การวิเคราะห์พฤติกรรมของเสาเข็มเดี่ยว และเสาเข็มกลุ่มด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ 3 มิติ

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ นำเสนองานวิจัยในหัวข้อการวิเคราะห์พฤติกรรมของเสาเข็มเดี่ยว และเสาเข็มกลุ่มด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ 3 มิติ ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาระบบการวิเคราะห์ปัญหาเสาเข็มเดี่ยว และเสาเข็มกลุ่ม และศึกษาพฤติกรรมในสภาวะพลาสติกของเสาเข็มเดี่ยว การทำงานได้พัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ขึ้นจากโปรแกรมวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ 3 มิติ พื้นฐาน ซึ่งเสนอโดย Smith และ Griffiths (1999) การพัฒนาโปรแกรมสามารถสรุปได้เป็น 3 ส่วน ประกอบด้วย 1) ส่วนพรีโพรเซสซิ่ง 2) ส่วนการวิเคราะห์ และ 3) ส่วนโพสโพรเซสซิ่ง ในส่วนพรีโพรเซสซิ่ง ได้เพิ่มความสะดวกในการป้อนข้อมูลของผู้ใช้งาน และปรับใช้โปรแกรมสร้างโครงข่ายสำเร็จรูปในโปรแกรมที่พัฒนาขึ้น ในส่วนการวิเคราะห์ เพื่อความสามารถในการวิเคราะห์ด้วยแบบจำลองอิลาสโตพลาสติก การกำหนดหน่วยแรงเริ่มต้น และเพิ่มความเร็วในการวิเคราะห์ และในส่วนโพสโพรเซสซิ่ง ได้เพิ่มการแสดงผลข้อมูลในรูปแบบกราฟฟิกส์ การคำนวณค่าหน่วยแรงที่จุดต่อด้วยวิธีซูเปอร์คอนเวอเจนท์แพ็ทช์ เรคคัฟเวอรี่ และการประมาณความคลาดเคลื่อนของผลการวิเคราะห์ การตรวจสอบความถูกต้องของระบบการวิเคราะห์ โดยการวิเคราะห์ปัญหา 3 มิติพื้นฐาน ประกอบด้วยฐานรากแผ่แบบสตริป และวงกลม ได้ผลใกล้เคียงกับผลเฉลยจากวิธีเชิงวิเคราะห์อย่างมากและในการวิเคราะห์ตัวอย่างปัญหาเสาเข็มเดี่ยว และเสาเข็มกลุ่ม ในกรณีแบบจำลองอิลาสติกได้ผลใกล้เคียงกับการวิเคราะห์ด้วยวิธีเชิงวิเคราะห์เช่นเดียวกัน สำหรับกรณีแบบจำลองอิลาสโตพลาสติก ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกระทำ และการทรุดตัวของเสาเข็มเดี่ยว มีแนวโน้มเดียวกับผลการวิเคราะห์ซึ่งเสนอโดยงานวิจัยที่ผ่านมา ขณะที่กำลังรับน้ำหนักที่ภาวะสุดขีดของเสาเข็ม มีความแตกต่างจากผลการทดสอบในสนามอย่างชัดเจน เนื่องจากระบบไม่สามารถจำลองพฤติกรรมการเลื่อนตัวที่ผิวรอยต่อของเสาเข็มและดิน ซึ่งได้ทดลองแก้ปัญหาโดยการแทรกชั้นบางที่บริเวณผิวรอยต่อ และทำการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับการใช้ชิ้นส่วนพิเศษบริเวณผิวรอยต่อจำลองพฤติกรรมใน 3 มิติ