พฤติกรรมความเค้นและความเครียดของดินเหนียวกรุงเทพฯสำหรับการประยุกต์ใช้ในวิศวกรรมแผ่นดินไหว

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมความเค้นและความเครียดแบบไม่เชิงเส้นของดินเหนียวกรุงเทพฯ ภายใต้การทดสอบแรงอัดสามแกนแบบอัดตัวคายน้ำด้วยแรงดันเท่ากันทุกทิศทางและเฉือนแบบไม่ระบายน้ำ ที่ติดตั้งระบบการวัดความเครียดเฉพาะที่และอุปกรณ์เบนเดอร์อิลิเมนต์ การทดสอบกระทำบนตัวอย่างดินเหนียวคงสภาพที่เจาะในบริเวณจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผลการทดสอบการอัดตัวคายน้ำพบว่า ตัวอย่างดินแสดงพฤติกรรมไม่เชิงเส้นในรูปแบบเส้นโค้งการลดลงของโมดูลัสเชิงปริมาตร ส่วนผลการทดสอบเฉือนแบบไม่ระบายน้ำก็แสดงพฤติกรรมแบบไม่เชิงเส้นในรูปแบบเส้นโค้งการลดลงของโมดูลัสแนวแกน มีการเสนอผลเปรียบเทียบค่าโมดูลัสแบบไม่ระบายน้ำสูงสุดที่ได้จากการทดสอบต่าง ๆ ทั้งในห้องปฏิบัติการและในสนาม จากนั้นนำความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นกับความเครียดที่ได้มาวิเคราะห์โดยใช้แบบจำลอง อิลาสติกไม่เชิงเส้น ด้วยวิธีการคำนวณเชิงตัวเลขแบบชิ้นส่วนเดี่ยว และพบว่าที่ความเครียดขนาดต่ำถึงขนาดกลางพบว่าแบบจำลองสมการเลขชี้กำลังที่เลขชี้กำลังเท่ากับ 3 และสมการแรมเบิร์ก-ออสกูดจะสามารถจำลองพฤติกรรมดังกล่าวได้ดีกว่า นอกจากนี้ งานวิจัยได้วิเคราะห์ผลการทดสอบด้วยวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์ด้วยแบบจำลองอิลาสติก-พลาสติก เช่น แบบจำลองมอร์-คูลอมบ์ แบบจำลองโมดิไฟย์แคมเคลย์ แบบจำลองซอฟซอยล์ และแบบจำลองฮาร์ดเดนนิงซอยล์ เพื่อหาค่าคุณสมบัติและค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับดินเหนียวกรุงเทพฯที่ใช้ในงานก่อสร้างทางวิศวกรรมธรณีเทคนิค ในส่วนผลการทดสอบแบบพลวัตร เมื่อวิเคราะห์แล้วพบว่าค่าอัตราส่วนการหน่วงที่คำนวณจากงานวิจัยนี้ มีค่าสูงกว่าจากงานวิจัยอื่น และเมื่อนำอัตราส่วนการหน่วงไปสร้างแบบจำลองจึงได้ผลไม่ดีเท่าที่คาด อาจต้องมีการวัดค่าจากการทดสอบด้วยเครื่องทดสอบสามแกนแบบวัฏจักร ส่วนความไม่เชิงเส้นของการลดลงของตัวแปรไร้มิติของโมดูลัสแนวแกนที่หารด้วยโมดูลัสแนวแกนสูงสุดมีค่าใกล้เคียงกับผลการทดสอบสามแกนแบบวัฏจักร