study and development for direct simple shear...

(1)

การศกษาและพฒนาเครองมอทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย Study and Development for Direct Simple Shear Apparatus

วารส บวขาว Waris Buakhaw

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑตสาขาวชาวศวกรรมโยธา

มหาวทยาลยสงขลานครนทร A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of

Master of Engineering in Civil Engineering Prince of Songkla University

2558 ลขสทธของมหาวทยาลยสงขลานครนทร

(2)

ชอวทยานพนธ การศกษาและพฒนาเครองมอทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย ผเขยน นายวารส บวขาว สาขาวชา วศวกรรมโยธา

อาจารยทปรกษาวทยานพนธหลก คณะกรรมการสอบ ……………………………………………… ……………………...………...ประธานกรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร.ธนนท ชบอปการ) (รองศาสตราจารย ดร.ธนต เฉลมยานนท) …………...………..………………...…กรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร.ธนนท ชบอปการ) ……………...…………...…..…………กรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร.กตเดช สนตชยอนนต)

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยสงขลานครนทร อนมตใหนบวทยานพนธฉบบนเปนสวนหนงของการศกษา ตามหลกสตร ปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา ………………………..…….…………. (รองศาสตราจารย ดร.ธระพล ศรชนะ)

คณบดบณฑตวทยาลย

(3)

ขอรบรองวา ผลงานวจยนมาจากการศกษาวจยของนกศกษาเอง และไดแสดงความขอบคณบคคลท

มสวนชวยเหลอแลว

ลงชอ………………………………………….…

(ผชวยศาสตราจารย ดร.ธนนท ชบอปการ)

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ

ลงชอ………………………………………….…

(นายวารส บวขาว)

นกศกษา

(4)

ขาพเจาขอรบรองวา ผลงานวจยนไมเคยเปนสวนหนงในการอนมตปรญญาในระดบใดมากอน และ

ไมไดถกใชในการยนขออนมตปรญญาในขณะน

ลงชอ…………………………………………………

(นายวารส บวขาว)

นกศกษา

(5)

ชอวทยานพนธ การศกษาและพฒนาเครองมอทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย ผเขยน นายวารส บวขาว สาขาวชา วศวกรรมโยธา (วศวกรรมธรณเทคนค) ปการศกษา 2557

บทคดยอ

เปาหมายการศกษางานวจยครงนเพอพฒนาเครองมอทดสอบดวยวธการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายส าหรบการเฉอนทางเดยว ท าการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของตวอยางดนดวยเงอนไขไมระบายน าโดยใชตวอยางดนเหนยวออนปากพนงทเกบทความลก 5.5 – 12.5 เมตร ตวอยางดนถกเตรยมใหอยในสภาพอมตวดวยน ากอนเรมตนกระบวนการอดตวคายน าตวอยางดนอดแนนปกต (NC) 3 ตวอยาง ทระดบความเคนในแนวดง เทากบ 100 150 และ 250 kPa ตามล าดบและทดสอบตวอยางดนอดแนนกวาปกต (OC) 4 ตวอยาง มอตราสวนการอดตวแนนเกนตว (OCR) เทากบ 1 2 4 และ 8 ตามล าดบ ถกเฉอนแบบไมระบายน าดวยอตราความเครยดเฉอนเทากบ 5 % จนกระทงความเครยดเฉอนเทากบ 20 % ผลการทดสอบถกน ามาเปรยบเทยบกบคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าททดสอบดวยวธแรงอดสามแกนของตวอยางดนเหนยวปากพนงเพอตรวจสอบความถกตองของเครองทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายทไดพฒนาวธ SHANSEP ไดถกน ามาใชในการประมาณคาพารามเตอรของก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าของดนเหนยวปากพนงดวย จากการตรวจสอบความถกตองของเครองทดสอบแรงเฉอนอยางงายทพฒนา พบวา พฤตกรรมการรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าทอตราการเฉอนเดยวกนระหวางผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนอยางงายและวธการทดสอบแรงอดสามแกนของตวอยางดนเหนยวปากพนงมความสอดคลองกน อยางไรกตาม ผลการทดสอบคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าดวยวธแรงเฉอนอยางงายมคาทต ากวา ซงสอดคลองกบทฤษฎ สดทายงานวจยนไดชใหเหนวาเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายทพฒนาขนสามารถท าการทดสอบไดอยางมประสทธภาพและใหคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าทเหมาะสมนาเชอถอ ค าหลก : การทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย, ก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน า, อตราการอดแนนเกนตว,

(6)

Thesis Title Study and Development for Direct Simple Shear Apparatus Author Mr. Waris Buakhaw Major Program Civil Engineering (Geotechnical Engineering) Academic Year 2557

ABSTRACT The aim of this research study is to develop monotonic direct simple shear apparatus. Shear strength test a were tested on Pakpanang clay collected at 5 .5 – 12 .5 m of soil depth under consolidated undrained condition. Soil samples were prepared as saturated condition before consolidation process. Three normally consolidated (NC) samples with vertical stress of 100, 150 and 250 kPa and four over-consolidated (OC) samples with 1, 2, 4 and 8 of OCR were monotonically sheared at 5 % of shearing rate until shear strain reach 20%. The results were compared with undrained shear strength of Pakpanang clay obtained by triaxial testing results for validity purpose of direct simple shear apparatus. SHANSEP method was also employed to estimate the undrained shear strength parameters of Pakpanang clay. Verification results indicated that the undrained shear strength behavior at the same strain rate between direct simple shear and triaxial testing results waswell comparable. However, the undrained shear strength of direct simple shear was lower than the triaxial result that appropriated with shear strength theory. Eventually, the developed direct simple shear apparatus can reliably provide result of the undrained shear strength. Keywords : Direct simple shear, undrained shear strength, over consolidation ratio

(8)

สารบญ สารบญ หนา รายการตาราง (11) รายการภาพประกอบ (12) บทท 1 บทน า 1.1 ความส าคญและทมาของการวจย 1

1.2 วตถประสงคของการวจย 2

1.3 ขอบเขตของงานวจย 2

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3

2 แนวคดและทฤษฎทเกยวของ

2.1 บทน า 4

2.1.1 ประวตเครองมอการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย 6

2.2 ทฤษฎและสมมตฐาน 9

2.2.1 สมมตฐานของการวบตของดน 9

2.2.2 สมมตฐานของการวบตของดนทใชกบเครองมอทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย

10

2.2.3 สมมตฐานเกยวกบความสม าเสมอของความเคนและความเครยด 11

2.2.4 สมมตฐานเกยวกบการทดสอบแบบปรมาตรคงท 13

2.3 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนอยางงายแบบทางเดยว 14

2.4 ดนเหนยวออนปากพนง 17

2.4.1 คณสมบตทางกายภาพของดนเหนยวออนปากพนง 17

2.4.2 คณสมบตทางวศวกรรมของดนเหนยวออนปากพนง 19

2.4.2.1 ผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต 19

2.4.2.2 ผลการทดสอบแรงอดสามแกนแบบไมระบายน า 24

(9)

สารบญ (ตอ)

หนา

2.5 การทดสอบเพอหาคณสมบตทางพลศาสตรของดนดวยเครองมอทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย

30

2.6 ทฤษฎ SHANSEP 33

2.7 งานวจยทเกยวของ 36

3 วธด าเนนการวจย

3.1 การออกแบบเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 42

3.1.1 การออกแบบชดอปกรณการเตรยมตวอยาง 42

3.1.1.1 แทนเตรยมตวอยาง 43

3.1.1.2 อปกรณตดตวอยาง 44

3.1.1.3 อปกรณดนตวอยางออกจากอปกรณตดตวอยาง 44

3.1.1.4 อปกรณสวมยางหมตวอยาง 45

3.1.2 การออกแบบเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 45

3.1.3 อปกรณบนทกขอมลและเครองมอวดส าหรบเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

49

3.2 การทดสอบคณสมบตทางกายภาพ 51

3.3 การทดสอบคณสมบตทางวศวกรรม 51

3.3.1 การทดสอบหาความเคนประสทธผลสงสดในอดต 51

3.3.2 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสตครงดวยเครองมอ ทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย

52

3.3.3 .การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย

52

3.3.3.1 การเตรยมตวอยางทจะใชในการทดสอบ 53

3.3.3.2 การท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า 56

3.3.3.3 การอดตวคายน า 58

(10)

สารบญ (ตอ)

หนา

3.4 การทดสอบประสทธภาพของเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรง

60

3.5 .ประมาณก าลงรบแรงเฉอนทางเดยวอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP

60

4 ผลการศกษาและการวเคราะหผลการศกษา

4.1 ผลการออกแบบเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 61

4.1.1 ผลการออกแบบชดอปกรณการเตรยมตวอยาง 61

4.1.2 ผลการออกแบบเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 62

4.2 ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพ 64

4.3 ผลการทดสอบคณสมบตทางวศวกรรม 65

4.3.1 ผลการทดสอบหาความเคนประสทธผลสงสดในอดต 65

4.3.2 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสตครงดวยเครองมอทดสอบดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย

66

4.3.3 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย

67

4.4 ผลการทดสอบประสทธภาพของเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรง

75

4.5 ผลการประมาณก าลงรบแรงเฉอนทางเดยวอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP

76

5 สรปผลการศกษาและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลพฒนาเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายส าหรบการเฉอนทางเดยว

78

5.2 สรปผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว 79

5.3 สรปผลการทดสอบความถกตองของเครองทดสอบทพฒนาขนมา 79

5.4 ขอเสนอแนะ 80

(11)

สารบญ (ตอ) หนา

บรรณานกรม 81

ภาคผนวก 83

ก. ผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต 84

ข. ผลการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย 98

ค. คมอการใชเครองทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายงาย (Direct Simple Shear Apparatus)

108

การเผยแพรผลงานวทยานพนธ 133

ประวตผเขยน 144

(12)

รายการตาราง ตารางท หนา

2.1 แสดงสาระส าคญของการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนโดยทวไป 6 2.2 คณสมบตทางกายภาพของดนเหนยวปากพนง 18 2.3 ผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต 19

3.1 แสดงการทดสอบคณสมบตพนฐานของดน 51 3.2 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ 53 3.3 แสดงตวอยางการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว 59

4.1 คาคณสมบตทางวศวกรรมเบองตนของตวอยางทดสอบ 64 4.2 คาความเคนเบยงสงสดทท าบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลกอนเฉอน 75

(13)

รายการภาพประกอบ

รปท หนา 2.1 ความสมพนธของการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนในหองปฏบตการกบก าลงรบแรง

เฉอนของดนในสนาม 5

2.2 เปรยบเทยบระนาบการวบตของตวอยางทใชในการทดสอบเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรง (Direct Shear) และทางตรงอยางงาย (Simple Shear)

5

2.3 หนาตดของเครองมอการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของ Royal Swedish Geotechnical Institute

7

2.4 อปกรณทดสอบแรงเฉอนอยางงายของมหาวทยาลยเคมบรดจแบบ Mk7 (a) รปตดของเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของมหาวทยาลยเคมบรดจ

8

2.5 การวบตของดนตามสมมตฐานของมอร-คลอมป 9 2.6 การหมนวงกลมมอร-คลอมปเพอใหปรากฏความเคนเฉอนสงสด 10 2.7 การหมนวงกลมมอร-คลอมปเพอใหปรากฏความเคนเฉอนสงสด 11 2.8 การเปรยบเทยบระหวางสถานะของความเคนในตวอยางทดสอบก าลงรบแรง

เฉอนทางตรงอยางงายกบสภาพทเกดขนจรง 11

2.9 ความเคนยดหยนในอปกรณการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของ มหาวทยาลยเคมบรดจ

12

2.10 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของบรษท 12 2.11 การเปรยบเทยบผลการทดสอบแบบปรมาตรคงทและการทดสอบแบบไมระบายน า

ทมการวดแรงดนน าสวนเกน 14

2.12 กราฟความสมพนธระหวาง คาก าลงรบแรงเฉอนตอความเคนประสทธผลในแนวดงเปรยบเทยบกบคา คาอตราสวนการอดตวแนนเกนตว ของการการทดสอบ CK0UDSS ในดนเหนยวอดตวแนนมากกวาปกต จ านวน 5 ชนด

15

2.13 กราฟความสมพนธระหวาง คาก าลงรบแรงเฉอนตอความเคนประสทธผลใน แนวดงเปรยบเทยบกบคา คาอตราสวนการอดตวแนนเกนตว ของการการทดสอบ CK0 UDSS ในและการทดสอบ CIUC ของดนเหนยวกรงเทพฯ

16

2.14 การทดสอบหาการกระจายตวของอนภาคของเมดดนทการทดสอบ 3 ตวอยาง 18 2.15 เสนโคงการอดตวคายน าของตวอยางดนเหนยวปากพนงจ านวน 2 ตวอยาง 20 2.16 คาสมประสทธการอดตวคายน าทไดจากการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต 21

