การวิเคราะห์ผลตอบสนองของชั้นดินกรุงเทพต่อแผ่นดินไหวโดยคำนึงถึงความแปรปรวนของความเร็วคลื่นเฉือนในดิน

Abstract

ปัจจุบันประเทศไทยประสบเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่รุนแรงบ่อยครั้งขึ้น เช่นในปี พ.ศ.2554 และ พ.ศ.2557 เกิดแผ่นดินไหวที่ส่งผลกระทบต่อกรุงเทพมหานคร ผู้คนที่อาศัยอยู่ภายในอาคารสูงสามารถรับรู้ถึงแรงสั่นไหวได้อย่างชัดเจน เนื่องจากชั้นดินเหนียวอ่อนหนาสามารถขยายกำลังคลื่นสั่นไหวได้ แม้จุดศูนย์กลางของแผ่นดินไหวจะอยู่ไกลก็ตาม งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมผลตอบสนองของชั้นดินกรุงเทพจากคลื่นสั่นไหวโดยคำนึงถึงความแปรปรวนของความเร็วคลื่นเฉือนของชั้นดิน ใช้แบบจำลองมอนติคาลโลเพื่อวิเคราะห์ผลเชิงสถิติของผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหว ด้วยการสุ่มข้อมูลชั้นดินจากแบบจำลองทางธรณีวิทยา 3 มิติของชั้นดินกรุงเทพและประยุกต์ใช้สมการความสัมพันธ์ของความเร็วคลื่นเฉือนกับกำลังรับแรงเฉือนแบบไม่ระบายน้ำและจำนวนครั้งการตอกมาตรฐาน อีกทั้งใช้ค่าคุณสมบัติทางพลศาสตร์ของชั้นดินเหนียวที่ประมาณได้จากค่าดัชนีพลาสติก การวิเคราะห์จะใช้คลื่นแผ่นดินไหวที่ตรวจวัดได้ที่สถานีตรวจวัดแม่สายจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวทาร์เลย์ในปี พ.ศ.2554 ส่งผ่านมาถึงชั้นดินกรุงเทพด้วยแบบจำลองการลดทอนพลังงานคลื่นรุ่นใหม่ ในการวิเคราะห์หาผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหวด้วยวิธีหนึ่งมิติแบบไม่เชิงเส้นด้วยโปรแกรม DEEPSOIL และแสดงผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหวของชั้นดินกรุงเทพในรูปของ ความเร่งงผิวดินสูงสุด ความเร่งเชิงสเปคตรัม และแฟกเตอร์กำลังขยายของชั้นดิน อีกทั้งยังหาความสัมพันธ์ของค่าเฉลี่ยความเร็วคลื่นเฉือน 30 เมตรแรก (VS30) และความหนาของชั้นดินอ่อน ที่มีต่อแฟกเตอร์กำลังขยายของชั้นดิน นอกจากนี้ยังสามารถนำผลตอบสนองเชิงสเปคตรัมจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวทาร์เลย์มาเปรียบเทียบกับกฎหมายการออกแบบอาคารต้านทานแผ่นดินไหว ซึ่งงานวิจัยนี้สามารถแสดงผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหวได้คลอบคลุมในพื้นที่กรุงเทพมหานคร และแสดงให้เห็นว่าชั้นดินอ่อนสามารถขยายกำลังของคลื่นสั่นไหวได้อย่างชัดเจน อีกทั้งเสนอผลทางสถิติของการวิเคราะห์ผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหวเพื่อนำไปใช้ในการปรับปรุงการออกแบบอาคารรับแรงแผ่นดินไหวในอนาคตได้อย่างเหมาะสม