การประเมินพฤติกรรมแรงดันน้ำแทรกตัวในเขื่อนดิน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
พฤติกรรมแรงดันน้ำแทรกตัว (Hydraulic fracturing, HF) ในเขื่อนดินเพื่อนำไปสู่การจัดทำฐานความรู้ในระบบผู้เชี่ยวชาญ ศึกษาจากเขื่อนดินช่องเขาขาด (Dike 4) ของเขื่อนสิริกิติ์ ตั้งอยู่บนธรณีวิทยาเป็นหินแปรและหินตะกอนกึ่งแปร มีการแทรกตัวของหินอัคนีทำให้หินส่วนใหญ่เกิดการคดโค้ง (Foliation) ได้จำลองธรณีวิทยาและวิเคราะห์ไฟไนท์อิลิเมนต์ พบว่า รอยคดโค้งมีอิทธิพลต่อ HF เนื่องจากเป็นจุดที่มีการเปลี่ยนความลาดชั้นอย่างรวดเร็วส่งผลให้เกิด Arching effect ในกรณีศึกษาพฤติกรรม HF เริ่มเกิดเมื่อน้ำในอ่างเก็บน้ำที่ระดับ+148 ม.รทก ตำแหน่งและพื้นที่เกิด HF สัมพันธ์กับระดับน้ำในอ่าง สอดคล้องกับค่าแรงดันน้ำที่วัดได้จาก Piezometer ที่ติดตั้งไว้ในชั้น Phyllite มีการตอบสนองเมื่อความสูงน้ำในอ่าง อยู่ระหว่าง +148 ถึง +149 ม.รทก. แสดงว่าน้ำสามารถแทรกตัวผ่านรอยแตกได้ง่าย เมื่อใช้ Pressure ratio (PR) ณ ตำแหน่งที่เกิด เป็นค่าบ่งชี้ความรุนแรงของการเปิดอ้ารอยแตกขณะเกิด HF อาจจำแนกได้ 4 ระดับ Very likely, likely, unlikely และ very unlikely มีค่าโอกาสเกิด 1.0-0.8, 0.8-0.6, 0.6-0.3 และ 0.3-0.0 ตามลำดับ นอกจากนี้ใช้ข้อมูลรูปร่างทางกายภาพของ Foliation ความสูงเขื่อน ความสูงน้ำที่เก็บกัก และโมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุฐานราก สร้าง “ดัชนีการเกิดพฤติกรรมแรงดันน้ำแทรกตัว (HFI)” ได้ 4 ระดับเช่นกัน เท่ากับ 4.0-2.5, 2.5-1.0, 1.0-0.25 และ 0.25-0.0 ตามลำดับ ความถูกต้องของระบบได้ทดสอบและเปรียบเทียบกับเขื่อน Teton พบว่าสามารถระบุรูปแบบที่มีความสอดคล้องกับเหตุการณ์ในอดีตที่ตรวจพบว่าพิบัติจาก HF อย่างชัดเจน เมื่อนำเอาความรู้ดังกล่าวสร้างเป็นแผนผังการวินิจฉัยก็สามารถตรวจสอบได้สามลักษณะคือจากข้อมูลทางธรณีวิทยา ข้อมูลทางอัตราส่วนความดันน้ำ (PR) และข้อมูลดัชนีการเกิด Hydraulic fracturing (HFI) หากข้อวินิจฉัยทั้งสามสอดคล้องกันก็มีความเสี่ยงในการเกิด Hydraulic fracturing สูงมาก
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Sherard JL, Woodward RJ, Gizienski SF, Cleavenger WA. Earth and Earth- Rock Dams, editors. John Wiley and Sons. New Jersey, 1963. p. 271-353.
Moayed RZ, IZADI E, FAZLAVI M. In-situ stress measurements by hydraulic fracturing method at Gotvand Dam site. Journal of engineering and environment sciences. 2012;36(3): 1104-9.
Wang Jun Jie. Hydraulic fracturing in earth-rock fill dams, editors. China Water and Power Press. John Wiley and Sons. 2014. p. 23-47.
Xiaoxi Men, Jiren Li, Zhihui Han. Fracture Propagation Behavior of Jointed Rocks in Hydraulic Fracturing. Advances in materials science and engineering. 2018 Jul 29;2018: 1155-10. Epub 2018 Jun 14.
Yelin Qian et al. Advances in Laboratory-Scale Hydraulic Fracturing Experiments. Advances in Civil Engineering. 2020 Jul 29;2020: 1155-10. Epub 2020 Jun 30.
Corinne Curt, Richard Gervais. Approach to improving the quality of data used to analyze dams Illustrations by two methods. Journal of Environmental and Civil Engineering. 2013 Oct 17;18(1): 1080-10. Epub 2013 Aug 16.
Filho ML, Diego B, Toscano AE, Barbosa PSF, Salgado RM, Luiz FV Vianna, Barreto MN. Expert System for Dam Assessment and Emergency Detection. editors. flood management. 6th International conference on flood management; 2014 Sep 16-19; Sao Paulo, Brazil; 2014.
The university of new south wales. Risk Analysis for Dam Safety: A Unified Method for Estimating Probabilities of Failure of Embankment Dams by Internal erosion and Piping. Australia. 2009. 446 p.
Kasetsart University. Development of Diagnosis Expert System for Seepage through Medium Scale Dam Foundation. Research center of Infrastructure and sustainable Engineering; 2021 Jan. 354 p. Thai.
Jaworski, Duncan, Seed. An Experimental Study of Hydraulic Fracturing Report. 1979, University of California; 1979.
Mori, Tamura A. Hydrofracturing pressure of cohesive soils. Soils and Foundations. 1987;27(1):.3208-10.
Andersen KH, Rawlings CG. Estimation of hydraulic fracture pressure in clay. Canadian Geotechnical Journal. 1994;31(6).
Chengzeng Yan, Hong Zheng, Guanhua Sun, Xiurun Ge. Combined Finite-discrete Element Method for Simulation of Hydraulic Fracturing. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2016;49(4).
Haimson BC, Fairhurst C. Initiation and extension of hydraulic fractures in rocks. Society of Petroleum Engineers Journal. 1967;7(3).
Bauer SJ, Barrow P, Robbins A, Hileman M. Mechanical and Fluid Flow Properties of Basaltic Andesite and Rhyolite Analogue Rocks. editors. Engineering Stanford University. Proceedings of the 42nd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University; 2017 Feb 13-15; Stanford, California; 2017.