(14)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา 2.17 อตราความเครยดตามแนวแกนเฉลยทไดจากการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนง

มตจ านวน2ตวอยาง 23

2.18 ความสมพนธระหวางความเคนเบยงเบนทท าการบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลเฉลยกบคาอตราความเครยดทแตกตางกน

26

2.19 ความสมพนธของแรงดนน าสวนเกนทท าการบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลเฉลยกบคาอตราความเครยดทแตกตางกน

29

2.20 แสดงสวนประกอบของชดเครองมอการเตรยมตวอยาง 31 2.21 แสดงขนตอนการเตรยมตวอยางส าหรบเครองทดสอบของบรษท GEONOR 32 2.22 หลกการของวธ SHANSEP 34 2.23 การ Normalization ของดนไรพนธะเชอมประสาน 34 2.24 Normalized shear stress จากผลทดสอบ CU Direct shear test 35 2.25 กราฟความสมพนธระหวางคาความเคนเฉอนกบคาการอดตวแนนเกนตว

(SHANSEP) 36

2.26 แสดง Normalized Stress Path ของการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว

38

2.27 ความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเปลยนแปลงปรมาตรภายใตความเคนในแนวดง เทากบ 100 kPa

39

2.28 กราฟความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเปลยนแปลงปรมาตรภายใตความเคนในแนวดง เทากบ 200 kPa

39

2.29

กราฟความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเปลยนแปลงปรมาตรภายใตความเคนในแนวดง เทากบ 300 kPa

40

3.1 แสดงแผนภมการด าเนนงานวจย 41 3.2 ชดอปกรณการเตรยมตวอยางส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 42 3.3 แสดงยาง(Membrane)และสตครง(Stack Rings) ส าหรบเตรยมตวอยาง 43 3.4 แสดงแบบแทนเตรยมตวอยาง 43 3.5 แสดงอปกรณตดตวอยาง 44 3.6 แสดงชดดนตวอยางดน 44

(15)


รปท หนา 3.7 แสดงอปกรณสวมยางหมตวอยางดน 45 3.8 แสดงภาพรางของเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 46 3.9 แสดงเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายมมมองดานหนา 47 3.10 แสดงเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายมมมองดานบน 47 3.11 แสดงเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายมมมองดานซายและดานขวา 48 3.12 แสดงหลกการท างานของเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 48 3.13 แสดงระบบการบนทกและรวบรวมขอมลส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรง

อยางงาย 49

3.14 แผนภาพการตดตงระบบการตรวจวดแรงดนน า 50 3.15 ภาพจ าลองการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของยางและสตครง 52 3.16 ภาพจ าลองตวอยางทเตรยมดนทพรอมทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนดวย

เครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย 53

3.17 ภาพจ าลองการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า(Saturation) 57 3.18 ขนตอนการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า(Saturation) 57 3.19 แสดงการจ าลองการเพมความเคนในแนวดง( vc ) ของการทดสอบการอดตวคายน า

ของตวอยางทดสอบ 58

3.20 ภาพจ าลองระบบการอดตวคายน าของตวอยางทดสอบ 59 4.1 แสดงตวอยางทเตรยมวางบนแทนทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 61 4.2 แสดงชดอปกรณการสรางแรงดนคงท 62 4.3 แสดงการตดตงระบบส าหรบทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 63 4.4 การตดตงอปกรณการวดแรงดนน าในมวลดนส าหรบทดสอบการเฉอนแบบตรง

อยางงาย 63

4.5 เสนโคงการอดตวคายน าของตวอยางดนเหนยวปากพนง ความลก 7 – 7.5 เมตร 65 4.6 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสตครง 66 4.7 ผลการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายของเมนเบรนและสตครง 67 4.8 ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทอตราสวนการอดตวแนนปกต 70

(16)


รปท หนา 4.9 การ Normalized ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทอตราสวนการอดตว

แนนปกต 71

4.10 ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทอตราสวนการอดตวแนนเกนตว 73 4.11 Normalized ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย ทอตราสวนการอดตวแนน

เกนตว 74

4.12 ผลทดสอบดวยวธแรงเฉอนทางตรงอยางงายกบเครองทดสอบทพฒนาขนมากบผลการทดสอบแรงอดสามแกนของศรพร(2556)

76

4.13 กราฟความสมพนธระหวางคาความเคนเฉอนกบคาการอดตวแนนเกนตว (SHANSEP)

77

1

บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมส ำคญและทมำของกำรวจย

ปญหาทางวศวกรรมธรณ สามารถแบงเปนสองหมวดปญหา คอ ปญหาเกยวกบความสมดลหรอความมนคงของดน (Stability Problem) และปญหาการเคลอนตวของดน(Displacement Problem) ส าหรบปญหาทเกยวกบความสมดลหรอความมนคงของดนนน สงทวศวกรตองพจารณาการวบตทเกดขนจากดนทตองรบน าหนกหรอแรงกระท าเกนความสามารถทจะรบไดและเกดจากความไมมเสถยรภาพของโครงสรางดน เชน การพงทลายของเขอน การพงทลายของไหลถนนและคนคลอง เปนตน สวนปญหาทเกดจากการเคลอนตวของดนความเสยหายทเกดขนเรยกวา การพบตจากการทรดตวและการเคลอนตวของดน เชน การทรดตวของฐานรากและการวบตของก าแพงกนดน ในการทจะศกษาถงปจจยทมผลตอการพบตของดนจะตองจ าลองสภาพการพบตในหองปฏบตการเพอท าการศกษาถงพฤตกรรมและองคประกอบของการพบตตลอดจนพารามเตอรตางๆ เพอใชในการออกแบบ แตในงานทางดานวศวกรรมธรณเทคนค พฤตกรรมการพบตมหลายรปแบบดงนนจ าเปนตองพฒนาเครองมอทดสอบเพอหาก าลงของดนภายใตระนาบการพบต ทสอดคลองกน เชนงานทางดานความลาดชน เนองจากการใชเครองมอทดสอบในหองปฏบตการทวไป เชน เครองมอทดสอบแรงเฉอนโดยตรง (Direct Shear Test) ยงมขอจ ากดในเงอนไขของระนาบการวบต ซงอาจไมสอดคลองตามสภาพทเกดขนจรงในสนาม เนองจากการทดสอบถกก าหนดระนาบการวบต จงมการพฒนาเครองมอการทดสอบการเฉอนแบบตรง (Direct Simple Shear Apparatus) ขนมาเพอขจดขอจ ากดในเงอนไขของระนาบการวบต ซงปจจบนเครองมอชนดนตองน าเขาจากตางประเทศซงมราคาสงมาก การทดสอบดวยเครองมอชนดนจงยงไมแพรหลายภายในประเทศ งานวจยนตองการศกษาและพฒนาเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงขนมาโดยใชวสดอปกรณทมอยในประเทศเพอลดการน าเขาเครองมอการทดสอบจากตางประเทศซงเปนการลดตนทนการทดสอบไดอกทางหนง โดยทวธการทดสอบและผลการทดสอบเปนไปตามม าต รฐ าน ข อ ง ASTM D 6525-00 (Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple Shear Apparatus of Cohesive Soils)

2

1.2 วตถประสงคของกำรวจย 1.2.1 เพอพฒนาเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) ส าหรบการเฉอนทางเดยว (Monotonic) 1.2.2 เพ อหาพาราม เตอรของ SHANSEP (Stress History and Normalized Soil Engineering Properties) ส าหรบดนเหนยวปากพนง 1.3 ขอบเขตของกำรวจย

1.3.1 สรางเครองมอทดสอบทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) ตามมาตรฐานของ ASTM D 6525-00 (Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple Shear Apparatus of Cohesive Soils)

1.3.2 ทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Test) ดวยดนเหนยวปากพนง 1.3.3 ทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) โดยทดสอบแบบไมระบายน า ท าการเฉอนดวยอตราความเครยดคงท (Constant strain rate) อตราความเครยดคอ 0.075 เปอรเซนตตอนาทและใชคาอตราการอดแนนเกนตว 4 คา คอ1 2 4 และ 8 จ านวนรวมทงสน 12 ตวอยาง 1.3.4 ประเมนประสทธภาพของเครองมอทดสอบทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) โดยการเปรยบเทยบกบผลการทดสอบแรงอดสามแกนแบบไมระบายน าของ ศรพร (2556) และผลการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายจากเครองทดสอบจากตางประเทศ นรจน (2550) 1.3.5 การเกบขอมลทไดจากการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายแบบไมระบายน าจะเกบขอมลความเคนความเครยด และแรงดนน าสวนเกน ต งแตเรมตนเฉอนจนถง 20 เปอรเซนตของอตราความเครยดเฉอน โดยใชเครองบนทกขอมลเชงตวเลขแบบอตโนมต (Autonomous data – acquisition)

3

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1.4.1 ไดเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรง (Direct Simple Shear Apparatus) ส าหรบการเฉอนทางเดยว (Monotonic) 1.4.2 สามารถประมาณคาก าลงรบแรงเฉอนทางเดยวอยางงายแบบไมระบายน าแบบทางเดยว ประยกตใชสมการความสมพนธแบบ SHANSEP เพอประมาณคาก าลงรบแรง เฉอนส าหรบดนทวไป 1.4.3 ประยกตใชสมการความสมพนธแบบ SHANSEP เพอประมาณคาก าลงรบแรงเฉอนส าหรบดนทวไป 1.4.4 ขอมลทไดไปใชเปนประโยชนส าหรบการออกแบบทางวศวกรรมหรอเพอพฒนาเปนงานวจยอนๆ ตอไป

4

บทท 2 แนวคดและทฤษฏทเกยวของ

การศกษาครงนจะศกษาเครองมอทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายเพอเปนแนวทางในการพฒนาเครองทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายขนมา การศกษาทฤษฏก าลงรบแรงเฉอนของดน ศกษาก าลงรบแรงเฉอนของดนโดยการเฉอนทางตรงอยางงายเพอสามารถวเคราะหผลการทดสอบตลอดจนประเมนประสทธภาพของเครองเครองมอทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทพฒนาขนมา 2.1 บทน ำ

ดนเหนยวมคาความซมน าต า จงไมสามารถระบายน าออกไดทนเมอถกน าหนกกระท า ก าลงรบแรงเฉอนของดนเหนยวจงเปนแบบไมระบายน าแตการประมาณคาก าลงแรงเฉอนแบบไมระบายน าใหถกตองเปนสงยาก ดงนนการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าของดนในหองปฏบตการมอยหลายวธ มขอด ขอดอยตางๆกน ดงตารางท 2.1 ซงแตละวธจะใหจะคาก าลงรบแรงเฉอนทแตกตางกน การเลอกใชวธการทดสอบเพอการประมาณคาก าลงแรงเฉอนแบบไมระบายน าทถกตองควรสอดคลองกบทฤษฎการพบต ดงรปท 2.1 ปจจบนวธการทดสอบหาก าลงรบแรงเฉอนดนในหองปฏบตการมอยหลายวธแตวธทนยมกนมาก คอ การทดสอบแรงอดสามแกน (Triaxial Test) เปนวธทสามารถหาคาพารามเตอรของดนไดทกอยางแตเปนวธทซบซอน ยงยาก แตการทดสอบแรงเฉอนโดยตรง(Direct shear test) เปนการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทงายและรวดเรวแตก าหนดระนาบของการวบตแนวราบ ดงรปท 2.2 ซงไมสอดคลองกบการพบตทแทจรงได อกทงเครองมอทดสอบแรงเฉอนโดยตรงยงไมสามารถควบคมการระบายน าได ท าใหไมสามารถวดแรงดนน าการทดสอบจงมการทดสอบเพยงแบบชาเทานน สวนการทดสอบแบบเรวไมมมาตรฐานรองรบเนองจากไมทราบคาแรงดนน า ขอเสยอกประการหนงของการทดสอบการเฉอนโดยตรงคอ ไมสามารถท าใหตวอยางอมตวไดเหมอนกบการทดสอบสามแกน ดงนนการแกปญหาระนาบการวบตของทดสอบคอ การพฒนาเครองมอการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย

5

รปท 2.1 ความสมพนธของการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนในหองปฏบตการกบก าลงรบแรง

เฉอนของดนในสนาม (Bjerrum, L. 1972)

n

Direct Shear Simple Shear

รปท 2.2 เปรยบเทยบระนาบการวบตของตวอยางทใชในการทดสอบเครองมอทดสอบแรงเฉอน

ทางตรง (Direct Shear) และทางตรงอยางงาย (Simple Shear)

6

ตำรำงท 2.1 แสดงสาระส าคญของการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนโดยทวไป

