ศึกษาการยุบตัวของดินเหนียวกรุงเทพฯ ในส่วนที่ถูกแปรสภาพ โดยเครื่องมือการทดสอบการอัดตัวคายน้ำแบบบิชช็อบ

Abstract

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาพฤติกรรมการยุบตัวของดินเหนียวกรุงเทพฯ ในส่วนของดินเหนียวที่ถูกแปรสภาพ (weathered clay) เมื่อได้รับแรงกระทำให้ดินเกิดการเคลื่อนตัวในแนวดิ่งทิศทางเดียว (one dimension) โดยศึกษาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนการเพิ่มน้ำหนัก (load increment ratio) และการเปลี่ยนเวลาของการเพิ่มน้ำหนัก (load increment duration) โดยใช้ตัวอย่างดินสองแห่ง แห่งแรกเป็นดินจากบริเวณดอนเมือง ที่ระดับความลึก 2.50 เมตร มีค่าของ plastic index (PI) เท่ากับ 57 เปอร์เซ็นต์ ค่า sensitivity เท่ากับ 19 ค่าความขึ้นตามธรรมชาติเท่ากับ 92 เปอร์เซ็นต์ และมีค่า OCR เท่ากับ 2.4 แห่งที่สองเป็นดินจากบริเวณสีลมที่ระดับความลึก 3.50 เมตร มีค่าของ plastic index (PI) เท่ากับ 48 เปอร์เซ็นต์ ค่า sensitivity เท่ากับ 8 ค่าความชื้นตามธรรมชาติเท่ากับ 79 เปอร์เซ็นต์ และมีค่า OCR เท่ากับ 2.9 ดินเหนียวจากทั้ง-สองแห่งเป็นพวก high plasticity (CH) มีสีเทา มีชั้นบาง ๆ ของพวกดินตะกอน (silt) เปลือกหอย (shell) และรูเล็ก ๆ ของรากพืช (root holes) การทดลองวิจัยนี้ใช้เครื่องมือการทดลองการอัดตัวคายน้ำ (consolidation) แบบ Bishop Consolidation Cell ซึ่งมีการวัดค่าความดันน้ำในโพรงดิน (pore water pressure) ระหว่างการทดลอง เนื่องจากเงื่อนไขของน้ำหนักกระทำ (loading Condition) มีผลโดยตรงต่อการยุบตัวของดินเหนียวที่ถูกแปรสภาพ (weathered clay) การทดลองจึงเลือกใช้ อัตราส่วนการเพิ่มน้ำหนัก (load increment ratio) เท่ากับ 0.5, 1, 2 และเวลาการเพิ่มน้ำหนัก (load increment duration) เท่ากับ 2, 24, 48 ชั่วโมง ซึ่งผลที่ได้จากการทดลอง สรุปได้ดังนี้ คือ 1. การทดสอบการอัดตัวคายน้ำ โดยใช้เครื่องมือของ Bishop Consolidation Cell สามารถนำข้อมูลที่ได้ไปใช้ในทางปฏิบัติได้โดยเฉพาะในสภาพที่น้ำหนักกระทำเป็นแบบ flexible เพราะเครื่องมือแบบของ Bishop นี้ น้ำหนักที่กระทำต่อตัวอย่างดินด้านบนเป็นแบบ flexible membrane cap 2. ในการศึกษาผลของการเปลี่ยนแปลงการเพิ่มน้ำหนัก (load increment) พบว่าการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักที่กระทำต่อตัวอย่างดินทดลอง จะให้ค่าการยุบตัวสูงมากในช่วงของ NC และให้กราฟของ load-compression เป็นแบบ s-shape 3. การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนการเพิ่มน้ำหนัก (load increment ratio, LIR) พบว่าการเพิ่มขึ้นของ LIR มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยต่อค่าของ compression ratio (CR), recompression ratio (RR), maximum pore pressure response (∆Umax/∆συ) และ coefficient of secondary compression (C⍺) แต่ไม่สามารถสรุปแนวโน้มได้ สำหรับผลที่ปรากฏแนวโน้มเด่นชัด เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงค่าของ LIR กล่าวคือการเพิ่มขึ้นของค่า LIR ทำให้ค่าของ การกระจายของแรงดันน้ำในโพรง (1-∆U/∆συ) ช้าลง และค่าของเวลาสิ้นสุด primary consolidation (Tp) สูงขึ้น การลดลงของค่า LIR ทำให้ค่า coefficient of consolidation (Cv) เพิ่มขึ้นในช่วง Over Consolidated Clay ที่ LIR มีค่าต่ำ (LIR≤0.5) จะให้กราฟของ compression-log time เป็น TYPE II ในช่วง OC และเป็น TYPE I ในช่วง Normally Consolidated การที่ LIR มีค่าต่ำ (LIR≤0.5) ค่าของ coefficient of consolidation (Cv) จากการคำนวณ โดยวิธีของ ∆u, lot t และ √t ให้ผลแตกต่างกันมากในช่วง Over Consolidated แต่ค่าของเวลาสิ้นสุด primary consolidation (tp) จากวิธีของ ∆u, lot t และ √t ให้ผลใกล้เคียงกัน และที่ LIR มีค่าสูง (LIR≥1) จะให้กราฟของ compression-log time เป็น Type I ทั้งในช่วง Over Consolidated และ Normally Consolidated การที่ LIR มีค่าสูง (LIR≥1) ค่าของ coefficient of consolidation (Cv) จากการคำนวณโดยวิธีของ ∆u, lot t และ √ให้ผลใกล้เคียงกันมากขึ้น 4. การศึกษาของการเปลี่ยนแปลงเวลาการเพิ่มน้ำหนัก (load increment duration, LID) พบว่าการเพิ่มขึ้นของ LID ไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่าของ compression ratio (CR) และ recompression ratio (RR) แต่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงการกระจายของแรงดันน้ำในโพรง (1-∆U/∆συ) เล็กน้อยซึ่งไม่สามารถสรุปแนวโน้มได้ การเพิ่มขึ้นของ LID มีผลให้ค่าของ preconsolidation pressure (Pc) ลดลงและมีผลทำให้ค่าของ maximum pore pressure response (1-∆U/∆συ) เวลาสิ้นสุด primary consolidation (Tp) ค่าของ coefficient of secondary compression (Cα) ลดลงเช่นเดียวกัน นอกจากนี้การเพิ่มขึ้นของ LID ทำให้ของ coefficient of consolidation (Cv) คำนวณจากวิธีของ ∆u, log t และ √t ให้ผลใกล้เคียงกันมากขึ้น 5. การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของดินเหนียวทางด้าน plasticity พบว่า การเพิ่มขึ้นของค่า Plasticity (หรือ plastic index สูงขึ้น) มีผลให้ค่าของ compression ratio (CR) recompression ratio (RR) สูงขึ้น และเมื่อค่าของ plasticity สูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงของอัตราส่วนการเพิ่มน้ำหนัก (LIR) ไม่พบแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงค่าของ maximum pore pressure presponse (∆Umax/∆συ) และ pore pressure dissipation (1-∆U/∆συ) การที่ค่าของ plasticity สูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงค่าของอัตราส่วนการเพิ่มน้ำหนัก (LIR) ต่อค่าของ เวลาสิ้นสุด primary consolidation ในช่วง Normally Consolidated coefficient of consolidation (Cv) ในช่วง Over Consolidated อนึ่ง การเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขของน้ำหนักที่กระทำก็ตาม รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางด้าน plasticity พบว่ามีอิทธิพลสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของดินเหนียวทางด้าน compressibility อย่างมาก