◎關於本書

你會拿起這本書，想必是對「土壤力學是什麼？」抱有興趣、疑問吧？我也一直有這樣的感覺，現在仍然站在這片土壤之上。

●「第一次接觸土壤力學，但……」

●「已經試著學習土壤力學，但……」

●「想以輕鬆的漫畫學習艱澀的學科，但……」

本書是以「土壤力學是什麼？」為原動力，期望「讀者能喜愛學習土壤力學」著述了這本書籍。利用漫畫作為入門書，本書扮演「以視覺、概念來理解土壤力學」的角色。

本書由下列部分組成：

●以周圍現象解說土壤力學的【漫畫部分】

●比漫畫更為專業的深入【文字部分】

●作為預備知識，統整例題、解說的【補充部分】

翻閱漫畫部分就能習得知識，而漫畫以外的部分，則可加深理解程度。從日常的疑問到工程力學的問題，本書由七章所構成。為了讓讀者有系統地學習土壤力學，編排參照一般教科書。想要進一步深入的讀者，可以搭配其他參考書研讀。

◎關於土壤力學

土壤，是由固體、液體、氣體組成的混合體，屬自然物質，根據組成、形態，呈現不同的狀況。因此，土壤難以單一理論來解釋，土壤力學可說是單純化、理想化土壤現象（本書「土壤眼鏡」部分），「系統化解決問題的知識與經驗」。其中，「土壤力學是什麼？」還有許多未解明的有趣部分（本書「德在基（ Terzaghi ） 1 部分」）。想要掌握稍有難度的土壤力學，「遠瞭大地的飛鳥視角」和「近看土粒的螞蟻視角」是不可或缺的。為了增進讀者想像，本書致力於「周圍現象」、「土壤的角度」，期望讀者能夠結合經驗、感覺來理解。支撐社會基礎的土壤力學，不單是為了滿足自身的興趣、疑問，或者僅為了取得學分，而是可以作為「以飛鳥、螞蟻視角，思考難解現象的訓練課題」。期望本書能幫讀者打好學問的基礎。

寫作時，我參考了許多文獻，以求讓第一次接觸的讀者能感到「容易親近」、「容易理解」

1. 社會的基礎建設

社會的基礎建設（ infrastructure ）涵蓋範圍甚廣，包括道路、港灣、機場、上下水道、電力、瓦斯、醫療、消防、警察、行政服務等等，在本書中，是指維持生產基礎的交通建設（道路、港灣、機場）和維持生活基礎的民生建設（上下水道、電力、瓦斯）等土木結構物。

2.土質與地質的差別

（ 1 ）土質和地質大致的不同

「土質」是以土壤力學等工學領域上較為軟質的地盤為研究對象，主要討論土壤的性質；另一方面，「地質」是以地質學等理工領域中較為硬質的深成（古老）岩盤、山岳地盤為對象，討論岩石、地層的性質。

（ 2 ）土質和地質技師的部門、科目不同

就技師資格的技術部門及科目來說，土質是屬於「工程建設部門－土質及地基」；地質是屬於「理工應用部門－地質」，兩者的區別整理如下表：

土質與地質的比較表

3.鑽探調查和採樣

（ 1 ）鑽探調查

「鑽探調查」是，使用挖鑿機等機械，在指定的調查地點或者調查位置，開鑿圓筒狀的孔洞（一般孔徑為 66 、 86 、 116cm ），取樣並進行現地試驗，以便調查地盤的工學性質。

（ 2 ）採樣

「採樣」是，從調查位置採取土壤試驗用的樣品，根據土壤種類、地盤狀態及試驗目的，選擇適合的取樣方式及採樣器。下表為採取未擾動樣品（ undisturbed sample ，土壤結構、力學特性近似於現地狀態的樣品）的採樣器種類及適用地盤。

