ผลกระทบของการเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กเนื่องจากแรงดันน้ำต่อคุณสมบัติทางวิศวกรรมของวัสดุผสมระหว่างทรายกับเบนโทไนต์

Abstract

วัสดุผสมทรายกับเบนโทไนต์ถูกผสมขึ้นภายใต้การตรวจสอบคุณภาพของวัสดุผสมทุกขั้นตอน เพื่อให้ได้ปริมาณเบนโทไนต์ปริมาณความชื้น และความหนาแน่นแห้งตามที่ได้ออกแบบไว้ โดยทรายที่ใช้มีขนาดอยู่ในช่วง 0.07 ถึง 0.12 ม.ม. ค่าความถ่วงจำเพาะ 2.64 วัสดุผสมที่ปริมาณเบนโทไนต์ 8, 10, 12 และ 14 เปอร์เซ็นต์เบนโทไนต์ สามารถหาค่าความถ่วงจำเพาะได้ประมาณ 2.64 และค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดประมาณ 17.8-18.3 กิโลนิวตันต่อลูกบาศก์เมตร ความชื้นที่เหมาะสมอยู่ในช่วง 12.29-14.26 เปอร์เซ็นต์ วัสดุผสมถูกบดอัดลงในกระบอกเซลล์โลหะที่สร้างขึ้นมาเพื่อทำการทดสอบหารอยแตกร้าวโดยเฉพาะ โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม. แผ่นก่อรอยแตกร้างถูกฝังไว้ที่กึ่งกลางของตัวอย่าง หลังจากที่ตัวอย่างถูกบดอัดจนมีความหนาแน่นแห้งประมาณ 17.0 กิโลนิวตันต่อลูกบาศก์เมตรแล้ว ให้น้ำหนักกดทับตัวอย่าง 100, 250, และ 400 กิโลปาสคาล วัดอัตราการทรุดตัว ทำให้ตัวอย่างอิ่มตัว และทดสอบความสามารถในการไหลซึมผ่านวัสดุผสมของน้ำ ค่าสัมประสิทธิ์ในการไหลซึมผ่านทรายเปล่าและวัสดุผสมอยู่ในช่วง 10 -6 - 10 -7 และ 10 -8 - 10 -10 เมตรต่อวินาทีตามลำดับ ในการทดสอบหาความสามารถในการก่อรอยแตกร้าวโดยใช้แรงดันน้ำสามารถสรุปได้ว่าความสามารถดังกล่าวขึ้นอยู่กับปริมาณเบนโทไนต์ที่ใช้เป็นส่วนผสม น้ำหนักกดทับ และความหนาแน่นของตัวอย่าง โดยที่ปริมาณเบนโทไนต์ 8 และ 10 เปอร์เซ็นต์ ค่าอัตราส่วนระหว่างแรงดันที่ก่อให้เกิดรอยแตกร้าวกับน้ำหนักกดทับมีค่าใกล้เคียง 1.0 และเพิ่มขึ้นเป็น 1.6 ที่ปริมาณเบนโทไนต์ 12 เปอร์เซ็นต์ และที่ปริมาณเบนโทไนต์ 14 เปอร์เซนต์แรงดันน้ำที่ก่อให้เกิดรอยแตกร้าวมีค่าใกล้เคียงกันประมาณ 300 กิโลปาสคาล ทั้งที่น้ำหนักกดทับ 100 และ 250 กิโลปาสคาล ตัวอย่างที่เก็บหลังจากการทดสอบสิ้นสุดนำไปหาความสามารถในการต้านทางแรงเฉือนได้ค่าอยู่ในช่วง 25 ถึง 60 กิโลปาสคาล