2.1.1 ประวตเครองมอการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย

ป ค.ศ.1936 เรมมการพฒนาเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงขนเพอใชในการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดน และในเวลาตอมา Royal Swedish Geotechnical Institute ไดพฒนาเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงใหเปนเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย โดยลกษณะของตวอยางทดสอบของ Royal Swedish Geotechnical Institute จะมหนาตดเปนวงกลม ทมขนาดเสนผานศนยกลาง 6 เซนตเมตร สง 2 เซนตเมตร ซงมแผนรอง (Grooved Plate)ท งดานบนและดานลางของตวอยางทใชในการทดสอบดงรปท 2.3 และมแผนยางสงเคราะห ซงท าจากอลมเนยมวางเรยงซอนเปนชนแลวเคลอบดวยยาง หมตวอยางทดสอบเพอไมใหมการเปลยนแปลงของหนาตด และมน าหนกถวงจากตะกวใชเปนตวกระท าความเคนใน

7

แนวดงและความเคนเฉอนในแนวราบ ตวอยางจะถกเฉอน ภายใตสภาวะการควบคมความเคน (Stress control) (Kjellman,1951)

Porous stonnes

annular clampSpecemen Aluminum

Rings

Porous stonnes

Steel ball

Rubber

cock

รปท 2.3 หนาตดของเครองมอการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของ Royal Swedish

Geotechnical Institute (Kjellman, 1951) ตอมาในป ค.ศ.1953 มหาวทยาลยเคมบรดจ ประเทศองกฤษ ท าการพฒนาเครองมอทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย (Roscoe, 1953) โดยมการก าหนดใหมความเคนเฉอนอยางงายเกดขนในตวอยางทดสอบ ขนาด 6 × 6 × 2 เซนตเมตร ส าหรบการทดสอบตวอยางดนทรายท สามารถวดคาการเปลยนแปลงปรมาตรระหวางกระท าแรงเฉอนได โดยปจจบนไดพฒนาเครองมอมาจนถงรน Mk7 ซงเปนเครองมอวดทซบซอนมาก สามารถวดคาแรงกระท าตงฉาก และแรงเฉอนทขอบของตวอยางดน และยงสามารถทดสอบตวอยางทเปนดนเหนยวได ดงรปท 2.4

8

1 2 3

7 6 5SOIL SIMPLE 48

Top PlatenLoad cellHinge

Hinge

End Flap

End FlapSotton Platen

(a)

(d)

x

xy

y

yx1

2

3y

(b)

(b)

P4

d3d2d1

d4

d5d6d7

d8

P1 P2 P3

P5P6P7

P8 O1 O2 O3O4

O5O6O7O8

(c)

CORE

SHEAR PRINCIPAL THIRD

LOAD CELL TO MEASUREINTERMEDIATE PRINCIPAL STRESS

รปท 2.4 อปกรณทดสอบแรงเฉอนอยางงายของมหาวทยาลยเคมบรดจแบบ Mk7 (a) รปตดของเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของมหาวทยาลยเคมบรดจ (b) การจดเครองวดแรง

(c) การตดตงทวดแรงทวๆ ไป (d) ความเคนทแกนกลางของตวอยางทใชในการทดสอบ (Budhu, 1985)

ใน ป ค .ศ .1960 Norwegian Geotechnical Institute (NGI) ท า ก า รพ ฒ น าเครองมอส าหรบทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย (Bjerrum และ Landva, 1966) โดยใชหลกการเดยวกนกบแบบ Royal Swedish Geotechnical Institute เครองมอนถกออกแบบมาเพอใหสามารถทดสอบการอดตวคายน าแบบ K0 ส าหรบตวอยางดนเหนยวคงสภาพทมความไวสงตวอยางทดสอบมลกษณะเปนทรงกระบอก ขนาดเสนผานศนยกลาง 8 เซนตเมตร สง 2 เซนตเมตร โดยมแผนยางเสรมลวดเหลก (Wire-reinforced Rubber Membrane) หมตวอยางทดสอบ ซงแผนยางเสรมลวดเหลกยอมใหตวอยางเคลอนทเฉพาะในแนวดงและในแนวราบเทานน โดยไมมการเปลยนแปลงพนทหนาตดของตวอยางทดสอบ

9

2.2 ทฤษฎและสมมตฐำน

2.2.1 สมมตฐานของการวบตของดน การทดสอบเพอหาคณสมบตดานก าลงรบแรงเฉอนของดน มองคประกอบของก าลงรบแรงเฉอนทส าคญสองประการคอ แรงเสยดทานภายในระหวางเมดดน และแรงยดเหนยวระหวางเมดดนส าหรบดนทไมมแรงยดเหนยว เชน กรวด ทราย คาก าลงรบแรงเฉอนขนอยกบแรงเสยดทานภายในระหวางเมดดนและน าหนกกดทกระท าตงฉากกบระนาบของแรงเฉอน แตดนชนดทมแรงยดเหนยว เชน ดนเหนยว ก าลงรบแรงเฉอนขนอยกบแรงยดเหนยวระหวางเมดดนในป ค.ศ.1773 คลอมป พบวา ความสมพนธระหวางความเคนเฉอนกบความเคนตงฉากทผวสมผสกบระนาบตางๆ ของดนอยในรปของสมการเสนตรงดงรปท 2.5 เรยกวา สมการมอร-คลอมป ซงใชหาคาก าลงรบแรงเฉอนทจดวบตของดน tanc (2.1) เมอ คอ ความเคนเฉอนบนระนาบทเกดการวบต คอความเคนตงฉากบนระนาบทเกดการวบต 1 คอความเคนทกระท าหลก (Major Principal Stress) 3 คอ ความเคนทกระท ารอง (Minor Principal Stress) c' คอความเชอมแนน คอมมตานทานแรงเฉอน

3 1

c

รปท 2.5 การพบตของดนตามสมมตฐานของมอร-คลอมป

10

2.2.2 สมมตฐานของการวบตของดนทใชกบเครองมอทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย จากสมมตฐานการวบตของดนของ มอร-คลอมป โดยเรมตนของความเคนทกระท าตอตวอยางเปนคาทไดจากการอดตวคายน าแบบ K0 และความเคนทกระท าบนระนาบทเปนระนาบวบตคอ f และ f ดงรปท 2.6

3 1

hv

ff

,

p

pO

(a)

1

3 f

h

45 (b)

รปท 2.6 การวบตของดนตามสมมตฐานของมอร-คลอมป (a) ความเคนสงสดในวงกลมมอร-คลอมป (b) ระนาบการวบตของตวอยางทดสอบ

11

เมอ f = ความเคนเฉอนสงสดบนระนาบวบต h = ความเคนเฉอนสงสดในแนวราบ p = มมระหวางระนาบของความเคนทกระท าหลกการกบแนวราบ คอมมตานทานแรงเฉอนโดยระนาบความเคนหลกจะเอยงท ามม 45o กบระนาบราบ ( p = 45o) ซงจะปรากฏความเคนเฉอนสงสดดงรปท 2.7 โดยความเคนกดตงฉากทกระท าเรมตนตองอยในสถานะเทากนทกทศทาง (Isotropic)

1

3

45Y

X

X Y

รปท 2.7 การหมนวงกลมมอร-คลอมปเพอใหปรากฏความเคนเฉอนสงสด

2.2.3 สมมตฐานเกยวกบความสม าเสมอของความเคนและความเครยด ปญหาความสม าเสมอของความเคนและความเครยด เกดจากอปกรณการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายไมสามารถกระท าความเคนเฉอนตลอดทงตวอยางทดสอบอยางสมบรณไดท งในระนาบทต งฉากกบแนวราบและความเคนเฉอนทผวของตวอยางทดสอบดงรปท 2.8 (Roscoe, 1953)

Specimen

v

h

r

Ideal

Specimen

v

h

r

Actual

รปท 2.8 การเปรยบเทยบระหวางสถานะของความเคนในตวอยางทดสอบก าลงรบแรง เฉอนทางตรงอยางงายกบสภาพทเกดขนจรง (Roscoe,1953)

12

ในป ค.ศ. 1953 Roscoe, Duncan และ Dunlop ไดทดสอบเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายกบวสดแบบยดหยน (Elastic Material) ของมหาวทยาลยเคมบรดจและวเคราะหทางคณตศาสตร พบวาความเคนเฉอนทกระท าตามผวดานบนและดานลางมคาเทากนแตจะกระท าในลกษณะทเปนแรงคควบซงกนและกน สวนดานขางของตวอยางทดสอบจะเกดแรงคควบทมขนาดเทากนกระท าอยดวยดงรปท 2.9

V

h

รปท 2.9 ความเคนยดหยนในอปกรณการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของ

มหาวทยาลยเคมบรดจ ( Roscoe, 1953; Duncan และ Dunlop, 1969) ในป ค.ศ. 1972 Lucks ศกษาสภาพของความเคนของเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของบรษท Geonor กบวสดมคณสมบตยดหยนแบบเชงเสนเทากนทกทศทาง (Linear Elastic Isotropic) และวเคราะหดวยวธไฟไนตอลเมนต 3 มตจากผลการทดสอบดงรปท 2.10 ซงปรากฏความเคนทเกดขนมคามากสดทบรเวณขอบของวสด แตยงมคานอยมากซงยงไมสามารถหกลางสมมตฐานวา ความเคนทกระมความสม าเสมอตลอดทงตวอยางทดสอบได

Leading Edge

Trailing Edge

DSS Specimen (v=0.49 , E=200 kg/cm^2

H = 2 cm2%

D = 8 cm

Top Surface (Along Centerline) Tension

Compression

2/

,cm

kgV

2/

,cm

kgh

2/, cmkgh

Trailing Edge (Along Centerline)

Tension compr.

Mid-height Horizontal Plane (Along Centerline)

cm

-4

-2

0

-2

-41.6

1.21.00.8

4 3 2 1 0-2 0 2

รปท 2.10 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของบรษท Geonor (Lucks ,1972)

13

2.2.4 สมมตฐานเกยวกบการทดสอบแบบปรมาตรคงท การทดสอบแบบไมระบายน าของเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายคอ การควบคมปรมาตรของตวอยางทดสอบใหมคาคงทตลอดการกระท าความเคนเฉอน การทดสอบดวยเครองมอการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของ Geonor จะมแรงดนดานขางจากวงยางรอบตวอยางทดสอบ และยงรกษาพนทหนาตดของตวอยางทดสอบใหมคาคงท การเปลยนแปลงของความเคนในแนวดงมคาเทากบคาแรงดนน าสวนเกน (Excess Pore Water Pressure) ทเกดขน ในป ค.ศ. 1987 Dyvik ท าการวดแรงดนน าสวนเกนในเครองมอการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายของ NGI เพอวดแรงดนน าสวนเกนในขณะททดสอบตวอยางดนแบบไมระบายน า และทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบปรมาตรคงท ในเงอนไขของ CK0UDSS กบตวอยางทดสอบเปนดนเหนยวทมอตราสวนการอดตวแนนปกต และเปรยบเทยบกบผลการทดสอบทง 2 แบบ ดงรปท 2.11 จากผลการทดสอบทงสองวธ สรปวา การการเปลยนแปลงของความเคนในแนวดงจะมคาเทากบการแรงดนน าสวนเกน ทเกดขนในตวอยางการทดสอบน นเปนจรงแตตวอยางทน ามาทดสอบนนจะตองเปนตวอยางทอมตวดวยน า

Norm

alize

d pore

press

ure ,

vcu

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 2 4 6 8 10 12

Shear strain

Undrained

Constant volumeTest 1Test 2

Test 3Test 4

(a)

14

Norm

alize

d hori

zonta

l she

ar str

ess ,

vch

0.0

0.4

0.8

0.4 0.8 1.2

Test 1Test 2

Test 3Test 4 Undrained

Constant volume

Normalized effective vertical stress ,vc

v

0.0

(b)

รปท 2.11 การเปรยบเทยบผลการทดสอบแบบปรมาตรคงทและการทดสอบแบบไมระบายน า ทมการวดแรงดนน าสวนเกน

(a) รปแสดงการเปรยบเทยบระหวาง Normalized Excess Pore Water Pressure กบ Shear Strain (b) รปแสดง Normalized Effective Stress Path (Dyvik, 1987)

2.3 ผลกำรทดสอบก ำลงรบแรงเฉอนอยำงงำยแบบทำงเดยว ผลขอมลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายในอดต ท าการเกบตวทดสอบจากบรเวณตางๆดงน Atchafalaya, Boston, Connecticut, Portland และดนเหนยวกรงเทพฯ (Bangkok Clay) ซงท าการทดสอบดวยเครองทดสอบทางตรงอยางงายท Massachusetts Institute oftechnology (MIT) ในการทดสอบจะวดคาแรงเฉอนแบบไมระบายน าสงสดของตวอยางดน ทอตราสวนการอดตวแนนเกนตว (Overconsolidated Clay) ทแตกตางๆกน เรยกการทดสอบนวาการทดสอบ CK0UDSS (K0 Consolidation-Undrained Direct Simple Shear Test) ( Ladd and Edger,1972) น าผลการทดสอบมาสรางความสมพนธระหวาง คาก าลงรบแรงเฉอนตอความเคนประสทธผลในแนวดงกบคาอตราสวนการอดตวแนนเกนตวของดนเหนยวทง 5 ชนด และสามารถบอกถงการเปลยนแปลงของก าลงรบแรงเฉอนทมแนวโนมเพมขนเมอคาอตราสวนการอดตวแนนเกนตวเพมขนดงรปท 2.12

