การวิเคราะห์การตอบสนองของชั้นดินแบบ 1 มิติของการแผ่กระจายคลื่นแผ่นดินไหว

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการตอบสนองของชั้นดินแบบ 1 มิติของคลื่นแผ่นดินไหว และนำไปประยุกต์ใช้วิเคราะห์กับชั้นดินกรุงเทพ โปรแกรมที่พัฒนาขึ้นใช้วิธีผลต่างสืบเนื่องและสามารถคำนวณการตอบสนองต่างๆ ของชั้นดินได้ทุกค่าความลึก ได้แก่ ความเร่ง ความเร็ว การเคลื่อนตัว ความเค้นเฉือนและความเครียดเฉือน เส้นทางเดินของหน่วยแรง และ ความดันน้ำส่วนเกิน การตรวจสอบความถูกต้องของโปรแกรมทำการสอบเทียบผลลัพธ์กับโปรแกรม EDUSHAKE ที่ใช้ข้อมูลรับเข้าเหมือนกันและใช้ดินชนิดอิลาสติก ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ที่ได้จากการสอบเทียบมีค่าเฉลี่ยประมาณ 98.75% ซึ่งถือว่าความน่าเชื่อถือและความถูกต้องของโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นอยู่ในเกณฑ์ดีมาก แบบจำลองดินที่ใช้ในโปรแกรมมีทั้งหมด 2 รูปแบบคือ ชนิดอิลาสติกและไม่เป็นอิลาสติก แบบจำลองชนิดอิลาสติกมีทั้งหมด 5 แบบจำลองและแบบจำลองชนิดไม่เป็นอิลาสติกมี 1 แบบจำลอง แบบจำลองชนิดไม่เป็นอิลาสติกอ้างอิงจาก Pestana and Biscontin (2000) ซึ่งมีข้อดีคือ เป็นแบบจำลองชนิดหน่วยแรงประสิทธิผล และสามารถจำลองการลดลงของหน่วยแรงประสิทธิผล และการเพิ่มขึ้นของแรงดันน้ำส่วนเกินภายใต้แรงกระทำแบบวัฏจักร แบบจำลองดินมีพารามิเตอร์รับเข้าทั้งหมด 7 ตัว ซึ่งสามารถหาค่าที่เหมาะสมกับดินกรุงเทพได้ด้วยการนำสมการของแบบจำลองไปสอบเทียบกับผลการทดสอบ DSS (Direct simple shear) ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของแบบจำลองนี้กับดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 85% ผลการวิเคราะห์การตอบสนองของชั้นดินกรุงเทพความลึก 80 เมตรด้วยแบบจำลองชนิดไม่เป็นอิลาสติกกับชั้นดินเหนียวอ่อนได้ อัตราส่วนของความเร่ง ความเร็ว และการเคลื่อนตัวที่ผิวดินต่อค่าที่ชั้นหินมีค่าประมาณ 4.5 เท่า 6.5 เท่า และ 5.5 เท่าตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์กับกรณีที่ใช้คุณสมบัติชั้นดินเหนียวเเหนียวอ่อนป็นแบบอิลาสติกได้ผลเหล่านั้นน้อยกว่าประมาณ 10%