การวิเคราะห์ผลตอบสนองของอุโมงค์หน้าตัดวงกลมต่อแผ่นดินไหวในชั้นดินกรุงเทพ

Abstract

งานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างใต้ดินภายใต้แรงสั่นสะเทือนในชั้นดินกรุงเทพยังมีค่อนข้างจำกัด จึงยังขาดความชัดเจนว่าโครงสร้างใต้ดินในกรุงเทพจะมีปลอดภัยต่อการใช้จากแรงกระทำของแผ่นดินไหวระยะไกลหรือไม่ เนื่อจากกรุงเทพตั้งอยู่บนชั้นดินเหนียวอ่อนถึงแข็งปานกลางที่สามารถขยายคลื่นแผ่นดินไหวที่อยู่ห่างไกลออกไปได้ 3-4 เท่า งานวิจัยนี้วิเคราะห์พฤติกรรมผลตอบสนองของอุโมงค์หน้าตัดวงกลมต่อการสั่นสะเทือนแนวขวางของแผ่นดินไหวด้วยวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์ 2 มิติในเงื่อนไขระนาบความเครียด พิจารณาแรงกระทำแผ่นดินไหวใน 3 ทิศทาง ได้แก่ แนวราบ ทิศตะวันออก–ตะวันตก ทิศเหนือ-ใต้ และแนวดิ่ง แผ่นดินไหวที่ใช้ในการออกแบบจะเลือกจากเหตุการณ์ในอดีตซึ่งมีความเร่งตอบสนองเชิงสเปกตรัมคล้ายคลึงกับเกณฑ์กำหนดการออกแบบบแผ่นดินไหวในกรุงเทพ และถูกปรับขนาดอัตราเร่งสูงสุดให้มีค่าเท่ากับอัตราเร่งสูงสุดที่มีโอกาสเกิดไม่เกิน 2% ในรอบ 50 ปีของกรุงเทพ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าชั้นดินกรุงเทพสามารถขยายขนาดคลื่นได้ทั้งทิศทางแนวราบและแนวดิ่งผ่านความแตกต่างของชั้นดิน อย่างไรก็ตามความเค้นสูงสุดที่เกิดขึ้นในวงผนังอุโมงค์ภายใต้การกำหนดอัตราความหน่วงดินที่ 5% และ 1% ไม่เกินกำลังอัดของคอนกรีตและกำลังของโครงสร้างวงผนังอุโมงค์ การกระจัดที่ตำแหน่งอุโมงค์จากผลการตอบสนองของดินภายใต้แรงแผ่นดินไหวมีความใกล้เคียงและสอดคล้องกับการกระจัดของผนังอุโมงค์ นอกจากนี้จาการศึกษาพบว่าการเสียรูปของหน้าตัดอุโมงค์ระหว่างได้รับแรงแผ่นดินไหวให้ค่าที่น้อย อย่างไรก็ตามควรมีการพิจารณาผลตอบสนองของโครงสร้างใต้ดินต่อแรงกระทำแผ่นดินไหวในรูปอื่น เช่น ในรูปแบบสามมิติ