15

No WL% %P.I. L.I12345

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

01 2 4 6 8 10

1

23

4

5

vcvmOCR /

1.00.650.850.80

3441752112393565

41956565

“Clay” and “Silt” layers

Maine Organic Clay

Bangkok ClayAtchafalaya Clay

Boston blue Clay

Connecticut VolleyVarved Clay

Note : maxhuS

รปท 2.12 กราฟความสมพนธระหวาง คาก าลงรบแรงเฉอนตอความเคนประสทธผลในแนวดงเปรยบเทยบกบคา คาอตราสวนการอดตวแนนเกนตว ของการการทดสอบ CK0UDSS ในดน

เหนยวอดตวแนนมากกวาปกต จ านวน 5 ชนด (Ladd และ Edger , 1972) การทดสอบ CK0UDSS ในดนเหนยวออนกรงเทพฯ (Ladd และ Edger, 1972) โดยเกบตวอยางจากกระบอกบางขนาด 5 นว ทระดบความลก 5 เมตร บรเวณสวนลมพน แลวน าไปทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายแบบ CK0UDSS และทดสอบแรงอดสามแกนแบบCIUC (Isotropic Consolidation / Undrained Trixial Compression Test) เพอตรวจสอบความถกตองของผลการทดสอบวามความสอดคลองกนหรอไม ดงรปท 2.13

16

vcvmOCR /

vcu

S/

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.21.0 2 4 6 8 10 15

CIUC

CUS /

fU qS

VCUS /

VCUS /

from CIUC tests where(Mah and Wong, 1968

from CKoUDSS tests

from CKoUDSS tests onSpecimens recompressed from OCR = 8.0

CK0 UDSS

รปท 2.13 กราฟความสมพนธระหวาง คาก าลงรบแรงเฉอนตอความเคนประสทธผลใน แนวดงเปรยบเทยบกบคา คาอตราสวนการอดตวแนนเกนตว ของการการทดสอบ

CK0 UDSS ในและการทดสอบ CIUC ของดนเหนยวกรงเทพฯ (Ladd และ Edger ,1972)

ในปจจบนการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายสามารถทดสอบในประเทศไทยไดแลว โดยตวอยางทเคยทดสอบในประเทศไทย เกบจากบรเวณโครงการกอสรางสนามบนสวรรณภม และท าการทดสอบเพอศกษาถงความเหมาะสมส าหรบการใชเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายกบดนเหนยวออนกรงเทพฯ ซงท าการทดสอบแบบทางเดยวและแบบเสมอนวฏจกร (Pseudo Cyclic Behaviors) (ธวชชย 2548)

17

2.4 ดนเหนยวออนปำกพนง(ศรพร, 2556) 2.4.1 คณสมบตทางกายภาพของดนเหนยวออนปากพนง

ศรพร (2556) ดนเหนยวปากพนงเกดจากการตกตะกอนและทบถมบรเวณชายฝงทะเล (Marine deposits) โดยมตนก าเนดมาจากเทอกเขาหลวง ลกษณะดนมสเทาเนอคอนขางละเอยดอนภาคเมดดนมลกษณะแบนและเลก ผลจากการศกษาพบวาชนดนเหนยวออนปากพนงบรเวณชนบนตงแตระดบผวดนลงไปถงระดบความลกประมาณ 3 เมตรมลกษณะแขงซงเกดจากการเปลยนแปลงของระดบน าในมวลดนจากระดบความลก 3 เมตรลงไปจะมลกษณะเปนดนเหนยวออนมความลกโดยประมาณ 20 เมตรจากผลการทดสอบตวอยางดนดานคณสมบตขนพนฐานของดนเหนยวในธรรมชาตพบวาตวอยางดนมคาความชนในมวลดน (Water content, nw ) ประมาณรอยละ 80.67±3.36 อครเดช (2552) ท าการทดสอบพกดอตเตอรเบอรกไดคาขดพกดเหลว (Liquid Limit, LL ) ประมาณรอยละ 64.90±1.64 คาขดพกดพลาสตก (Plastic limit, PL ) ประมาณรอยละ 29.90±2.40จากน นซงเมอน าไปหาคาดชนพลาสตก (Plastic index, PI )ไดคาประมาณรอยละ 34.90±2.57 และคาดชนเหลว (Liquidity index, LI ) เทากบ 1.45 ซงจากผลการทดสอบจะเหนไดวาดนเหนยวปากพนงมคาความชนในธรรมชาตสงกวาคาพกดเหลว และมคาดชนเหลวสงกวา 1 ท าใหทราบวาลกษณะดงกลาวบอกถงคาความไวตวของดนเหนยววามคาความไวตวสง ลกษณะเชนนเมอตวอยางดนถกกระทบกระเทอนจะท าใหดนเหนยวรบก าลงไดนอยมการทรดตวสงส าหรบความถวงจ าเพาะของเมดดน (Specific gravity of soil solid,

sG ) มคาประมาณ 2.71±0.022 หนวยน าหนกรวม (Total unit weight, t ) มคาประมาณ 1.52±0.019 ตนตอลกบาศกเมตรนอกจากนท าการทดสอบหาการกระจายตวของอนภาคส าหรบดนเมดละเอยด (Particle size distribution test for fine grained soil) โดยวธการทดสอบไฮโดรมเตอร (Hydrometer test) จ านวน 3 ตวอยาง ซงในการทดสอบจะตงชอตวอยางในการทดสอบดงตอไปน ตวอยางท 1 เรยก H1 เปนตน ผลการทดสอบสามารถจ าแนกโดยการหาคาเฉลยออกเปนดนตะกอน (Silt) ประมาณ 48.70 เปอรเซนต ดนเหนยว (Clay) ประมาณ 46.77 เปอรเซนตและทราย (Sand) ประมาณ 1.31 เปอรเซนตซงผลจากการทดสอบไดแสดงไวในรปท 2.14 และตารางท 2.2 ตามล าดบ

18

รปท 2.14 การทดสอบหาการกระจายตวของอนภาคของเมดดนทการทดสอบ 3 ตวอยาง ตำรำงท 2.2 คณสมบตทางกายภาพของดนเหนยวปากพนง

คณสมบต คำ คำเบยงเบน หนวย คาความชนในธรรมชาต ( nw ) 80.67 3.36 % คาพกดเหลว ( LL ) 64.90 1.64 % คาพกดพลาสตก( PL ) 29.90 2.40 % คาดชนพลาสตก( PI ) 34.90 2.57 % คาดชนเหลว ( LI ) 1.45 - - คาแอกตวต ( A ) 0.75 - - คาหนวยน าหนก( t ) 1.52 0.019 ton/m3 คาความถวงจ าเพาะ(

sG ) 2.71 0.022 - ทราย (Sand) ขนาด 0.06 – 2 mm. 1.31 - % ดนตะกอน (Silt) ขนาด 0.002 – 0.06 mm. 48.70 - % ดนเหนยว (Clay) ขนาด <0.002 mm. 46.77 - % อตราสวนชองวางเรมตน (Initial void ratio, 0e ) 2.23 0.08 -

19

2.4.2 คณสมบตทางวศวกรรมของดนเหนยวออนปากพนง 2.4.2.1 ผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต

ศรพร (2556) เมอท าการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมตซงไดท าการ

ทดสอบตวอยางดนเหนยวปากพนงจ านวน 2 ตวอยาง ทระดบความลกแตกตางกนคอ 4 – 4.5 เมตร และ 7 – 7.5 เมตร โดยระดบความลกนไดน าไปใชในการทดสอบแรงอดสามแกนแบบไมระบายน าดวย ซงจากผลการทดสอบทงหมดประกอบไปดวยเสนโคงการอดตว (Compression curve) ซงไดจากการเพมแรงในครงแรก เสนโคงการบวมตว (Swelling curve) ซงเปนการลดแรง (Unload) และเสนโคงการอดตวซ า (Recompression curve) ซงเปนการเพมแรงซ า (Reloading)โดยลกษณะของกราฟแสดงในรปท 2.15(a) และ (b) จะเหนไดวาการเปลยนความเครยด (Strain) ของมวลดนจากการเพมแรงในครงแรกจะมคามากกวาการเปลยนแปลงความเครยดบนเสนโคงการบวมตวและเสนโคงการอดตวซ า โดยผลจากการทดสอบทง 2 ตวอยางแสดงใหเหนวาเสนโคงการอดตวมความคลายคลงกนและมความโคงไมมากนก หลงจากนนเมอลากเสนตดกราฟเพอน าไปพจารณาหาคาความ เคนประสท ธผลส งสดในอดต (Preconsolidation pressure, mp ) เท ยบกบความ เคนประสทธผลแนวดง ณ ปจจบน (Effective overburden pressure,

vo ) พบวาไดคาอตราการอดแนนเกนตว (Over consolidation ratio, OCR) โดยทระดบน าใตดนอยทความลก 1.20 เมตร จากผวดนดงนนทระดบความลก 4 – 4.5 เมตร มคา OCR เทากบ 0.940 และทระดบความลก 7 – 7.5 เมตรมคา OCR เทากบ 0.931 ตามล าดบ ท าใหสามารถสรปไดวาดนเหนยวปากพนงเปนดนเหนยวอดตวแนนปกต (Normally consolidated clay, NC) และเมอพจารณาคา OCR พบวามคาลดลงเลกนอยเมอระดบความลกของชนดนเพมมากขน ผลจากการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมตไดแสดงไวในตารางท 2.3 ตำรำงท 2.3 ผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต

ควำมลก (m)

อตรำ สวน

ชองวำงเรมตน

หนวยน ำหนกเรมตน (ton/m3)

หนวยน ำหนกสดทำย (ton/m3)

อตรำสวนชองวำงสดทำย

คำกำรทรดตวสงสด (mm)

คำแรงดนสงสดในอดต (kPa)

อตรำกำรอดแนนเกนตว (OCR)

4 – 4.5 2.408 1.510 1.886 1.100 7.647 31.00 0.940 7 – 7.5 3.395 1.556 2.054 1.504 8.476 47.00 0.931

20

(a)

(b) รปท 2.15 เสนโคงการอดตวคายน าของตวอยางดนเหนยวปากพนงจ านวน 2 ตวอยาง

(a) ความลก 4 – 4.5 เมตรและ (b) ความลก 7 – 7.5 เมตร

21

(a)

(b) รปท 2.16 คาสมประสทธการอดตวคายน าทไดจากการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต

จ านวน 2 ตวอยาง (a) ความลก 4 – 4.5 เมตร และ (b) ความลก 7 – 7.5 เมตร

22

ผลจากการหาคาสมประสทธการอดตวคายน า (Coefficient of consolidation,vc )

ของตวอยางดนเหนยวปากพนงพบวา ในชวงเรมตนคาสมประสทธการอดตวคายน ามคาสง เนองจากในชวงเรมตนเปนชวงทตวอยางดนยงมความเปน OC อยสง หลงจากทเพมหนวยแรงสงขน คาสมประสทธการอดตวคายน าคาคอยๆ ลดลงและคงท เนองจากตวอยางดนมความเปน NC มากขน ทงนผลการทดสอบทงสองระดบความลก มลกษณะของกราฟทคลายคลงกน ดงแสดงในรปท 2.16 (a) และ (b)

ผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมตของดนเหนยวปากพนงน าไปหาคาความสมพนธของอตราความเครยดตามแนวแกนเฉลย ซงไดจากการเฉลยคาอตราความเครยดตามแนวแกนทเกดขนดวยเวลาตงแตเรมตนจนกระทงสนสดการทรดตวหลก (Primary consolidation) ในแตละชวงของการกดทบดวยน าหนกกด ใชเวลาในการทดสอบในการทดสอบ 24 ชวโมง โดยใชวธการหาคาอตราความเครยด 2 วธ คอวธรากของเวลา (Root time method) และวธลอกของเวลา (Log time method) แตวธลอกของเวลาจะใหคาทนอยกวาเลกนอย นอกจากนยงพบวาอตราความเครยดตามแนวแกนเฉลยยงขนอยกบขนาดของหนวยแรงกดทบอกดวยผลการทดสอบแสดงไวในรปท 2.17 โดยอตราความเครยดตามแนวแกนเฉลยทไดในแตละความลกของดนจะมคาอตราการเฉอนทต าสดและสงสดแตกตางกนดงตอไปน ทระดบความลก 4 – 4.5 เมตร มอตราความเครยดต าสด 0.000169 ตอนาท อตราความเครยดสงสด 0.00135 ตอนาทและทระดบความลก 7 – 7.5 เมตรมอตราความเครยดต าสด 0.000147 ตอนาทอตราความเครยดสงสด 0.00175 ตอนาทโดยเมอน าคาดงกลาวมารวมกนจะสามารถน าไปใชเปนขอมลอางองในการเลอกอตราความเครยดในการทดสอบแรงอดสามแกนตอไป

