初始剪應力作用下飽和砂土之應力歷史效應

Abstract

本文乃以中空扭剪三軸儀，分別對Ottawa砂、淡水河砂，施以異向壓密、水平面受初

始剪應力、預剪，探討初始剪應力作用下，飽和砂土之應力歷史效應，並闡明初始剪

應力對砂土液化潛能的影響，並以Prater；Erguranli 所提的方程式，預估異向壓密

之飽和砂土受反復扭剪之最終殘餘孔隙水壓。

由試驗結果顯示，等向壓密試體，孔隙水壓達初始液化，其軸向應變、剪應變同時遽

增，且短時間內達極限值。異向性壓密試體受剪，其軸向應變隨反復次數增加而累積

變大，當達極限時，剪應變累積量很有限。試體水平面受初始剪應力作用，剪應變持

續增加，當達初始液化或剪應變量仍很大時，軸應變量仍很小。由實驗值得知異向壓

密試體受扭剪作用時，其最終殘餘孔隙水壓與相對密度無關，只隨KC值大小而變。

鬆砂隨著初始剪應力增加、有降低和不變的抵抗液化潛能，中度緊砂、緊砂，則隨著

初始剪應力的增加而增強抵抗液化潛能。當相對密度３５％Ottawa砂剪應變達２．４

％，相對密度５０％淡水河砂剪變達２．８％，其剪力強度急遽下降，剪變達４．０

％以上時，兩種砂之最終殘餘剪力強度維持定值。受到小預剪試體會因塑性降伏而導

致硬化，使試體更能抵抗殘餘孔隙水壓的激增而難以液化。