กลไกการเกิดแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสระหว่างดินเหนียวกับวัสดุโครงสร้าง

วีระพล กิติพงศ์ไพโรจน์

dc.contributor.advisor	สุพจน์ เตชวรสินสกุล
dc.contributor.author	วีระพล กิติพงศ์ไพโรจน์
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2009-09-10T10:56:49Z
dc.date.available	2009-09-10T10:56:49Z
dc.date.issued	2546
dc.identifier.isbn	9741737343
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/11095
dc.description	วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2546	en
dc.description.abstract	งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสระหว่างดินเหนียวกับวัสดุโครงสร้าง รวมถึงผลของการลดแรงเสียดทานด้วยสารหล่อลื่น โดยทดสอบในห้องปฏิบัติการด้วยเครื่องมือทดสอบที่ดัดแปลงมาจากเครื่องมือทดสอบ Direct Shear ทำการทดสอบแบบอัดตัวคายน้ำเฉือนแบบไม่ระบายน้ำ ที่หน่วยแรงกดทับในแนวดิ่ง 1, 2 และ 3 ksc ตัวอย่างดินที่ใช้ในงานวิจัยนี้เป็นตัวอย่างดินเหนียวที่ทำขึ้นเองด้วยวิธี Reconstitued ให้น้ำหนักกดทับในแนวดิ่ง 1 ksc โดยใช้ตัวอย่างดินเหนียวอ่อนบริเวณกรุงเทพฯ แบบแปลงสภาพ ที่ระดับความลึก 1-3 เมตรจากผิวดิน วัสดุโครงสร้างที่ใช้ทดสอบ ได้แก่ คอนกรีตและเหล็ก ซึ่งวัสดุแต่ละชนิดแบ่งออกเป็นผิวหยาบและผิวเรียบ สำหรับการทดสอบลดแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสด้วยสารหล่อลื่นนั้น จะใช้สารละลายเบนโทไนต์เป็นสารหล่อลื่นโดยทดสอบกับคอนกรีตผิวหยาบและเหล็กผิวเรียบ ทุกการทดสอบจะเสียบแท่งดินสอลงไปในตัวอย่างดินก่อนทำการเฉือนเพื่อศึกษาถึงขอบเขตและเส้นทางการวิบัติที่เกิดขึ้นในตัวอย่างดิน ผลการวิจัยพบว่า ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อหน่วยแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสระหว่างดินเหนียวกับวัสดุโครงสร้าง ได้แก่ หน่วยแรงกดทับในแนวดิ่ง, ชนิดของวัสดุโครงสร้าง และสภาพความขรุขระของพื้นผิวสัมผัส ในการทดสอบแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสของคอนกรีตผิวหยาบ, คอนกรีตผิวเรียบ และเหล็กผิวหยาบนั้นเกิดการเฉือนขึ้นในตัวอย่างดินแทนการเฉือนที่ผิวสัมผัส ทำให้ค่าที่ได้ใกล้เคียงกับกำลังรับแรงเฉือนของดินเหนียว แต่ในการทดสอบแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสของเหล็กผิวเรียบนั้นจะเกิดการเฉือนขึ้นที่ผิวสัมผัส หน่วยแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสจึงมีค่าน้อยกว่ากำลังรับแรงเฉือนของดินเหนียว ซึ่งสอดคล้องกับสภาพภายหลังการเฉือนของแท่งดินสอที่เสียบอยู่ภายในตัวอย่างดิน คือถ้าการทดสอบนั้นเกิดการเฉือนขึ้นในตัวอย่างดินจะทำให้แท่งดินสอเกิดการงอขึ้น แต่ถ้าการทดสอบนั้นเกิดการเฉือนขึ้นที่ผิวสัมผัสแล้วแท่งดินสอจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง เมื่อพิจารณาการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของตัวอย่างดินขณะทำการเฉือนพบว่า ในตอนแรกตัวอย่างดินจะค่อนข้างคงที่หรือขยายตัวขึ้นเล็กน้อย หลังจากนั้นตัวอย่างดินจะเกิดการทรุดตัวอย่างต่อเนื่อง โดยระยะการทรุดตัวจะแปรผันตามหน่วยแรงกดทับในแนวดิ่ง ชนิดและความหยาบของพื้นผิววัสดุ สำหรับการทดสอบลดแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสด้วยสารหล่อลื่นพบว่า สารละลายเบนโทไนต์สามารถช่วยลดแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสระหว่างดินเหนียวกับวัสดุโครงสร้าง รวมทั้งระยะการทรุดตัวของตัวอย่างดินขณะทำการเฉือนได้ประมาณ 30%	en
dc.description.abstractalternative	This thesis aims to study interface friction between clay and underground structural materails, including influence of reduced interface friction by lubricant. The experimental study has been conducted based on the direct shear test apparatus with a specific modification. Whereas, the experiment condition were under consolidated undrained test. Additionally, clay samples were manually made by the reconstitued method and applying 1-ksc normal stress. Remolded clay samples were collected around Bangkok area at the level 1 to 3 meters from ground surface. The materials representing the underground structures are selected to be concrete and steel, in which, each of them were classified into two categories, smooth and rough surfaces. Moreover, bentonite slurry was chosen to be lubricant for the study on influence of reduced friction, however, in this regard, only rough concrete and smooth steel are carried out. On every test, to understand the failure zone and failure profile occurring in the soil samples, many pieces of pencil lead were used as an experimental tool to initially penetrate into the soil samples before shearing. The normal stress, type of materials, surface roughness are found to have an influence to interface friction. During the tests of interface friction under the conditions of rough surface concrete, smooth surface concrete and rough surface steel, the shear occurred inside the soil sample instead of at the interface, therefore the values of interface friction are very closed to the shear strength of clay. While, in the case of smooth surface steel shear occurred at the interface, then the interface friction is comparatively less than the shear strength. The two types of shear occurrence, inside the soil sample and at the interface, can be understood easily by the movement of pencil leads penetrated into the soil sampler, if the shear occurred inside the soil, the pencil will bent. The experimental observation is also found that the vertical displacement during shearing is initially no change or little dilated, and then settlement will start. The order of magnitude of settlement depends on normal stress, type of structural materials, surface roughness and shear rate. For the experiment about the reduced interface friction by lubricant, it is found that bentonite slurry can reduce the interface friction between soil and structural materials and settlement during shearing can be shorten approximately 30 percents, as well.	en
dc.format.extent	2308623 bytes
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.language.iso	th	es
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en
dc.subject	ดินเหนียว	en
dc.subject	แรงเสียดทาน	en
dc.title	กลไกการเกิดแรงเสียดทานที่ผิวสัมผัสระหว่างดินเหนียวกับวัสดุโครงสร้าง	en
dc.title.alternative	Clay-structures interface friction mechanism	en
dc.type	Thesis	es
dc.degree.name	วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต	es
dc.degree.level	ปริญญาโท	es
dc.degree.discipline	วิศวกรรมโยธา	es
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en
dc.email.advisor	Supot.T@Chula.ac.th