การหาพารามิเตอร์สำหรับแบบจำลองพฤติกรรมของดินชั้นสูง

Abstract

ศึกษาหาค่าพารามิเตอร์ของดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ สำหรับแบบจำลองดินชั้นสูง ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้เลือกใช้แบบจำลองดิน MIT-E3 (MIT-E3, Whittle, 1987) เนื่องมาจากความสามารถในการจำลองพฤติกรรมจริงของดิน ทั้งในสภาวะอัดแน่นปกติในธรรมชาติ และสภาวะอัดแน่นเกินตัว รวมไปถึง Small Strain non-Linearity, Strain Softening และ Anisotropic Strength แบบจำลองดังกล่าวมีพื้นฐานมาจากแบบจำลองความเค้นประสิทธิผล ซึ่งใช้แนวความคิดของ Critical State Soil Mechanics โดยพารามิเตอร์ที่ต้องการมีทั้งหมด 15 ตัว ตัวอย่างดินที่ใช้ทดสอบเก็บมาจากบริเวณ ถนนสายบางนา-บางปะกง กิโลเมตรที่ 29-800 ที่ความลึก 6 ถึง 7 เมตร ด้วยวิธี Fix Piston Sampling ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 นิ้ว ผลจากการเก็บตัวอย่างดินพบว่าดินบริเวณนี้เป็นเนื้อเดียวกัน ไม่มีทรายหรือเปลือกหอยปะปน และมีสมบัติพื้นฐานเช่น Water Content = 135% และ Plasticity Index = 73% นอกจากนั้นผลการทดสอบการอัดตัวคายน้ำ ยังแสดงให้เห็นว่าตัวอย่างดินดังกล่าวอยู่ในสภาพอัดแน่นปกติ (OCR = 1.0) การหาพารามิเตอร์สำหรับแบบจำลอง MIT-E3 นั้น ใช้การทดสอบทางปฐพีกลศาสตร์ชั้นสูง 3 การทดสอบ กล่าวคือ 1) การทดสอบการอัดตัวคายน้ำแบบความเครียดคงที่ (CRS) 2) การทดสอบแรงอัด 3 แกนแบบแรงกดจาก K0 (CK0UC, OCR = 1, 2) 3) การทดสอบแรงอัด 3 แกนแบบแรงดึงจาก K0 (CK0UE, OCR = 1) ซึงผลการทดสอบทั้ง 3 การทดสอบนั้น สามารถหาค่าพารามิเตอร์ 6 ตัวหลักได้โดยตรง จากนั้นนำพารามิเตอร์ที่ได้จากห้องปฏิบัติการดังกล่าว มาร่วมในการศึกษาเชิงตัวแปร (Parametric Study) เพื่อหาพารามิเตอร์อีก 7 ตัว โดยที่พารามิเตอร์ที่เหลืออีก 2 ตัว ได้จากการสมมุติค่าเนื่องด้วยข้อจำกัดในการทดสอบ Resonant Column นอกจากนั้นยังทดสอบ CK0UC ที่ OCR เท่ากับ 1.5 และ 4 และ CIUC และ CIUE ที่ OCR เท่ากับ 1 เพื่อเป็นผลเปรียบเทียบความสามารถ ในการคาดคะเนพฤติกรรมของดิน จากผลการจำลองพฤติกรรมดินของแบบจำลอง MIT-E3 แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองดังกล่าว มีความแม่นยำค่อนข้างดีในการคาดคะเนพฤติกรรม ความเค้น ความเครียด และกำลังของดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ ทั้งในสภาวะอัดแน่นปกติ และสภาวะอัดแน่นเกกินตัว