23

(a)

(b) รปท 2.17 อตราความเครยดตามแนวแกนเฉลยทไดจากการทดสอบ

การอดตวคายน าแบบหนงมตจ านวน 2 ตวอยาง (a) ความลก 4 – 4.5 เมตร และ (b) ความลก 7 – 7.5เมตร

24

2.4.2.2 ผลการทดสอบแรงอดสามแกนแบบไมระบายน า 1) กรณเปลยนแปลงอตราความเครยดและคาอตราการอดแนนเกนตวตอคาความ

เคนเบยงเบน ผลของอตราความเครยดเดยวกนมาเปรยบเทยบกนในแตละคา OCR ผลทได

สามารถน ามาวเคราะหผลกระทบของ OCR ทมตอดนเหนยวปากพนง โดยคาความสมพนธระหวางคาอตราความเครยดทมผลตอคา OCR ตางๆ ไดแสดงในรปท 2.18 ทอตราความเครยด0.02เปอรเซนตตอนาท คา OCRเทากบ 8 มคาความเคนเบยงเบนสงขน 26.08 เปอรเซนต ของคา OCRเทากบ 1 แสดงใหเหนวาเมอคา OCR เพมสงขนคาความเคนเบยงเบนจะมคาเพมขนเชนเดยวกน ทอตราความเครยด 0.075 เปอรเซนตตอนาท คา OCRเทากบ 8 ใหคาความเคนเบยงเบนสงขน 27.27เปอรเซนตของคาOCRเท ากบ 1 แสดงให เหนวาคาความเคน เบยงเบนแปรผนกบคา OCR เชนเดยวกบทอตราความเครยด 0.02 เปอรเซนตตอนาท ทอตราความเครยด 1.0เปอรเซนตตอนาท คา OCR เทากบ 8 ใหคาความเคนเบยงเบนสงขน 23.62 เปอรเซนตของคา OCR เทากบ 1 ซงคาความเคนเบยงเบนในแตละคา OCR เรมเหนความแตกตางไดอยางชดเจนมากกวาทอตราการเฉอนชา และทอตราความเครยด 8.5 เปอรเซนตตอนาทคา OCR เทากบ 8 ใหคาความเคนเบยงเบนสงขน22.80 เปอรเซนต ของคา OCR เทากบ 1 โดยจะเหนไดวาคาความเคนเบยงเบนจะมเปอรเซนตทเพมขนนอยกวา 3 อตราการเฉอนทชากวา เนองจากเมอเฉอนตวอยางทอตราการเฉอนทเรวมากนน อนภาคของเมดดนมการจดเรยงตวจนขนานกบทศทางของแถบเฉอน รวมทงการทแรงดนน าในมวลดนเปนตวรบแรงเฉอนในชวงเรมตนเฉอนตวอยางผลการทดสอบทไดอาจจะไมใชก าลงรบแรงเฉอนทแทจรงของตวอยางดนนนเอง

25

(a)

(b)

26

(c)

(d)

รปท 2.18 ความสมพนธระหวางความเคนเบยงเบนทท าการบรรทดฐานดวย คาความเคนประสทธผลเฉลยกบคาอตราความเครยดทแตกตางกน

(a) 0.02 เปอรเซนตตอนาท (b) 0.075 เปอรเซนตตอนาท (c) 1.0 เปอรเซนตตอนาทและ (d) 8.5 เปอรเซนตตอนาท

27

2) กรณเปลยนแปลงอตราความเครยดและคาอตราการอดแนนเกนตวตอคาแรงดนน าสวนเกน จากผลการทดสอบแรงอดสามแกนแบบไมระบายน า เพอหาความสมพนธระหวางแรงดนน าสวนเกน (Excess pore - pressure) เมอท าการเปลยนแปลงอตราความเครยดในการเฉอนตวอยางดนเหนยวปากพนงทคา OCR เทากบ 1 2 4 และ 8โดยคาแรงดนน าสวนเกนทท าการบรรทดฐานดวยความเคนประสทธผลเฉลยกอนเฉอนตวอยางดน คาความสมพนธของแรงดนน าสวนเกนทท าการบรรทดฐานคาดวยความเคนประสทธผลกอนเฉอนตวอยางมาเปรยบเทยบกนในแตละคา OCRผลทไดพบวาอตราความเครยดมผลตอคาการกระจายตวของแรงดนน าในมวลดน ซงคาอตราความเครยดชาจะมผลกระทบมากกวาทอตราความเครยดเรว โดยทอตราความเครยด 0.02 เปอรเซนตตอนาทและ 0.075 เปอรเซนตตอนาทไดแสดงไวในรปท 2.19 (a) และ (b) โดยทการกระจายตวของน าในมวลดนมลกษณะทแตกตางกนไดอยางชดเจน ซงคาแรงดนน าสวนเกนจะเพมขนมากทสดทคา OCR เทากบ 1 และทคา OCRเทากบ 4 คาแรงดนน าสวนเกนจะเพมขนกอนแลวคอยๆ ลดลง สวนทคา OCR เทากบ 8 คาแรงดนน าสวนเกนจะเพมขนกอนแลวคอยๆ ลดลง จนมคาเปนลบ (ซงไดอธบายผลมาแลว) ทคาอตราความเครยด 1.0 เปอรเซนตตอนาทไดแสดงไวในรปท 2.19 (c) คาแรงดนน าเรมมการกระจายตวลดลง ในทกๆ คา OCR โดยทคา OCRเทากบ 8 คาแรงดนน าสวนเกนจะเพมขนกอนแลวคอยๆ ลดลงจนมคาเปนลบเชนเดยวกบ 2 อตราความเครยดทชากวา และทอตราความเครยด 8.5 เปอรเซนตตอนาทไดแสดงไวในรปท2.19 (d) คาแรงดนน าสวนเกนทเกดขนไมมความแตกตางกนแมวาคา OCR จะเปลยนแปลง แสดงใหเหนวาคาแรงดนน าสวนเกนไมมผลกระทบตออตราการเฉอนเรวนนเอง

28

(a)

(b)

29

(c)

(d)

รปท 2.19 ความสมพนธของแรงดนน าสวนเกนทท าการบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลเฉลยกบคาอตราความเครยดทแตกตางกน

(a) 0.02 เปอรเซนตตอนาท (b) 0.075 เปอรเซนตตอนาท (c) 1.0 เปอรเซนตตอนาทและ (d) 8.5 เปอรเซนตตอนาท

30

2.5 กำรเตรยมตวอยำงส ำหรบกำรทดสอบก ำลงรบแรงเฉอนของดนโดยเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) การเตรยมตวอยางส าหรบการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนโดยเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) เปนขนตอนส าคญทจะตองออกแบบชดเตรยมตวอยางทสามารถเตรยมตวอยางดนคงสภาพไดโดยไมใหถกรบกวนกอนการทดสอบ โดยชดเตรยมตวอยางประกอบดวยอปกรณตางๆ ดงรปท 2.20 จากรปแสดงชดอปกรณการเตรยมตวอยางดนส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายของบรษท GEONOR รน Geonor H -12 Direct Simple Shear อปกรณการเตรยมตวอยางนมล าดบขนตอนการเตรยมตวอยางดน ดงรปท 2.21 จากรปท 2.21 สามารถอธบายขนตอนการเตรยมตวอยางดนดงน

- น าตวอยางดนมาวางบนวสดแผนเรยบ แลวใชชดตดดน (Cutter cylinder) กด ลงไปบนตวอยางดน ดงรป (a) และ (b) ดนทอยในชดตดดน (Cutter cylinder) คอตวอยางดนทจะใชในการทดสอบ ท าการตดดนทลนขอบบนชดตดดนออก

- น า Mounting ring สวมเขาบนชดตดดนท าการขนใหแนน แลวท าการยกทง ชดออกไปวางขางนอกกอน ดงรป (c)

- เตรยมยางเสรมลวด (Reinforced Membrane) ทใชหมตวอยางดนสวมเขากบชด ดดอากาศ (Vacuum Nipple) ดงรป (d) แลวสวมเขาแทนเตรยมตวอยาง

- น าชดตดดนทไดเอาออกจากแทนเตรยมตวอยางกอนหนาน น าเขาตดตงบน แทนเตรยมตวอยาง ดงรป (e) จากนนท าการตดตงชดดนดนออกแลวท าการดนดนทอยในชดตดดนออก ดงรป (f) และ (g)

- ท าการคลยางเสรมลวด (Reinforced Membrane) ออกมาหมดนอยางดน ดงรป (h) และ (i)

31

Chump Unit

Top Yoke

Upper Filter Holder

Cutter Yoke

Lower Filter HolderRubber Membrane

Expander YokeTum Table

Turn Table Lock

Dummy Disc

Pedestal Disc

Sample Pedestal

Vacuum Nipple

Mounting Ring

Cutter Cylinder

Ball Contact Clump

ColumeLever

รปท 2.20 แสดงสวนประกอบของชดเครองมอการเตรยมตวอยาง (นรจน 2550)

32

รปท 2.21 แสดงขนตอนการเตรยมตวอยางส าหรบเครองทดสอบของบรษท GEONOR ส าหรบการใชยางเสรมลวด (Reinforced Membrane) ในการควบคมปรมาตรคงท (Bjerrum and Landva 1966)

33

2.6 ทฤษฎ SHANSEP

SHANSEP ยอมาจาก Stress History and Normalized Soil Engineering Properties ทพฒนา โดย Ladd and Foott (1974) ทสถาบน MIT ประเทศสหรฐอเมรกาวธการของ SHANSEP เปนวธท ใชหาคาก าลงความเเขงเเรงของดนเหนยวในสภาพหนวยเเรงรวมหรอ Undrained Shear Strength (Su) เเละใชไดส าห รบ ดน เหนยวออน หลกการพ นฐานของวธการนไดจากการตงสมมตฐานวา คาก าลงของดนเหนยว (Su) จะเปนสดสวนกบคา vc ดวยคณสมบตเชนนคา Su สามารถเขยน ในรปของสมการดงน

m

vc

u RCOSS

...

(2.2)

โดยท Su คอ Undrained Shear Strength ( =0) vc คอ Effective Overburden Pressure S คอ Strength Ratio O.C.R. คอ Overconsolidation Ratio m คอ 0.7-0.9 Ladd (1977) ผลทดสอบแรงเฉอนตรงสามารถใชในการประมาณก าลงตานทานแรงเฉอนในสภาพไมระบายน าดวยวธของ SHANSEP วธดงกลาวมความสมพนธอย ในรป Su / vc = (S) OCRm (Jamiolkowski et al., 1985) วธของ SHANSEP ใชได เฉพาะกบดนทมพฤตกรรมด านแรงเฉอนทสามารถ Normalized ได เทานน Schmertmann (1955) และ Ladd and Foott (1974) อธบายวาดนทมพฤตกรรม Normalized ไดควรเปนดนเหนยวไร พนธะเชอมประสานอดตวปกตและดนเหนยวไร พนธะเชอมประสานอดตวมากกวาปกต ดนดงกลาวเสนการอดตวคายน าชวงหลงความเคนคราก (yield pressure, y ) ของดนเหนยวคงสภาพจะเปนเสนเดยวกนกบดนเหนยวปนใหม ดงรปท 2.22 หลกการของ SHANSEP มพนฐานวาคา OCR ได จากการอดตวคายน าในสภาพ K๐ โดยใหความเคนกดทบประสทธผลสงสดทเคยกดทบในหองทดลอง (maximum past pressure, p ) มากกวาความเคนคราก ( y ) Schmertmann (1955) และ Ladd and Foott (1974) แนะน าใหใช p (1.5-2) y หลงจากนนจงลดหนวยแรงประสทธผลลงไปท vc เพอให

34

ได OCR ทตองการแลวจงท าการทดสอบ ค านวณ OCR จาก p / vc โดยสมมตวาดนมพฤตกรรมท Normalized ไดทงดนใน สนาม และดนตวอยางในหองปฏบตการ หากดนตวอยางมคา OCR เทากน ถงจะมสถานะความเคน ตางกนในชวงกอนและหลงความเคนครากดนตวอยางจะมคา Su / vc ใกลเคยงกน จากการศกษา ในอดต (Ladd and Foott, 1974) พบวาอตราสวน Su / vc จะแปรผนตาม OCR เพยงอยางเดยว ดงแสดงในรปท 2.23

รปท 2.22 หลกการของวธ SHANSEP (Ladd and Foott, 1974)

รปท 2.23 การ Normalization ของดนไรพนธะเชอมประสาน

35

อภชต (2548) ไดศกษาคณสมบตทางวศวกรรมในหองปฏบตการของชนดนเหนยวปนดนตะกอนในมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ผลการศกษาน ามาใชในการตรวจสอบการทรดตวของฐานราก และใชในการออกแบบเสาเขมกดทใชในการซอมอาคารหอพกสรนเวศ 9 จากการศกษาพบวา ดนเหนยวปนดนตะกอนในมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จดเปนดนเหนยวไรพนธะเชอมประสานอดตวมากกวาปกต ความสมพนธระหวาง Normalized shear strength กบอตราสวนมากกวาปกตดงรป ท 2.24 เปนไปตามว ธของ SHANSEP ดงสมการ Su/ vc = 0.278OCR0.80

