ผลกระทบของอินเฮเรนด์แอนไอโซทรอปีในก่อนและหลังการเกิดกำลังสูงสุด ของดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ

Abstract

การวิจัยผลกระทบของอินเฮเรนท์แอนไอโซทรอปีในก่อนและหลังการเกิดกำลังสูงสุดของดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมของความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงและความเครียดที่เกิดจากการกระทำของแรงภายนอกในทิศทางต่าง ๆ ของดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯในชั้น Weathered zone ซึ่งคาดว่ามีพฤติกรรมเป็นแอนไอโซทรอปีอันเนื่องมาจากลักษณะอนุภาคและการจัดเรียงตัวของ อนุภาคดินเหนียวเอง การวิจัยนี้ดำเนินการศึกษาโดยใช้ดินตัวอย่างจากโครงการก่อสร้าง 2 แห่งในเขตกรุงเทพมหานคร ที่ระดับความลึกเดียวกัน ที่ 4 เมตรจากระดับผิวดินเดิมลงไป การทดสอบที่ใช้เพื่อศึกษาแอนไอโซทรอปีในการวิจัยนี้มีทั้งสิ้น 4 การทดสอบ ได้แก่ 1. การทดสอบแรงเฉือนโดยตรง 2. การทดสอบแรงเฉือนแบบวงแหวน 3. การทดสอบแรงอัดแบบไม่ถูกจำกัด 4. การทดสอบการอัดตัวคายน้ำใน 1 มิติ การทดสอบทั้งหมดได้ทดสอบโดยใช้หน่วยแรงตั้งฉากกระทำต่อตัวอย่างที่ถูกตัดให้เอียงตามมุมต่าง ๆ กัน 6 มุมคือ 0, 15, 30, 60, 75 และ 90 องศา หน่วยแรงตั้งฉากที่ใช้จะเอียงทำมุมกับแนวดิ่ง 0, 15, 30, 60, 75 และ 90 องศาสัมพัทธ์กับความเอียงของตัวอย่างตามลำดับเช่น เดียวกัน หน่วยแรงทั้งฉากที่ใช้ทดสอบจะอยู่ในช่วง 0.350 ถึง 3.00 ksc. เพื่อศึกษาผลของแอนไอโซทรอปีที่ OCR ต่าง ๆ กัน การทดสอบแรงเฉือน จะอยู่ในเงื่อนไข Consolidated drain ส่วนการทดสอบแรงอัดแบบไม่ถูกจำกัดจะอยู่ในเงื่อนไข Unconsolidated undrain. จากผลการทดสอบที่ได้พบว่าในการทดสอบกำลังรับแรงเฉือนโดยตรง พฤติกรรมของความสัมพันธ์ของหน่วยแรงและความเครียด พบว่าค่ากำลังรับแรงเฉือนสูงชุดนี้มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเมื่อระนาบที่รับแรงเฉือนทำมุมกับแนวราบเพิ่มขึ้น โดยกำลังรับแรงเฉือนสูงสุดปรากฎเมื่อระนาบรับแรงเฉือนมีทิศทางขนานกับแนวราบและต่ำสุดเมื่อระนาบที่รับแรงเฉือนทำมุมกับแนวราบ 60 ถึง 90 องศาแต่อย่างไรก็ ตามกำลังรับแรงเฉือนสูงสุดและต่ำสุดนี้มีค่าแตกต่างไม่มากนักและจะมีแนวโน้มชัดเจนในดินตัวอย่างจากจุฬาฯเท่านั้น ส่วนผลการทดสอบกำลังรับแรงเฉือนแบบวงแหวนก็แสดงแนวโน้มในลักษณะเดียวกันแค่กำลังรับแรงเฉือนสูงสุดและต่ำสุดจะไม่ปรากฎที่ระนาบใดระนาบหนึ่ง โดยเฉพาะ สำหรับผลการทดสอบแรงอัดแบบไม่จำกัดในตัวอย่างดินจากมหิดลก็พบว่าทิศทางของหน่วยแรงที่กระทำต่อตัวอย่างมีผลต่อกำลังรับแรงอัดแบบไม่ระบายน้ำของตัวอย่างด้วย จากผลการทดสอบ จะได้กำลังรับแรงอัดแบบไม่ระบายน้ำสูงสุดเท่ากับ 0.20 ksc. เมื่อทิศทางของหน่วยแรงที่กระทำต่อตัวอย่างทำมุม 30 องศากับแนวดิ่ง และค่าสัมประสิทธิ์ของแอนไอโซทรอปี, K มีค่าเท่ากับ 1.54 การทดสอบการอัดตัวคายน้ำใน 1 มิติ (Consolidation test) จะให้ผลที่ไม่ชัดเจนนักและมีความกระจัดกระจายมากในแต่ละระนาบ ทำให้ยากที่จะสรุปได้ว่าผลของการอัดตัวคายน้ำใน 1 มิติ ในทิศทางต่าง ๆ เป็นแอนไอโซทรอปีด้วย เช่น ในดินตัวอย่างจากจุฬาฯ พบเพียงว่าเมื่อน้ำ หนักแนวดิ่งกระทำในทิศทางตั้งฉากกับแนวราบจะทำใหเกิดการทรุดตัวมากกว่าเมื่อน้ำหนักแนวดิ่งมีทิศขนานกับแนวราบ อย่างไรก็ตามหากดูผลโดยรวมแล้วจะพบว่ากำลังรับแรงเฉือนของดินเหนียวกรุงเทพฯ จะมีพฤติกรรมเป็นแอนไอโซทรอปี แต่จะปรากฎอย่างไม่เด่นชัดนักสำหรับดินเหนียวกรุงเทพฯ ที่นำมาทดสอบ ซึ่งอาจเนื่องมาจากดินตัวอย่างอยู่ในช่วงเปลี่ยนแปลงระหว่างชั้น Weathered zone กับชั้นดินเหนียวอ่อน รวมทั้งลักษณะโครงสร้างภายในที่เกิดจากการตกตะกอนที่เป็นชนิด marine deposit.