑戰權威習慣了。

最後,提醒您要生活作息正常,有讀書計畫,勤作考古題,上課要問問題(沒問問題通常是回家沒唸,而非真沒問題),如此,必能很快上榜。

底下照片是作業解答,要上榜,要自己動手做,看10次不如作1次的效果。


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