สัมประสิทธิ์ของความดันดินที่สภาวะอยู่นิ่งของดินเหนียวกรุงเทพประกอบตัวใหม่ขณะเพิ่มหน่วยแรงประสิทธิผลในแนวดิ่ง

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการหาค่าสัมประสิทธิ์แรงดันดินด้านข้างในสภาวะอยู่นิ่งของดินเหนียวอ่อนกรุงเทพทั้งในสภาวะอัดตัวปรกติและอัดตัวมากกว่าปรกติ โดยทั่วไปแล้วการหาค่าดังกล่าวจะใช้เครื่องมือทดสอบแบบแรงอัดสามแกนซึ่งมีความยุ่งยากเป็นอย่างมากที่จะต้องทำการควบคุมให้ความเครียดในแนวดิ่งมีค่าเท่ากับความเครียดเชิงปริมาตรในกระบวนการอัดตัวคายน้ำ ซึ่งหากการทดสอบไม่เป็นไปตามเงื่อนไขดังกล่าวจะทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงดันดินด้านข้างในสภาวะอยู่นิ่งเกิดความผิดพลาด ด้วยเหตุนี้ งานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอวิธีการในการทดสอบรวมทั้งเครื่องมือที่ใช้ในการทดสอบแบบใหม่ เครื่องมือที่ใช้ทดสอบจะทำงานร่วมกันระหว่างเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงกับระบบควบคุมแบบป้อนกลับซึ่งจะทำให้สามารถวัดแรงเค้นได้ทั้งสามทิศทางและยังสามารถจำลองสภาวะแวดล้อมจริงในสนามได้ทั้งในขั้นตอนการสร้างโครงสร้างให้กับดินรวมทั้งการเฉือนตัวอย่างอีกด้วย ตัวอย่างดินจะถูกอัดตัวคายน้ำโดยใช้ค่าแรงเค้นประสิทธิผลในแนวดิ่งสำหรับตัวอย่างดินอัดตัวปรกติและค่าอัตราส่วนการยุบอัดตัวเกินปกติสำหรับตัวอย่างอัดตัวมากกว่าปรกติที่แตกต่างกัน ค่าสัมประสิทธิ์แรงดันดินด้านข้างในสภาวะอยู่นิ่งจะถูกวัดค่าเมื่อการอัดตัวคายน้ำหลักสิ้นสุดลง หลังจากนั้นเงื่อนไขสภาวะแวดล้อมของการทดสอบจะถูกเปลี่ยนเป็นแบบสมมาตรรอบแกนเดียวและตัวอย่างจะถูกเฉือนทันทีในสภาวะที่น้ำไม่สามารถไหลออกจากตัวอย่างดินได้ จากผลการทดสอบพบว่าระบบควบคุมอัตโนมัติที่นำเสนอนั้นมีประสิทธิภาพดีมากในการควบคุมการเคลื่อนตัวด้านข้างของดินตัวอย่างในขณะที่ดินอยู่ระหว่างกระบวนการอัดตัวคายน้ำ ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดในขั้นตอนการเฉือนดินตัวอย่างอัดตัวคายน้ำปรกติเป็นแบบมีจุดสูงสุดของค่าความเค้นและจะลดลงสูงค่าคงที่ ลักษณะการวิบัติเกิดทั้งการบวมตัวออกด้านข้างและแถบแรงเฉือนผสมกัน ค่าความสามารถในการรับแรงเฉือนจะเพิ่มขึ้นตามค่าความเค้นในแนวดิ่งที่ใช้ในกระบวนการอัดตัวคายน้ำ ผลการทดสอบยังพบอีกว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงดันดินด้านข้างในสภาวะอยู่นิ่งของดินเหนียวอัดตัวปรกตินั้นจะไม่ขึ้นอยู่กับค่าความสามารถในการรับแรงเฉือนและค่าดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นตามค่าอัตราส่วนการยุบอัดตัวเกินปกติเมื่อดินอยู่ในสภาวะอัดตัวคายน้ำมากกว่าปรกติ ความสัมพันธ์ดังกล่าวสามารถนาเสนอเป็นสมการโดยใช้ตัวแปลคือค่าอัตราส่วนการยุบอัดตัวเกินปกติและมุมเสียดทานภายในเมื่อค่าความเค้นในแนวดิ่งคงที่