(a)

(b)

รปท 2.24 Normalized shear stress จากผลทดสอบ CU Direct shear test (a) Normalized ความเคนเฉอนดวยความเคนกดทบในแนวดงประสทธผล

(b) ความสมพนธระหวาง Su / vc และ log OCR ของดนเหนยวปนดนตะกอนในมหาวทยาลย

36

นรจน (2550) ไดการศกษาผลกระทบของแรงกระท าแบบทางเดยวทมอทธพลตอพฤตกรรมทางกลศาสตรของดนเหนยวออนกรงเทพฯโดยใชเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย ตวอยางดนเหนยวกรงเทพฯเกบจากระดบความลก 2.5 – 15.5 เมตร ถกเตรยมตวอยางใหอยในสภาพอมตวดวยน า ก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP จากการศกษาพบวา กราฟความสมพนธในการประมาณก าลงรบแรงเฉอนอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP ซงสามารถสรางสมการความสมพนธได คอ 77.0

23.0/ OCRS vcDssu ดงรปท 2.25

vc

/

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

10

log OCR

DSS

TC

TE

077

)( )(23.0/ OCRS vcDSSu

9721.02 R

รปท 2.25 กราฟความสมพนธระหวางคาความเคนเฉอนกบคาการอดตวแนนเกนตว (SHANSEP)

2.7 งำนวจยทเกยวของ ธวชชย (2548) ไดศกษาเครองมอการเฉอนแบบตรงอยางงายส าหรบดนเหนยวโดยใชเครองมอทดสอบชนดใหมลาสดของ Geonor และศกษาขอดและขอจ ากดของเครองมอการเฉอนแบบตรงอยางงายในการน ามาทดสอบคณสมบตทางวศวกรรมดานความเคน-ความเครยด และก าลงรบแรงเฉอนของดน การทดสอบใชหลกการ Recompression คอ ใชคาหนวยแรงสงสดทกระท าในขบวนการยบอดตวคายน ากอนกระท าแรงเฉอน มคานอยกวาหรอเทากบหนวยแรงกดทบสงสดทเคยเกดขนในอดต (100 kPa) ท าใหไดคาอตราสวนการยบอดแนนเกนตว (OCR) เทากบ 1.0 ตวอยางทใชส าหรบทดสอบการเฉอนแบบตรง มพนทหนาตด 35 ตารางเซนตเมตรและสง 16 มลลเมตร ขนตอนแรก คอ การทดสอบการยบอดตวคายน าในสภาพ 1 มต ขนตอนทสอง คอ กระท าแรงเฉอนกบตวอยางดน โดยการเปลยนคาหนวยแรงกดในแนวดงระหวางทหนวยแรงเฉอนกระท าตอตวอยางเพอไมใหมแรงดนสวนเกน และการเปลยนแปลงปรมาตรก าหนดอตราเรวในการ

37

เฉอนท 5 เปอรเซนตของความสงตวอยางตอชวโมง จนกระทงตวอยางดนวบต หลกการส าคญของเครองมอน คอ การใชแผนยางเสรมลวดเหลก หมตวอยางดนกอนการทดสอบ เพอใหเกดการเสยรปแบบ Simple Shear ท าใหความเคน-ความเครยดสม าเสมอตลอดทงตวอยาง ขอดของเครองมอ คอ การใชระบบควบคมแบบอตโนมตเพอควบคมใหความสงของตวอยางคงท ท าใหเกดการเฉอนตวอยางดนในสภาพไมระบายน า สวนขอจ ากดของเครองมอ คอ ขนตอนการเตรยมตวอยางดนกอนทดสอบ ยงยาก สลบซบซอนตองใชความประณต โดยเฉพาะชวงการใสแผนยางเสรมลวดเหลกเพอหมตวอยางดนอกประการหนงแผนยางเสรมลวดเหลกทใชตองน าเขาจากตางประเทศเทานน ยงไมสามารถผลตไดในประเทศ ท าใหมราคาแพงมาก ดงน นการน าเครองมอการเฉอนแบบตรงมาทดสอบเพอหาคณสมบตทางดานวศวกรรมของดน อาจจะไมเหมาะสมในทางปฏบต นรจน (2550) ไดการศกษาผลกระทบของแรงกระท าแบบทางเดยว กอนทจะท าการเฉอนไมระบายน า การเฉอนแบบทางเดยวจะกระท าทอตราความเครยดเฉอนเทากบ 5% ตอชวโมง จนกระทงความเครยดเฉอนเทากบ 20 % โดยทดสอบกบตวอยางดนอดแนนปกต 4 ตวอยาง ทระดบความเคนในแนวดง เทากบ 200 300 400 และ 500 kPa ตามล าดบ และทดสอบกบตวอยางดนอดแนนกวาปกต 4 ตวอยาง ทมอตราสวนการอดตวแนนเกนตว (OCR) เทากบ 1.5 2 3 และ 4 ตามล าดบ น าผลการทดสอบแบบทางเดยวมาวเคราะหหาคาพารามเตอรของสมการทใชประมาณคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP จากการศกษาพบวา กราฟความสมพนธในการประมาณก าลงรบแรงเฉอนอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP ซงสามารถสรางสมการความสมพนธได คอ m

vcDssu OCRsS / และค านวณพารามเตอรของก าลงตาม

ทฤษฎการวบตของ มอร-คลอมป ซงไดคาดงน c = 33.35 kPa และ = 16๐ ดงรปท 2.26 (a) ส าหรบการทดสอบในตวอยางแบบการอดตวแนนปกตสามารถประมาณเสนการวบต ( fk - line) โดยตองท าการประมาณคาทางเดนของความเคนเพมเตม เนองจากดนเหนยวกรงเทพฯมความเปนพลาสตกสงมาก การทดสอบของตวอยางทดสอบแบบการอดตวแนนปกตทท าการเฉอนจนกระทงความเครยดเฉอนมคาเทากบ 20% ตวอยางทดสอบยงไมถงจดวบตประกอบกบขอจ ากดของเครองมอทดสอบเอง แผนยางเสรมลวดเหลกทหมตวอยางทดสอบอาจเกดความเสยหายหากทดสอบทความเครยดเฉอนสงกวาน จงท าใหมการประมาณคาเสนทางเดนของความเคนเพมไปจนกระทงสมผสกบเสนวบต ดงรปท 2.26 (b) โดยสมมตวาคา NC = 25๐

38

OCR=1 (200 kPa)

OCR=1 (300 kPa)

OCR=1 (400 kPa)

OCR=1 (500 kPa)

OCR=1.6

OCR=2

OCR=3

OCR=40 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

0

0.2

0.4

0.6

16

vmnstressNormalized /

vmst

ress

Norm

ali

zed

/

OCR=1 (200 kPa)

OCR=1 (300 kPa)

OCR=1 (400 kPa)

OCR=1 (500 kPa)

OCR=1.6

OCR=2

OCR=3

OCR=40 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

0

0.2

0.4

0.6

16

vmnstressNormalized /

vmst

ress

Norm

ali

zed

/ 25

(a)

(b)

รปท 2.26 แสดง Normalized Stress Path ของการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว

T. Sivadass (2008) ศกษาก าลงรบแรงและคณสมบตการเสยรปของดนเหนยวออนเตรยมใหมของประเทศมาเลเซย ทมความเปนตะกอนสงโดยใชเครองทดสอบแรงเฉอนตรงอยางงาย ควบคมโดยคอมพวเตอรอตโนมตทดสอบภายใตเงอนไขการระบายน า โดยตวอยางทเตรยมมขนาดเสนผานศนยกลาง 70 มลลเมตร ท าการทดสอบทระดบความเคนในแนวดง เทากบ 100 200 และ 300 kPa ตามล าดบ และทดสอบกบตวอยางดนอดแนนกวาปกต 6 ตวอยาง ทมอตราสวนการอดตวแนนเกนตว (OCR) เทากบ 1 2 3 4 5 และ 6 ตามล าดบ จากการศกษาพบวา พฤตกรรมของดนทการอดตวแนนปกต ตางๆ มคาก าลงรบแรงเฉอนของดนทแตกตางกน คาอดตวแนนเกนตวทเพมขนท าใหคาก าลงรบแรงเฉอนของดนลดลง คาความเคนในแนวดงเพมขนคาก าลงรบแรงเฉอนของดนจะเพมขนตาม ดงรปท 2.27 2.28 และ 2.29 แสดงความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเปลยนแปลงปรมาตรภายใตความเคนในแนวดง เทากบ 100 kPa 200 kPa และ 300 kPa

39

รปท 2.27 ความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเปลยนแปลงปรมาตรภายใตความเคน

ในแนวดง เทากบ 100 kPa

รปท 2.28 กราฟความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเปลยนแปลงปรมาตรภายใต

ความเคนในแนวดง เทากบ 200 kPa

40

รปท 2.29 กราฟความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเปลยนแปลงปรมาตรภายใต

ความเคนในแนวดง เทากบ 300 kPa

41

บทท 3 วธด ำเนนกำรวจย

วทยานพนธนมวตถประสงคเพอศกษาและพฒนาเครองมออปกรณการทดสอบ

การเฉอนแบบตรงอยางงาย โดยขนตอนการด าเนนงานสามารถแบงไดเปน 4 สวน คอ การออกแบบเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรง การทดสอบคณสมบตทางกายภาพ (Index properties) ก ารท ดส อบ คณ ส มบ ต ท างว ศ วก รรม (Engineering properties) ก ารท ดส อบประสทธภาพของเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรง และการประมาณก าลงรบแรงเฉอนทางเดยวอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP (Stress History and Normalized Soil Engineering Properties) ดงแสดงในรปท 3.1

NC - 238, 124, 85 kPa Rate 0.075 %/minOC – OCR 1, 2, 4, 8 Rate 0.075 %/min

Membrane Stack rings

SHANSEP

รปท 3.1 แสดงแผนภมการด าเนนงานวจย

42

3.1 กำรออกแบบเครองมออปกรณกำรทดสอบกำรเฉอนแบบตรงอยำงงำย การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนโดยเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย เรมจากการเตรยมตวอยางดนส าหรบการทดสอบ จากนนน าตวอยางดนทเตรยมไวน ามาขนเครองทดสอบ การทดสอบมเงอนไขการควบคมปรมาตรใหคงทตลอดการทดสอบ โดยทวไปอปกรณทใชในการควบคมปรมาตรใหคงทม 2 อยางคอ การใชเมนเบรนเสรมลวด

(Reinforced Membrane) และการใชสแตครง (Stack rings) ส าหรบงานวจยนจะใชการใชสแตครงในการควบคมปรมาตรใหคงทระหวางการทดสอบ ดงนนการออกแบบเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายสามารถแยกยอยขนตอนดงตอไปน 3.1.1 การออกแบบชดอปกรณการเตรยมตวอยาง เครองมออปกรณการเตรยมตวอยางทสามารถเตรยมตวอยางดนคงสภาพไดทงดนเหนยว ดนตะกอนทราย ส าหรบใชในการพฒนาเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายถกสรางขนมาจากวสดทหาไดในประเทศ ดงรปท 3.2 ตวอยางภายหลงจากเตรยมมขนาด เสนผานศนยกลาง 72.5 มลเมตร สง 28.00 มลลเมตร หมดวยเมนเบรนและสแตครงดงรปท 3.3

รปท 3.2 ชดอปกรณการเตรยมตวอยางส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

43

รปท 3.3 แสดงเมนเบรนและสแตครงส าหรบเตรยมตวอยาง

อปกรณทเตรยมตวอยางถกออกแบบมาเพอสามารถเตรยมตวอยางคงสภาพไดทงดนเหนยว ทรายและดนตะกอนโดยชดอปกรณการเตรยมตวอยาง ประกอบดวยดงน

3.1.1.1 แทนเตรยมตวอยาง แทนเตรยมตวอยางอปกรณหลกในการเตรยมตวอยาง ประกอบดวย ฐานทมเสาเหลก 2 เสายดตดท าหนาทเปนตวก าหนดแนว แทนวางตวอยางท าจากเหลกเพลากลมตรงกลางมเดอยท าหนาทเปนตวยดฐานลาง (Bottom) ของตวอยางดนไมใหเคลอนท ดงรปท 3.4

รปท 3.4 แสดงแบบแทนเตรยมตวอยาง

44

3.1.1.2 อปกรณตดตวอยาง ขนาดของตวอยางทใชในการทดสอบถกก าหนดโดยขนาดเสนผานศนยกลางของอปกรณตดตวอยาง โดยอปกรณตดตวอยางนประกอบดวยแผนเหลกตดตามรป ยดตดกบทอ สแตนเลสกลวงทสามารถสวมเขาแทนเตรยมตวอยางไดเพอเปนแนวในการตดตวอยางและโดยทอสแตนเลสกลวงมขนาดเสนผาศนยกลางภายใน 72.5 มลลเมตร สง 28 มลลเมตร ดงรป 3.5