取樣方式種類及適用地盤表

1. 區段取樣 Block Sampling （ JGS 1231 ※ 3 ）

使用鏟子、移植鏝等器具，挖掘地表附近或地下水位以上的砂質土，將塊狀樣品整塊切割脫離地盤，分為切出式和壓切式兩種。

切出式（如圖）

壓切式（如圖）

2. 薄管採樣器 Thin － walled Sampler （固定活塞式採樣器）（ JGS 1221 ）

主要用來採樣軟質的黏性土，將採樣管緩慢地壓入地盤中。

3. 旋轉式二重管採樣器 Denison type Sampler （丹尼森取樣法）（ JGS 1222 ）

主要用來採樣硬度為中間到硬質的黏性土，以前端裝設鑽頭的外管，旋轉削切地盤，將未旋轉的內管壓入地盤中採出。

4. 旋轉式三重管採樣器 Tribble Sampler （ JGS 1223 ）

主要用來採取砂質土，以前端裝設鑽頭的外管，旋轉削切地盤，將未旋轉的內管壓入地盤，用內側的取樣管採樣。

5. 凍結取樣

主要用在一般方法難以採樣，細粒級較少的砂質土、礫混土，使用液態氮等凍結地盤，再以岩心鑽鑿法採樣。

6. GP 取樣 Gel Push Sampler

在單管取樣器中填充高濃度潤滑劑，旋轉削切採樣。因未使用循環水，所以不用清洗樣品表面，可以採取到和凍結採樣相同的高品質樣品。

土質探測 Sounding

「土質探測」是使用鑽桿前端的抵抗體，插入未固結地盤，以貫穿、旋轉、拔出的阻礙程度，調查地盤的強度特性及地盤常數。下面列舉代表的方法：

（ 1 ）瑞式重量探測試驗

（ Swedish Weight Sounding Test ）「瑞式重量探測試驗」是，併用載重貫穿和旋轉貫穿的現地試驗，用以判斷土壤的軟硬、夯實程度，目的是要確認軟地盤厚度等。此方法的裝設、操作簡便，具有優異的貫穿力，多用於深度小於 10m 左右的初步調查。

（ 2 ）簡易動力圓錐貫入試驗

（ Dynamic Cone Penetrometer Test ）

「簡易動力圓錐貫入試驗」是，使重錘（ 5kg ）自由落下（ 50cm ），求取現地貫入阻抗的試驗。此試驗儀器小型輕量，可裝設於陡峭斜地、狹隘場所，可用於判斷陡峭斜面的風化程度。另外，此試驗所得到的 N d 值，與 N 值及其他探測試驗值有密切關係。

（ 3 ）可攜式圓錐貫入試驗

（ Portable Cone Penetration Test ）

「可攜式圓錐貫入試驗」是，將鑽桿前端的圓錐緩慢貫穿地盤，以便連續求得深度方向的阻抗程度。此試驗儀器攜帶容易，經常用於傾斜地、山岳地，但因為是以人力貫穿，僅適用於軟黏性土。另外，此試驗所得到的圓錐貫入阻抗值q c ，可用來進一步求得無圍壓縮強度。

（ 4 ）荷式圓錐貫入試驗

（ Dutch Cone Penetration Test ）「荷式圓錐貫入試驗」是，使用二重管為鑽桿，以減少周圍的摩擦，再以壓入裝置貫穿，所以適用堅硬的地盤（到 N 值 30 左右）。但是，因裝置體積較大，反作用力強，主要用於精密調查。另外，此試驗所得的圓錐貫入阻抗值 q c ，可與黏著力 c 和 N 值列出關係式，除了極軟黏性土之外，都能夠求得正確的強度。

◎關於本書

你會拿起這本書，想必是對「土壤力學是什麼？」抱有興趣、疑問吧？我也一直有這樣的感覺，現在仍然站在這片土壤之上。

●「第一次接觸土壤力學，但……」

●「已經試著學習土壤力學，但……」

●「想以輕鬆的漫畫學習艱澀的學科，但……」

本書是以「土壤力學是什麼？」為原動力，期望「讀者能喜愛學習土壤力學」著述了這本書籍。利用漫畫作為入門書，本書扮演「以視覺、概念來理解土壤力學」的角色。

本書由下列部分組成：

●以周圍現象解說土壤力學的【漫畫部分】

●比漫畫更為專業的深入【文字部分】

●作為預備知...

前言
序幕
第 1 章 土壤與地盤
1 土壤力學是什麼？
2 土壤的生成
3 地盤的形成
4 地盤調查
補充

第 2 章 土壤組成與性質
1 土質力學中的「土壤」是什麼？
2 土壤的狀態
3 土壤的性質
4 土壤的分類
補充

第 3 章 土壤中的水
1 地盤內應力是什麼？
2 地下水的流動
3 土壤的滲透性
4 滲透流量的求法
補充

第 4 章 地盤內部的力量
1 地盤內的變化
2 自重產生的地盤內應力
3 載重產生的地盤內應力
4 滲透流產生的地盤內應力
補充

第 5 章 土壤的壓密
1 土壤的壓密是什麼？
2 壓密的進行
3 壓密的方程式
4 壓密沉陷的預測
補充

第 6 章 土壤的強度
1 土壤的強度是什麼？
2 土壤的破壞準則
3 土讓的剪切試驗
4 土壤的種類與剪切特性
補充

第 7 章 地盤的穩定、承載問題
1 防護牆的土壓是什麼？
2 庫倫和蘭金的土壓理論
3 斜面的穩定是什麼？
4 斜面的穩定分析
5 地基的承載力是什麼？
6 承載力的求法
補充
尾曲
索引

前言
序幕
第 1 章 土壤與地盤
1 土壤力學是什麼？
2 土壤的生成
3 地盤的形成
4 地盤調查
補充

第 2 章 土壤組成與性質
1 土質力學中的「土壤」是什麼？
2 土壤的狀態
3 土壤的性質
4 土壤的分類
補充

第 3 章 土壤中的水
1 地盤內應力是什麼？
2 地下水的流動
3 土壤的滲透性
4 滲透流量的求法
補充

第 4 章 地盤內部的力量
1 地盤內的變化
2 自重產生的地盤內應力
3 載重產生的地盤內應力
4 滲透流產生的地盤內應力
補充

第 5 章 土壤的壓密
1 土壤的壓密是什麼？
2 壓密的進行
3 壓密的方程式
...