ความสัมพันธ์ของการสูญเสียมวลดินกับสภาวะหน่วยแรงรอบอุโมงค์

Abstract

การเคลื่อนตัวของดินอันเนื่องมาจากการก่อสร้างอุโมงค์ โดยใช้หัวเจาะเกิดขึ้นจากหลายสาเหตุ การเกิดช่องว่างระหว่างมวลดินกับผิวของหัวเจาะที่บริเวณส่วนหางของหัวเจาะ เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวขึ้น โดยการเคลื่อนตัวของดินที่อยู่รอบๆ ผิวของหัวเจาะจะทำให้หน่วยแรงที่ถ่ายไปยังดาดอุโมงค์มีค่าลดลง งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา ลักษณะการทรุดตัวที่ผิวดินอันเนื่องมาจากการขุดเจาะอุโมงค์ในชั้นดินเหนียว ที่มีลักษณะแบบชั้นดินเหนียวกรุงเทพฯ และหาความสัมพันธ์ระหว่างการสูญเสียมวลดิน กับสภาวะของหน่วยแรงรอบอุโมงค์ที่เกิดขึ้นบริเวณส่วนหางของหัวเจาะ ในรูปของค่าอัตราส่วนของหน่วยแรงที่สูญหาย ต่อหน่วยแรงเริ่มต้นก่อนที่จะมีการขุดเจาะ ซึ่งปัจจัยที่มีผลกระทบต่อความสัมพันธ์ดังกล่าวคือ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของอุโมงค์ และความลึกจากผิวดินถึงตำแหน่ง crown ของอุโมงค์ โดยใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ในการจำลองการขุดเจาะและติดตั้งดาดอุโมงค์ในชั้นดิน ที่มีสภาพแบบชั้นดินเหนียวกรุงเทพฯ ในสภาพไม่ระบายน้ำ ผลการวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าตัวแปรต่างๆ ซึ่งคือ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของอุโมงค์ และความลึกของอุโมงค์ มีผลกระทบต่อการทรุดตัวที่ผิวดินอย่างไร และได้เสนอความสัมพันธ์ที่อยู่ในรูปของ ค่าการสูญเสียมวลดินซึ่ง normalize ด้วยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางยกกำลังค่าคงที่ค่าหนึ่ง กับค่าหน่วยแรงที่สูญหายซึ่งถูก normalize ด้วย ค่ากำลังรับแรงเฉือนแบบไม่ระบายน้ำเฉลี่ยยกกำลังค่าคงที่ค่าหนึ่ง ซึ่งได้ความสัมพันธ์แบ่งออกเป็นสองช่วง แบ่งตามค่าของ การสูญเสียมวลดินที่ถูก normalize แล้ว