รปท 3.5 แสดงอปกรณตดตวอยาง

3.1.1.3 อปกรณดนตวอยางออกจากอปกรณตดตวอยาง ชดดนตวอยางท าหนาทในการดนตวอยางภายหลงจากตดตวอยางดวยอปกรณตดแลว มลกษณะเปนแทงเหลกทยดดวยเกลยวกบฝาบน (Top cab) ของตวอยางดนเคลอนขนลงตามรางลกปนสไลดทตดกบแผนเหลกทสามารถสวมเขากบเสาของแทนเตรยมตวอยาง ดงรป 3.6

รปท 3.6 แสดงชดดนตวอยางดน

45

3.1.1.4 อปกรณชวยสวมยางหมตวอยาง ชดสวมยางหมตวอยางเปนอปกรณในการชวยใหการหมตวอยางท าใหตวอยางถกรบกวนนอยทสด โดยอปกรณหมตวอยางดนนมลกษณะเปนทอสแตนเลสกลางยดตดกบเหลกแผนทสวมเขากบเสาของแทนเตรยมตวอยาง ตรงกลางของทอสแตนเลสท าการเจาะรปไวส าหรบตอกบสายยางไวดอากาศท าใหถงยางหมตวอยางแนบสนทกบชดสวมยางหมตวอยางดนดงรปท 3.7

รปท 3.7 แสดงอปกรณสวมยางหมตวอยางดน

3.1.2 การออกแบบ เครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) การออกแบบเครองทดสอบโดยยดหลกการตามมาตรฐานของ ASTM D 6525-00 (Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple Shear Testing of Cohesive Soils) โดยหลกการท างานของเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายน สามารถแบงออกเปน 2 สวน คอ การใหน าหนกกดตวอยางดนและการเฉอนตวอยางดน โดยในสวนการใหน าหนกกดดนนสามารถท าไดโดยใชหลกการคานงดเชนเดยวกบการใหน าหนกกดของการทดสอบการอดตวคายน า (Consolidation Test) ในสวนการเฉอนตวอยางดน จะใชมอเตอรทสามารถปรบความเรวรอบต าไดพรอมทงการใชชดเกยรทดรอบตอเขากบมอเตอรเพอท าใหความเรวในการเฉอนสามารถเฉอนดวยความเรวทชามากๆได ซงสอดคลองกบทฤษฏของการทดสอบ โดยเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) ทสรางขนดงรปท 3.8 จากรปการใหน าหนกกดตวอยางดนในแนวดงจะใชหลกการคานงด ซงมอตราสวน 1:11 ตดตงอปกรณวดในการเคลอนตว 2 ตว เพอวดคาการเคลอนตวในแนวดงและแนวราบ ส าหรบขนตอนการเฉอนตวอยางดนจะใช

46

มอเตอรเกยร ขนาด 2 แรงมอตราการทดรอบ 1:30 ตอเขากบชดเกยรทดรอบ(Worm Gear) ทมอตราทดรอบ 1:50 และ1:20 เพอสามารถท าการเฉอนตวอยางดนดวยอตราการเฉอนทก าหนด ตดตงอปกรณวดคาแรงกดในแนวดงและแนวราบ ดงแสดงในรปท 3.9 ถง 3.12

x 11

x 1

รปท 3.8 แสดงภาพรางของเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

47

รปท 3.9 แสดงเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายมมมองดานหนา

รปท 3.10 แสดงเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายมมมองดานบน

48

รปท 3.11 แสดงเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายมมมองดานซายและดานขวา

รปท 3.12 แสดงหลกการท างานของเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

49

3.1.3 อปกรณบนทกขอมลและเครองมอวดส าหรบเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) อปกรณบนทกขอมลและเครองมอวดเปนสวนส าคญในการทดสอบ ขอมลการทดสอบจะมความเทยงตรงมากหรอนอย ขนอยกบประสทธภาพของเครองมอวดและอปกรณบนทกขอมล ซงในการพฒนาเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายขนมาไดมการออกแบบระบบการบนทกและรวบรวมขอมลดงรปท 3.13

Transducer Signal Conditioning Computer + Program

Load cell

Displacement Tranducer

Pressure Tranducer

Datalogger

Computer

Software

รปท 3.13 แสดงระบบการบนทกและรวบรวมขอมลส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย เครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) มการตดตงดงแสดงในรปท 3.13 โดยอปกรณบนทกขอมลและเครองมอวดดงน 1) ทรานสดวเซอร (Transducer) หรออปกรณแปลงขอมลหรอพลงงานรปแบบตาง ๆ ใหเปนขอมลหรอพลงงานไฟฟา ประกอบดวย - โหลดเซลล (Load cell) ยห อ BONGSHIN รน DBBP-500 ใชส าห รบ เปนอปกรณวดคาแรงกด ในการวดคาแรงกดในแนวดงจะไดแรงกดทบทตวอยางดนทดสอบและการวดคาแรงกดในแนวราบท าใหไดคาแรงเฉอนทเกดขนในตวอยางดนทดสอบ - ทรานสดวเซอรวดการเคลอนท (Displacement transducer) หรอ LVDT รน LSC Transducer SER No.HS50/8922 เปนอปกรณทางไฟฟาทใชวดคาการเคลอนท ในการทดสอบจะใช

50

วดคาการเคลอนทในแนวดงไดคาการทรดตวของตวอยางดนทดสอบและวดคาการเคลอนทในแนวราบในขนตอนการเฉอนตวอยางดน - ท ร าน ส ด ว เซ อ ร ว ด ค ว าม ด น (Pressure transducer) ร น PM2 0 5 7 PM-001BRES30-E-ZVG/US/ /P เปนอปกรณทแปลงคาความดนไปเปนสญญาณทางไฟฟา ใชส าหรบการวดคาแรงดนน าสวนเกนทเกดขนขณะท าการเฉอนตวอยางดนโดยทรานสดวเซอรวดความดนนจะเชอมตอระหวางชดสรางแรงดนคงทกบตวอยางดน ดงแสดงในรปท 3.14

Water Tank

Air Pump

Valve

RegulatorPressure Gauge

Pressure

Tranducer

Porous stone

Porous stone

Soil

Stack ring

membrane

O-Ring

รปท 3.14 แผนภาพการตดตงระบบการตรวจวดแรงดนน า

2) อปกรณเกบบนทก (Data logger) ยหอ KYOWA รน PCD-300B คออปกรณทใชส าหรบเกบบนทกขอมลทเปนสญญาณชนดตางๆ โดยอปกรณเกบบนทกจะมหนวยความจ าส าหรบเกบคาทวดไดของสญญาณตามชวงเวลาการบนทกทก าหนดไวโดยอตโนมต สามารถใชเครองคอมพวเตอรในการอานขอมลจากหนวยความจ าของอปกรณเกบบนทกมาน าเสนอบนหนาจอได โดยหลกการท างานคออปกรณเกบบนทกจะรบคาทบนทกจากตวเซนเซอรน ามาผานตวแปลงสญญาณ (Signal converter) เพอท าการแปลงสญญาณทรบมาจากสญญาณอนาลอกใหเปนสญญาณดจตล 3) คอมพวเตอรและซอฟแวร DAS-100A เปนอปกรณทไดจากการประมวลผลทสงมาจาก อปกรณเกบบนทกโดยซอฟแวรมาพรอมอปกรณเกบบนทกของบรษทผผลต

51

3.2 กำรทดสอบคณสมบตทำงกำยภำพ (Index Properties)

การทดสอบคณสมบตทางกายภาพของตวอยางดนจะใชดนเหนยวออนปากพนงในการทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดน ตวอยางดนทเกบมาได จะน ามาศกษาคณสมบตพนฐาน ตามมาตรฐานของ ASTM (American Society for Testing and Materials) โดยการทดสอบคณสมบตพนฐานดงตารางท 3.1

ตำรำงท 3.1 แสดงการทดสอบคณสมบตพนฐานของดน

กำรทดสอบคณสมบตพนฐำนของดน มำตรฐำนกำร

ทดสอบ การทดสอบหาน าหนกรวมตอหนวยปรมาตร(Total Unit Weight) ASTM D1156-90 การทดสอบหาคาความชนในมวลดน(Natural Moisture Content) ASTM D2216-05 การทดลองหาคาพกดเหลว(Liquid Limit) ASTM D4318-93 การทดลองหาคาพกดพลาสตก(Plastic Limit) ASTM D4318-05 การทดสอบหาคาความถวงจ าเพาะของเมดดน(Specific Gravity of Soil Solid) ASTM D854-92 3.3 กำรทดสอบคณสมบตทำงวศวกรรม (Engineering properties)

การทดสอบคณสมบตทางวศวกรรมของตวอยางดนเหนยว เปนคณสมบตทน าไปใชในการออกแบบโครงสรางทางดานวศวกรรมปฐพ โดยการทดสอบคณสมบตวศวกรรมของดนเหนยวปากพนงใชวธการทดสอบและมาตรฐานดงตอไปน

3.3.1 การทดสอบหาความเคนประสทธผลสงสดในอดต

การทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต อางองจากมาตรฐาน ASTM D 2435

เพอหาคาความเคนทกดทบสงสดในอดต (Maximum past pressure,mp ) ซงเปนคาทแสดงใหเหน

ถงคาอตราสวนอดแนนเกนตว (Overconsolidation ratio, OCR) ทงนคาหนวยแรงกดสงสดในอดตจะน ามาใชเปนคาอางองในการอดตวคายน าในจากการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายตอไป

52

3.3.2 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครงดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย

การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครงเปนการทดสอบหาคา

ก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนหมตวอยางดนกบสแตครงทใชในการควบคมปรมาตรตวอยางดนใหคงท ซงผลการทดสอบทไดจะน าไปหกลบกบคาก าลงรบแรงเฉอนของดน ท าใหไดคาก าลงรบแรงเฉอนของดนทแทจรง การทดสอบจะจากการตดตงชดอปกรณการทดสอบไวบนแทนการทดสอบแลวท าการใสน าเขาไปในเมนเบรนหมตวอยางทลอมรอบดวยสแตครงดงรปท 3.15 ใสน าใหเตมแลวท าการเฉอนตวอยาง จะไดคาก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครงเนองจากน ารบแรงเฉอนไมได

Porous stone

Porous stone

Water

Stack ring

Membrane

O-Ring

Drainage

Drainage

รปท 3.15 ภาพจ าลองการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครง

3.3.3 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย การทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายส าหรบตวอยางทดสอบชนดทมความเชอมแนนสามารถท าการทดสอบไดตามมาตรฐานของ ASTM D 6525-00 ดงขนตอนตอไปน

53

3.3.3.1 การเตรยมตวอยางทจะใชในการทดสอบ การเตรยมตวอยางส าหรบการทดสอบ ตวอยางดนทใชในการทดสอบนจะใชตวอยางดนเหนยวปากพนงซงเปนดนเหนยวออนทไดจากการเกบมาจากหลมเจาะบรเวณอ าเภอปากพนง ท าการเตรยมตวอยางตามขนตอนการเตรยมตวอยางดงตารางท 3.2 ใชเมนเบรนหมตวอยางดนแลวใชสแตครงซงเปนสแตนเลสแผนบางๆเจาะรตรงกลางขนาดเทากบเสนผานศนยกลางของตวอยางดนวางซอนกน ดงรปท 3.16 ในการควบคมปรมาตรตวอยางดนระหวางทดสอบ

Porous stone

Porous stone

Soil

Stack ring

membrane

O-Ring

Drainage

Drainage

รปท 3.16 ภาพจ าลองตวอยางทเตรยมดนทพรอมทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนดวยเครองมอ

ทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย

ตำรำงท 3.2 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ ล าดบขนตอน รปภาพประกอบ

1) เรมจากการชงน าหนกแผนอะครลคแลวน าตวอยางดนเหนยวมาวางบนแผนอะครลคยแทนทดสอบ

2) น าอปกรณตดดน สวมเขาเสาของแทนเตรยมตวอยาง แลวท าการกดลงบนตวอยาง 3) ตวอยางดนทลนจากขอบบนของอปกรณตดดนใชลวดตดดนสวนทลนออก

54

ตำรำงท 3.2 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ(ตอ)

ล ำดบขนตอน รปภำพประกอบ 4) น าทอสแตนเลสกลวงสวมบนอปกรณตดดนภายหลงจากตดดนสวนลนออกแลวมาสวม

5) น าอปกรณตดดนทมตวอยางดนดานในออกจากแทนเตรยมตวอยางแลวท าการกลบหวอปกรณตดดนแลวสวมเขาเสาของแทนทดสอบ 6) แลวท าการตดดนตวอยางทลมจากขอบบนของอปกรณตดดน

7) น าอปกรณดนดนสวมเขากบเสาของแทนเตรยมตวอยางแลวท าการดนตวอยางดนทอยในอปกรณตดดนออก

8) เมอดนตวอยางดนออกแลว ท าการถอดอปกรณดนดนและอปกรณตดดนออก

9) น าตวอยางดนไปชงน าหนก บน ทกค าน าหนกเปยกของตวอยางทดสอบ แลวท าการวดเสนผานศนยกลางและความสงของตวอยาง ซงโดยปกตขนาดของตวอยางจะเทากบขนาดของอปกรณตดดน

.

