การศึกษาพฤติกรรม และคาดคะเนการเคลื่อนตัวของกำแพงชนิดไดอะแฟรม โดยใช้แบบจำลองเป็นคานวางบนวัสดุอิลาสติก

Abstract

วัตถุประสงค์ของการวิจัยเพื่อศึกษาการคาดคะเนการเคลื่อนตัวในสนามของกำแพงกันดินชนิดไดอะแฟรม ด้วยแบบจำลองคานวางวัสดุอิลาสติก และวิเคราะห์ค่า Modulus of Subgrade Reaction ของชั้นดินต่างๆตลอดแนวตั้งของกำแพงจากผลการเคลื่อนตัวของกำแพงในสนาม การวิจัยนี้ดำเนินการศึกษาจากข้อมูลของโครงการก่อสร้างอาคาร 5 แห่งในเขต ก.ท.ม. ที่ปลายล่างของกำแพงฝังอยู่ในชั้นดินเหนียวแข็งชั้นที่1 และมีความหนาของกำแพงระหว่าง 0.8-1.0 ม. สมมติฐานที่ใช้ศึกษาประกอบด้วย พิจารณาสภาพหน่วยแรงดันดินด้านข้างเป็นแบบสถิต, คุณสมบัติของดินเป็นวัสดุ piecewise อิลาสติ กเชิงเส้น และกำหนดค่า Modulus of Subgrade Reaction เป็นพารามิเตอร์ไม่ทราบค่า โดยมีความสัมพันธ์แบบ empirical กับค่า S[subscript u] ดังสมการ k[subscript s] = αXS[subscript u] ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์ α กำหนดให้เป็นฟังก์ชั่นของค่าระดับความลึกของการขุด ( H )หรือ stress level ขั้นตอนดำเนินการศึกษาเริ่มจาก กำหนดค่าพารามิเตอร์ลงในแบบจำลองพฤติกรรมการเคลื่อนตัวของกำแพงขณะขั้นตอนการก่อสร้างๆ, ปรับค่า k[subscript s] จนกระทั่งผลวิเคราะห์การเคลื่อนที่ตัวด้วยแบบจำลองสอดคล้องกับผลวัดในสนาม ผลการศึกษาปรากฎว่าแบบจำลองมีศักยภาพในการคาดคะเนพฤติกรรมการเคลื่อนตัวของกำแพงในสนามได้ดีพอสมควร เมื่อพิจารณาผลวิเคราะห์ค่า k[subscript s] ในช่วงเริ่มต้นของ การขุดพบว่ามีค่าสูงกว่าข้อมูลอ้างอิงต่างๆ เนื่องจากปัจจัยของระดับการยึดรั้งที่ปลายล่างของกำแพงหรือการที่การเคลื่อนตัวที่ปลายกำแพงมีน้อยมาก, การติดตั้ง/อัดแรงระบบค้ำยัน และ สติฟเนสของชั้นดินเปลือก หลังจากนั้นเมื่อระดับความลึกของการขุดเพิ่มขึ้น ค่า k[subscript s] มีแนวโน้มลดลงจนกระทั่งมีค่าใกล้เคียงกับช่วงของข้อมูลอ้างอิง ซึ่งผลวิเคราะห์ค่า Modulus of Subgrade Reaction จำแนกตามชนิดชั้นดินต่างๆ ได้ผลดังนี้ ชั้นดินเปลือก (S[subscript u]≥2.5 ตัน/ตร.ม., 2.0<H<3.0 ม.) k[subscript s] = 250 S[subscript u] ชั้นดินเหนียวอ่อน (S[subscript u]<2.5 ตัน/ตร.ม., 2.0<H<10.6 ม.) k[subscript s] = 380.85 exp(-0.1334H) S[subscript u], r² =0.344 ชั้นดินเหนียวแข็งปานกลาง (2.5≤S[subscript u]<5 ตัน/ตร.ม., 2.0<H<10.6 ม.) k[subscript s] = 1925.3 exp(-0.2359H) S[subscript u], r² =0.672 ชั้นดินเหนียวแข็ง (5≤S[subscript u]<10 ตัน/ตร.ม., 2.0<H<10.6 ม.) k[subscript s] = 3715.5 exp(-0.2101H) S[subscript u], r² =0.621 ชั้นดินเหนียวแข็งมาก (S[subscript u]≥10 ตัน/ตร.ม., 2.0<H<10.6 ม.) k[subscript s] = 5024.9 exp(-0.1845H) S[subscript u], r² =0.778 เมื่อ k[subscript s] และ H เป็นหน่วยเป็น ตัน/ลบ.ม. และ ม. ตามลำดับ นอกจากนี้การศึกษา profile ของการเคลื่อนตัวซึ่งคาดคะเนด้วยค่า k[subscript s] จากสมการข้างต้นพบว่า ผลของการคาดคะเนมีแนวโน้มที่ไม่แน่นอนเมื่อเปรียบเทียบกับผลวัดของการเคลื่อนตัวในสนาม เนื่องจากสมการของผลวิเคราะห์ค่า k[subscript s] มีความกระจัดกระจายมาก ซึ่งสังเกตได้จากค่า r² ของสมการ และพบว่า วิธีการก่อสร้าง, ตำแหน่งติดตั้งค้ำยัน และการอัดแรงในค้ำยัน เป็นปัจจัยสำคัญส่วนหนึ่งที่มีผลต่อค่า k[subscript s]