Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิเคราะห์เสถียรภาพและการคาดคะเนการทรุดตัว ของถนนต่อเติมใหม่บนชั้นดินเหนียวอ่อนมาก

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Stability analysis and settlement prediction of the reconstruction road on the very soft clay

Year (A.D.)

1985

Document Type

Thesis

First Advisor

สุรฉัตร สัมพันธารักษ์

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโยธา

DOI

10.58837/CHULA.THE.1985.590

Abstract

ปัญหาทางด้านเสถียรภาพ และการทรุดตัวที่มากเกินไป เป็นสิ่งพึงระวังสำหรับการออกแบบ และการก่อสร้างคันทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสิ่งก่อสร้างบนชั้นดินเหนียวอ่อนมาก การวิจัยครั้งนี้มีเพื่อศึกษาเกี่ยวกับ การวิเคราะห์เสถียรภาพ และการคาดคะเนการทรุดตัวของถนนต่อเติมใหม่ ที่ก่อสร้างบนชั้นดินเหนียวอ่อนมาก บริเวณ กม.30 บางนา-บางปะกง และถูกออกแบบด้วยพิกัดความปลอดภัยค่อนข้างต่ำ การศึกษายังครอบคลุมไปถึงการคาดคะเนค่าความดันน้ำโพรงเพิ่ม ที่ใต้กึ่งกลางของคันทาง ในการวิจัยนี้ปัญหาแรกที่คำนึงถึงก็คือ ปัญหาทางด้านเสถียรภาพ ผู้วิจัยได้ทำการทดสอบ field vane shear ในสนาม เพื่อหาค่ากำลังรับแรงเฉือนแบบอันเดรน ส่วน Bjerrum's correction factor ได้อาศัยค่าจากข้อมูลเก่าที่ได้ทำการวิเคราะห์แล้วของ Eide & Holmberg (1972) โดยวิธีการของ Bjerrum ทำให้สามารถที่จะปรับแก้ค่ากำลังรับแรงเฉือนจากการทดสอบ field vane shear และการวิจัยพบว่าการวิเคราะห์เสถียรภาพแบบนี้สามารถนำมาใช้กับถนนต่อเติมใหม่ได้ ปัญหาที่สองของการออกแบบคันทางที่วางบนชั้นดินเหนียวอ่อนมาก คือ การทรุดตัวที่กึ่งกลางของถนนต่อเติมใหม่ ได้ทำการคาดคะเนโดยวิธี Stress path โดยใช้การทดลองไตรแอกเซียล วิธีปฐพีกลศาสตร์พื้นฐาน (D'Appolonia et al., 1971; Skempton & Bjerrum, 1957) และวิธีไฟไนท์เอลลิเมนต์ เพื่อหาค่าการทรุดตัวทั้งในสภาพอันเดรน และการอัดตัวคายน้ำ ข้อมูลการทรุดตัว และความดันน้ำโพรงเพิ่มที่วัดได้ในสนามได้ถูกน้ำมาใช้ในการวิเคราะห์การทรุดตัว โดยอาศัยวิธีการของ Asaoka และวิธีการของ Skempton & Bjerrum ตามลำดับ ผลของการวิเคราะห์เสถียรภาพ ได้แสดงให้ทราบว่าอัตราส่วนความปลอดภัยของถนนต่อเติมใหม่ในสภาพอันเดรน มีค่าต่ำกว่ามาตรฐาน (1.3) แต่ยังคงมากกว่า 1.0 ผล จากการปล่อยให้ฐานรากเกิดการอัดตัวคายน้ำ หลังจากแต่ละขั้นตอนของการก่อสร้างบนชั้นดินเหนียวอ่อนในสภาพ normally consolidated จะทำให้กำลังรับแรงเฉือนของดินเหนียวอ่อนมาก มีค่าสูงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาเพิ่มขึ้น อันเป็นผลมากจากการเพิ่มขึ้นของหน่วยแรงประสิทธิผลในดินอ่อน และอาศัยข้อมูลความดันน้ำโพรงเพิ่มที่วัดได้ เชื่อว่าเสถียรภาพของถนนต่อเติมใหม่ ยังคงอยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัย จากการทดสอบ Stress-path พบว่า ผลของการเกิดอันเดรนครีพ และ yield ในระหว่างการทดลอง จะทำให้ค่าการทรุดตัวแบบอันเดรนที่คำนวณได้มีค่ามากเกินไป อันที่จริงขณะที่การก่อสร้างถนนต่อเติมใหม่กระทำเป็นขั้นๆ ได้ปล่อยให้เกิดขบวนการอัดตัวคายน้ำของดินเหนียวอ่อนมาก หลังจากการถมถนนแต่ละครั้ง แต่ค่าความดันน้ำโพรงเพิ่มไม่ได้แสดงพฤติกรรมดังกล่าว ซึ่งอาจเป็นสาเหตุทำให้ผลที่เกิดขึ้นจริงต่างจากค่าที่คาดคะเนไว้ ด้วยขั้นตอนการก่อสร้างดังกล่าวจะทำให้สติฟเนส และกำลังรับแรงเฉือนของดินเหนียวอ่อนมีค่าสูงขึ้น ดังนั้น การทรุดตัวที่สำรวจได้ในสภาพอันเดรน จึงมีค่าไม่มาก แม้ว่าจากข้อมูลสำรวจในภาคสนามไม่ได้แสดงว่าความดันน้ำโพรงเพิ่มมีค่าลดลง เนื่องจากขบวนการอัดตัวคายน้ำ การคงที่ของค่าความดันน้ำ แสดงว่ามีการทดแทนกันระหว่างการลดลงของความดันน้ำโพรงเพิ่มเนื่องจากการอัดตัวคายน้ำ และการเกิดความดันน้ำโพรงเพิ่มเนื่องจากขบวนการอันเดรนครีพ ค่าการทรุดตัวในสภาพอันเดรนวิเคราะห์ โดยวิธีไฟไนท์เอลลิเมนต์ได้ค่าต่ำ แต่วิธีปฐพีกลศาสตร์พื้นฐานจะให้ค่าที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับข้อมูลที่วัดได้ในสนาม เนื่องจากข้อมูลการทรุดตัวที่วัดได้ในสนามไม่เพียงพอ ฉะนั้นการคาดคะเนการทรุดตัวแบบอัดตัวคายน้ำโดยวิธีของ Asaoka เป็นวิธีที่ให้คำตอบที่น่าเชื่อถือที่สุด การคาดคะเนการทรุดตัวเนื่องจากการอัดตัวคายน้ำ โดยวิธี Stress-path วิธีปฐพีกลศาสตร์พื้นฐาน และวิธีไฟไนท์เอลลิเมนต์ จะให้ค่ามากกว่าวิธีของ Asaoka ประมาณ 5-7% ส่วนวิธีของ Skempton & Bjerrum โดยการใช้ค่าความดันน้ำโพรงเพิ่มที่วัดได้ในสนาม จะให้ค่าการทรุดตัวแบบอัดตัวคายน้ำ น้อยกว่าวิธีของ Asaoka ประมาณ 30%

Link to Full Text

Share

COinS