การคาดคะเนการทรุดตัวของชั้นดินกรุงเทพมหานคร เนื่องจากการก่อสร้างอุโมงค์

Abstract

งานวิจัยฉบับนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมของดินกรุงเทพฯ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทรุดตัวอันเป็นผลเนื่องมาจากการก่อสร้างอุโมงค์ขนาดใหญ่สำหรับรองรับระบบขนส่งมวลชน โดยในการศึกษาจะแบ่งขั้นตอนการศึกษาวิจัยออกเป็น 2 ด้วยกัน ได้แก่ 1) การศึกษาพฤติกรรมพื้นฐานของดินอ่อนกรุงเทพฯ ภายใต้ช่วงสภาวะการลดแรง และ 2) นำผลที่ได้จากข้อ (1) มาประกอบและสร้างเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบง่ายๆ เพื่อนำไปประกอบในการคำนวณประมาณค่าการทรุดตัว โดยอาศัยวิธีการทาง Finite element analysis จากการทดสอบดินกรุงเทพฯ โดยการทดสอบภายใต้ Triaxial Extension Test ทำให้สามารถหาข้อมูลของการเปลี่ยนแปลงค่าของ Stiffiness ของมวลดินภายใต้หน่วยแรงแบบต่าง ๆ ค่าเปลี่ยนแปลง Stiffiness นี้สามารถแสดงได้ในรูปความสัมพันธ์ระหว่าง Stiffiness กับ ค่าอัตราส่วนของหน่วยแรง (q/p) โดยอาศัยความสัมพันธ์แบบ exponential โดยจากสมการที่นำเสนอนั้นมีค่าตัวแปรเพียง 1 ค่าเท่านั้น ที่จำเป็นต้องใช้เพื่อประกอบแบบจำลอง แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ดังกล่าวได้ถูกนำไปประยุกต์เข้ากับโปรแกรม FEM เพื่อใช้ประมาณค่าการเคลื่อนตัวของชั้นดิน จากการคำนวณโดยเปรียบเทียบผลการคำนวณค่าที่เคยมีการตรวจวัดกันในอดีต พบว่า แบบจำลองดังกล่าวนั้นต้องการค่า Stress relaxation ประมาณ 9 % เพื่อที่จะสามารถประมาณค่าการเคลื่อนตัวของชั้นดินได้ใกล้เคียง เมื่อนำค่าดังกล่าวไปเปรียบเทียบกับสมการของ Peck แล้วพบว่าจะให้ค่าของ Volume loss ของพื้นผิวดินปริมาณ 2 % จากข้อมูลดังกล่าวได้ทำการประมาณการทรุดตัวของชั้นดินเดียวกัน โดยเพิ่มขนาดของอุโมงค์เป็น 6 เมตร พบว่าที่ค่า Stress relaxation เดียวกัน (ประมาณ9%) ยังคงให้ค่าการทรุดตัวที่ใกล้เคียงกับค่าการทรุดตัวที่ปริมาณจากปริมาตร Volume loss ประมาณ 2%