เสถียรภาพและการเคลื่อนตัวของเชิงลาดดินเหนียวอ่อนมาก ที่เสริมความแข็งแรงด้วยเสาเข็มดินซีเมนต์

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางวิศวกรรม รูปแบบการพังทลาย รวมไปถึงพฤติกรรมการเคลื่อนตัวทางด้านข้างและเสถียรภาพของเชิงลาดที่เสริมความแข็งแรงด้วยเสาเข็มดินซีเมนต์ โดยศึกษาการเคลื่อนตัวและรูปแบบการกระจายแรงในดินด้วยวิธี ไฟไนต์เอลิเมนต์(Finite Element Method) โดยจำลองพฤติกรรมของดินด้วยทฤษฏี Mohr-Coulomb เปรียบเทียบกับผลการวัดการเคลื่อนตัวด้านข้างด้วย Inclinometer เพื่อหาค่าอัตราส่วนของ Young's modulus ต่อกำลังรับแรงเฉือนของดินเหนียว Eu/Su ที่เหมาะสม และยังได้ทำการทดลองด้วยแบบจำลองแท่งดินซีเมนต์รับแรงทางด้านข้าง ใช้อัตราส่วนการฝังยึดจากแนวระนาบเฉือน ออกเป็น 3 ระดับด้วยกัน คือ 3, 6 และ 9 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง เพื่อศึกษาถึงรูปแบบการวิบัติ และกำลังรับแรงเฉือนรวมของระบบ เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างกำลังรับแรงเฉือนกับความลึกจากแนวระนาบเฉือน ผลการวิเคราะห์ย้อนกลับตามขั้นตอนการก่อสร้าง โดยใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยประเมินการเคลื่อนตัวเปรียบเทียบกับผลตรวจวัดการเคลื่อนตัวที่เกิดขึ้นจริงให้มีความสอดคล้องกันพบว่าได้ค่า Eu/Su ที่เหมาะสมสำหรับการเคลื่อนตัวที่น้อยกว่า 100 มิลลิเมตร เท่ากับ 200, 350, 400, 500, และ 850 สำหรับการเคลื่อนตัวที่มากกว่า 170 มิลลิเมตร เท่ากับ 100, 200, 330, 500, และ 550 สำหรับ ดินเหนียวอ่อนมาก, ดินเหนียวอ่อน, ดินเหนียวแข็งปานกลาง, ดินเหนียวแข็งมาก, และเสาเข็มดินซีเมนต์ตามลำดับ ผลการทดลองแท่งดินซีเมนต์รับแรงทางด้านข้าง พบว่ากำลังรับแรงเฉือนรวมของแท่งดินซีเมนต์กับดินเหนียวอ่อนมาก จะมีค่าสูงสุดเมื่อแท่งดินซีเมนต์มีระยะฝังยึดลึกจากระนาบเฉือนประมาณ 3 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง และการวิบัติเกิดในรูปแบบที่แท่งดินซีเมนต์ไม่สามารถรับแรงทางข้างได้ ตัวเลขลดทอนกำลังรับแรงเฉือนของวัสดุผสม µ([subscript model test]) = -0.154ln(A[subscript SCC]) + 0.882 A[subscript SCC] คืออัตราส่วนร้อยละของพื้นที่หน้าตัดเสาเข็มดินซีเมนต์ เพื่อปรับลดค่ากำลังรับแรงเฉือนที่ได้จากวิธี Weighted Average Shear Strength ซึ่งทำให้ได้ค่าอัตราส่วนความปลอดภัยที่สอดคล้องกับขั้นตอนการก่อสร้างจริง