The การศึกษาแบบจำลองการกระจายความเค้นของดินลมหอบขอนแก่นในสภาพบดอัดและการวิเคราะห์ระเบียบวิจัยด้วยโปรแกรม Plaxis 2D ในสภาพแห้งและเปียก

บทคัดย่อ

ดินลมหอบขอนแก่นส่วนมากเป็นดินทรายปนดินตะกอน ดินทรายปนดินเหนียว และดินเหนียวปนดินตะกอนที่ถูกพัดพาโดยลม ทำให้มีโครงสร้างการยึดเกาะระหว่างเม็ดดินเป็นแบบหลวมๆ เมื่อดินอยู่ในสภาพแห้งจะมีกำลังรับน้ำหนักที่สูง แต่เมื่อดินอยู่ในสภาพเปียก กำลังรับน้ำหนักของดินจะลดลงและเกิดการทรุดตัวแบบทันทีทันใด (Immediate Settlement) ในการออกแบบฐานรากของโครงสร้างต่างๆนั้น นอกจากดินที่ใต้ฐานรากจะต้องสามารถรับกำลังน้ำหนักบรรทุกที่กระทำได้แล้ว การทรุดของดินใต้ฐานรากก็จะต้องไม่เกินกว่าที่มาตรฐานกำหนด จึงจะถือว่าโครงสร้างดังกล่าวปลอดภัยต่อการใช้งาน ในการประเมินค่าการทรุดตัวของดินใต้ฐานรากจำเป็นต้องทราบถึงการกระจายความเค้นของดิน ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงได้ทำการศึกษาการกระจายความเค้นในแนวดิ่งของดินลมหอบขอนแก่นที่ถูกบดอัดแน่นในห้องปฏิบัติการทั้งสภาพแห้งและเปียก และทำการเปรียบเทียบผลที่ได้จากห้องปฏิบัติการกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เพื่อใช้ในการประเมินค่าการทรุดตัวที่อาจเกิดขึ้นสำหรับการออกแบบฐานรากของโครงสร้างต่างๆ ที่จะทำการก่อสร้างบนดินลมหอบขอนแก่น การทดสอบหาค่าการกระจายความเค้นในแนวดิ่งของดินลมหอบในห้องปฏิบัติการนั้น ได้ทำการทดสอบโดยวิธีการทดสอบหากำลังรับน้ำหนักแบกทานของดินโดยใช้แผ่นเหล็ก (Plate Bearing Test) โดยใช้เครื่องมือวัดค่าความเค้นในแนวดิ่งดิน (Earth Pressure Cell) ในการศึกษาการกระจายความเค้น ซึ่งจากการทดสอบพบว่าค่าความเค้นของดินที่ได้จากเครื่องมือวัดจะแปรผันตรงกับความเค้นจากน้ำหนักบรรทุกที่กระทำ และพบว่าน้ำหนักบรรทุกสูงสุดที่ออกแบบไว้ (196.2 kPa) ไม่ก่อให้เกิดการวิบัติกับดินในสภาพแห้งได้ แต่ดินในสภาพเปียกเกิดการวิบัติที่ความเค้นกระทำเท่ากับ 110.36 kPa  เมื่อนำไปวาดกระเปาะความเค้น จากการศึกษาของ Jeffrey (2004) [1] จะพบว่าการกระจายความเค้นของดินทั้งสภาพแห้งและเปียกจะกระจายลงไปลึกถึงที่ระดับความลึก 2B ใต้ฐานรากแต่ในสภาพเปียกจะเกิดความเค้นของดินมากกว่าในสภาพแห้ง นอกจากนี้เมื่อนำผลจากการทดสอบมาเปรียบเทียบกับทฤษฎีของ Terzaghi (1943) [2] การกระจายความเค้นแบบ 2 ต่อ 1 พบว่าผลที่ได้ยังมีความคลาดเคลื่อนกับทฤษฎีอยู่มากเนื่องจากคุณสมบัติของดินในการทดสอบไม่ตรงตามสมมติฐานของทฤษฎี เมื่อทำการวิเคราะห์ระเบียบวิจัยจากโปรแกรม Plaxis 2D โดยใช้ค่าตัวแปรจากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแรงดึงดูดเมทริก (Matric Suction) กับระดับความอิ่มตัวด้วยน้ำ (Degree of Saturation) และกำลังต้านทานแรงเฉือนของดินลมหอบขอนแก่นที่แรงดึงดูดเมทริกต่าง ๆ พบว่าผลที่ได้มีความใกล้เคียงกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ดังนั้นจึงจะเห็นได้ว่าการประเมินค่าการทรุดตัวของดินใต้ฐานรากนั้นจะต้องใช้ค่าพารามิเตอร์กำลังรับแรงเฉือนที่ถูกต้อง เพื่อให้ได้ค่าที่ใกล้เคียงกับความเป็นจริง