近年來，隨著全球氣候變遷加劇，海平面上升造成沿海地區侵蝕風險日益嚴峻。根據 IPCC（2021）報告，自 1850 年以來，全球海平面已上升逾 20 公分，且近年每年增加突破 3 毫米，預估至 2100 年若未有效減碳，海平面可能上升超過 1 公尺。為因應土地使用壓力與沿海安全威脅，填高沿海地區低窪地區以及填海造陸工程成為拓展可用土地的重要手段。然而，傳統回填工程高度依賴天然砂石，衍生資源枯竭與環境爭議，促成工程界積極尋求替代材料。
轉爐石為煉鋼副產物，具粒徑大、比重高、強度佳等優點，為一潛力可行之替代粒料。然而其內含游離氧化鈣與游離氧化鎂，遇水易膨脹，限制其應用於實務工程之可行性。過去研究顯示，透過與黏性土壤混拌，可有效吸收其膨脹內部能量，抑制回脹行為，並提升材料穩定性。惟需要回填的區域並不一定具備豐富的黏性或高壓縮性土壤，若於混拌砂性土壤時能適當控制回脹率，並進一步優化混合配比與掌握膨脹機制，將有助推動轉爐石於填海造陸工程之應用與資源循環化發展。
為了克服轉爐石的回脹缺陷，本研究延續馮宇呈（2024）前期成果，進行 300 天之回脹監測，以驗證既有模型於不同基質組成與時間尺度下之預測能力。同時引入「黏土混拌砂土」作為複合基質材料，探討其改善砂性土壓縮性不足所致抑脹效能侷限之可行性。另納入長期堆置轉爐石試體，評估其殘餘膨脹行為與工程風險。整體目標為建立具穩定性與實務適用性之材料拌合設計準則，以提升轉爐石於填海造陸與地工改良工程中的應用價值，並呼應都市系統面對極端氣候與資源限制下所需之「韌性都市（urban resilience）」發展需求（UN-Habitat, 2020）。
試驗主要結果如下:
一、 物理性質試驗結果 : 本研究針對轉爐石及多種土壤進行物理性質測試。轉爐石比重高（約 3.05～3.74）、密實度佳，且細料符合良級配，耐磨耗性符合 CNS490《碎石及礫石試驗方法》標準。皂土液限及塑性指數極高（PI 約 417.54%），屬高膨脹潛勢土；紅土與泥岩為低塑性土，砂性土則多屬不良級配砂，高嶺土與砂土混拌後可轉變為 低塑性黏質砂土；成功湖淤泥則為有機質土。
二、 工程特性試驗結果 : 轉爐石展現高耐久性與低磨耗率（AC6 約 12.50%、AC3 約 14.78%），優於天然砂石。壓縮試驗顯示，多數砂性與黏性土為低壓縮性土，高嶺土與成功湖淤泥為中等壓縮性，皂土為高壓縮性；黏性土壓縮指數（Cc）高於砂性土。
三、 轉爐石回脹試驗結果 : 未處理轉爐石400日後回脹率明顯趨緩，自然堆置後在30日回脹率即明顯趨緩，有效降低約4 成回脹率。黏性土混拌可有效抑制回脹，成功湖淤泥試體回脹率呈負值，穩定性最佳，但仍需長期監測。40% 轉爐石＋60% 黏性土長短期回脹率均低於 CNS15358 規範（公路或機場底層、基層用碎石級 配粒料）（0.5%），效果最佳；高嶺土混拌砂土則未達長期穩定化效果。
四、 本研究建立了回脹率與土壤壓縮指數（Cc）之迴歸關係與標準化趨勢線，可依混拌比例、時間與土壤性質快速估算回脹行為，為填海造陸與地工改良工程提供實務設計參考。然而，高嶺土混拌砂土試體雖具有較高壓縮指數，理應具備抑制回脹的潛力，但實際試驗中卻出現回脹率偏高，與本研究所建立的「壓縮性與回脹率呈負相關」趨勢不符。因此，回歸分析中未納入此類試體資料。

This study addresses the challenge of utilizing basic-oxygen-furnace (BOF) slag, a steelmaking by-product, for land reclamation and geotechnical improvement in response to land scarcity and coastal risks under climate change. A 300 day swelling test was conducted to evaluate the long-term stability of BOF slag under various substrate compositions. Results show that mixing clay with sandy soils effectively enhances compressibility and mitigates the limited swelling suppression efficiency of sandy matrices, keeping short-term expansion below 0.5% and maintaining stability over time. Long-term stacked BOF slag specimens were also examined to assess residual swelling behavior and potential engineering risks.
The study further establishes a relationship between the soil compression index (Cc) and expansion behavior, enabling the development of empirical formulas and a normalized trend line for rapid prediction of expansion under different material proportions and time scales. These findings demonstrate that appropriately designed BOF slag mixtures can serve as stable and environmentally friendly alternatives for land reclamation, supporting resource recycling and the development of urban resilience under resource and climate constraints. The tools and guidelines derived from this research provide practical references for future engineering applications.

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