55

ตำรำงท 3.2 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ(ตอ) ล ำดบขนตอน รปภำพประกอบ

10) หลงจากชงน าหนก วดขนาดของตวอยางแลว ท าการตดต งกระดาษกรองและหนพรนโดยทตวอยางดนกระดาษกรองวางบนหนพรนทมฐานลางรองรบ(Bottom)

11) น ายางหมตวอยางสวมเขากบอปกรณสวมยางหมตวอยาง ดดอากาศภายในของอปกรณสวมยางออกเพอใหยางแนบสนท แลวใช O-ring รดหวและทายของอปกรณสวมยาง

12) น าอปกรณสวมยางหมตวอยางสวมเขาแทนเตรยมตวอยางแลวท าคลยางมาหมตวอยาง โดยท าการคลสวนลางกอนแลวใช O-ring รด สวนดานบนน าฝาบน(Top cap) มาวางบนตวอยางดนแลวท าการคลยางสวนบนแลว

13) น าอปกรณสวมยางหมตวอยางออกจากแทนเตรยมตวอยาง

56

ตำรำงท 3.2 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ(ตอ) 14) น าสแตครงมาครอบตวอยางดนทมยางหมตวอยางแลวใช O-ring รดฝาบน(Top cap) ของตวอยาง

16) น าอปกรณดน ดนสวมเขาแทน เตรยมตวอยางแลวตอกบฝาบน (Top cap) โดยเกลยว เพอไมตวอยางดนเกดการรบกวน ขณะขนเกลยวขอตอระบายน า

17) น าตวอยางดนทถกเตรยมไวแลวน ามาวางบนแทนทดสอบของเครองทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย

3.3.3.2 การท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า (Saturation) การท าใหตวอยางดนอมตวดวยน าเรมจากน าตวอยางดนทเตรยมเสรจแลวน าขนไปวางบนแทนทดสอบของเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย ท าการตดตงระบบวดแรงดนน า ใสน าหนกกดทบแนวดงเทากบ 5 kPa เพอไมใหตวอยางดนเกดการบวมตวขนทางดง แลวท าการใสแรงดนน าเขาไปยงตวอยางดนทางรระบายน าดานลาง (Bottom) ใหแรงดนน าวงเขา

57

ไปในตวอยางดนแลวระบายออกทางรระบายน าดานฝาบน (Top Cap) ของตวอยางดน ดงรปท 3.17 และรปท 3.18 เปนการไลอากาศของจากมวลดน หลงจากนนทงไวแบบนประมาณ 5 ชวโมง จนเชอไดวาตวอยางดนอมตวดวยน าแลวจงปดวาลวแรงดนน า

Water

Tank

Air Pump

Valve close

Regulator

Pressure

Gauge

Pressure

Tranducer

Porous stone

Porous stone

Stack ring

membrane

O-Ring

Valve Open

Soil

รปท 3.17 ภาพจ าลองการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า (Saturation)

รปท 3.18 ขนตอนการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า (Saturation)

58

3.3.3.3 การอดตวคายน า (Consolidation) ตวอยางดนทดสอบอมตวดวยน าแลว จะท าใหโพรงของตวอยางดนเตมไปดวยน า การอดตวคายน าของตวอยางทดสอบจะเพมความเคนในแนวดง ( vc ) เปนล าดบขนโดยมอตราสวนคา LIR=1 (Load increment ratio) จนกระท งมคาเทากบความเคนสงสด ( vm ) ทมคามากกวา ( p ) จากการทดสอบการอดตวคายน าแบบ 1 มต ในแตละล าดบขนของความเคนจะใชเวลาประมาณ 24 ชงโมง หรอจนกวาไมมการเปลยนแปลงแรงดนน าสวนเกน ดงรปท 3.19 จากระบบขนตอนการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน ากระบวนการอดตวคายน ากระท าโดยการใสน าหนกกดแนวดงแลวท าการปดวาลวระบายน าดานบนเพอใหมการระบายน าทางเดยว ดงรปท 3.20 การอดตวคายน าของตวอยางทดสอบทการอดตวแนนปกตจะกระท าโดยเพมความเคนในแนวดง ( vc ) จนกระทงมคาเทากบความเคนสงสด ( vm ) ทตองการ การอดตวคายน าของตวอยางทดสอบทการอดตวแนนเกนตวจะกระท าโดยเพมความเคนในแนวดง ( vc ) จนกระทงมคาเทากบความเคนสงสด ( vm ) ทตองการจากนนจะลดคาความเคนในแนวดง ( vc ) จนถงระดบคาอตราสวนการอดตวแนนเกนตวตามตองการ

vm 4

1

vm2

1

vmvc

p

vc log

Void

Ratio

n, e

รปท 3.19 แสดงการจ าลองการเพมความเคนในแนวดง( vc ) ของการทดสอบการอดตวคายน าของ

ตวอยางทดสอบ

59

Water

Tank

Air Pump

Valve close

Regulator

Pressure

Gauge

Pressure

Tranducer

Porous stone

Porous stone

Stack ring

membrane

O-Ring

Valve Open

Soil

DH = DV

รปท 3.20 ภาพจ าลองระบบการอดตวคายน าของตวอยางทดสอบ

3.3.2.4 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายแบบทางเดยว การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายแบบทางเดยวโดยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย ท าการทดสอบแบบไมระบายน าดวยอตราเรวของแรงเฉอน ( ) เทากบ 5 % ตอชวโมง ท าการบงคบหามเคลอนทในแนวดงแลวตดตงอปกรณวดแรงดนน า ดงรปท 3.13 ระหวางท าการเฉอนท าการบนทกคาความเคนสงสดในแนวดง คาแรงดนน าทเกดขนระหวางการเฉอนตวอยางดน คาความเคนในแนวราบและการเคลอนตวในแนวราบ การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยวสามารถสรปล าดบของการทดสอบไดดงตารางท 3.3 ตำรำงท 3.3 แสดงตวอยางการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว ตวอยางทดสอบ อตราสวนการอดตวแนนเกนตว

(OCR) Maximum Stress

vm (kPa) Vertical Stress

vo (kPa) NC 85 1 85 85

NC 124 1 124 124 NC 238 1 238 238

OC 2 2 250 125 OC 4 4 250 63 OC 8 8 250 31

60

3.4 กำรทดสอบประสทธภำพของเครองมออปกรณกำรทดสอบกำรเฉอนแบบตรง การทดสอบประสทธภาพของเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงทไดออกแบบพฒนาขนมา เปนสงส าคญในการสรางความนาเชอถอใหแกเครองทดสอบ ซงผลการทดสอบตามตารางท 3.3 น ามาเปรยบเทยบผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า (Undrained shear strength) โดยวธการทดสอบแรงอดสามแกนของศรพร (2556) เนองจากไดใชตวอยางดนและหลมเจาะเดยวกนดงนนผลการทดสอบควรจะมแนวโนมไปในทศทางเดยวกนทท าใหสามารถเชอไดวาเครองทดสอบทไดพฒนาขนมาสามารถท าการทดสอบไดจรง การเปรยบเทยบผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน าจะแสดงผลเปรยบเทยบในรปของกราฟความสมพนธระหวางความเคนเบยงเบนทท าการบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลเฉลยกบคาอตราความเครยดของผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า ทอตราการอดแนนเกนตวท 1, 2, 4 และ 8 3.5 ประมำณก ำลงรบแรงเฉอนทำงเดยวอยำงงำยแบบไมระบำยน ำดวยวธ SHANSEP (Stress History and Normalized Soil Engineering Properties) การทดสอบแบบทางเดยวจะน าคาแรงเฉอนสงสดทวดได ทการอดตวแนนเกนตวแตกตางกน และน ามาสรางกราฟความสมพนธในการประมาณคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าตามวธ SHANSEP ดงสมการท 3.1

m

vc

DssuOCRs

S

(3.1)

เมอ Su คอ Undrained Shear Strength ( =0) vc คอ Effective Overburden Pressure s คอ Strength Ratio OCR คอ Overconsolidation Ratio m คอ 0.7-0.9 Ladd (1977)

61

บทท 4 ผลการศกษาและการวเคราะหผลการศกษา

4.1 ผลการออกแบบเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 4.1.1 ผลการออกแบบชดอปกรณการเตรยมตวอยาง การออกแบบชดอปกรณการเตรยมตวอยางสามารถเตรยมตวอยางดนคงสภาพไดโดยไมใหถกรบกวนกอนการทดสอบ จากการศกษาและรวบรวมขอมลตลอดจนศกษากรรมวธการเตรยมตวอยางส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย ไดสรางชดอปกรณการเตรยมตวอยางทสามารถเตรยมตวอยางดนไดไมแตกตางจากอปกรณทน าเขาจากตางประเทศ โดยชดอปกรณการเตรยมตวอยางประกอบดวย แทนเตรยมตวอยาง อปกรณตดตวอยาง อปกรณดนตวอยางออกจากชดตดดน อปกรณสวมเมนเบรนหมตวอยาง อปกรณทเตรยมตวอยางถกออกแบบมาเพอสามารถเตรยมตวอยางคงสภาพไดทงดนเหนยว(Clay) ทราย (Sand) และดนตะกอน (Silt) วสดของชดอปกรณท ามาจากเหลกและสแตนเลส ทมความแขงแรง คงทน ตวอยางภายหลงจากเตรยมมขนาด เสนผานศนยกลาง 72.50 มลลเมตร สง 28.00 มลลเมตร หมดวยเมมเบรน (Membrane) และสแตครง (Stack Rings) หลงจากเตรยมตวอยางเสรจน าตวอยางขนตดตงบนแทนพรอมส าหรบทดสอบทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย ดงแสดงในรปท 4.1

62

รปท 4.1 แสดงตวอยางทเตรยมวางบนแทนทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 4.1.2 ผลการออกแบบเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear Apparatus) เครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย ทออกแบบไดใชหลกการคานงดในอตราทด 1 : 11 ในการใหน าหนกกดตวอยางแนวดง ท าจากอลมเนยมทมน าหนกเบาและมลกตมเหลกในการสมดลน าหนกกอนใสน าหนกกด ในสวนการเฉอนตวอยางดน จะใชมอเตอรทสามารถปรบความเรวรอบต า ใชมอเตอรเกยร ขนาด 2 แรงมอตราการทดรอบ 1 : 30 ตอเขากบชดเกยรทดรอบ(Worm gear) ทมอตราทดรอบ 1:50 และ 1: 20 สามารถท าการเฉอนตวอยางดนดวยอตราการเฉอน ตงแต 0.020 – 1.00 มลลเมตรตอนาท ใชโหลดเซลลส าหรบเปนอปกรณวดคาแรงกด 2 ชด ในการวดคาแรงกดในแนวดงและแนวราบ ใชทรานสดวเซอรวดการเคลอนทหรอ LVDT เปนอปกรณการวดคาการเคลอนทในแนวดงและแนวราบและใชทรานสดวเซอรวดแรงดนเปนอปกรณวดคาแรงดนน าสวนเกนทเกดขนเชอมตอกบชดสรางแรงดนคงท ดงรปท 4.2 ขอมลทงหมดถกเกบขอมลดวยระบบคอมพวเตอร ดงรปท 4.3 และ 4.4

รปท 4.2 แสดงชดอปกรณการสรางแรงดนคงท

63

รปท 4.3 แสดงการตดตงระบบส าหรบทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

64

รปท 4.4 การตดตงอปกรณการวดแรงดนน าในมวลดนส าหรบทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 4.2 ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพ (Index Properties) การทดสอบคณสมบตขนพนฐานโดยน าตวอยางดนมาท าการทดสอบ ดงตอไปน การทดสอบหาน าหนกรวมตอหนวยปรมาตร การทดสอบหาคาความชนในมวลดน การทดสอบหาคาพกดเหลว การทดสอบหาคาพกดพลาสตก การทดสอบหาคาความถวงจ าเพาะของเมดดน ตวอยางดนทน ามาทดสอบเปนดนเหนยวปากผนงเปนดนทเกดจากการตกตะกอนและทบถมบรเวณชายฝงทะเล (Marine deposits) โดยมตนก าเนดมาจากเทอกเขาหลวง ลกษณะดนมสเทาเนอคอนขางละเอยดอนภาคเมดดนมลกษณะแบนและเลก คาคณสมบตตางๆสามารถสรปไวในตารางท 4.1 ตารางท 4.1 คาคณสมบตทางวศวกรรมเบองตนของตวอยางทดสอบ

คณสมบต คา คาความชนในธรรมชาต ( nw ) % 80.67 คาพกดเหลว ( LL ) % 64.90 คาพกดพลาสตก ( PL ) % 29.90 คาดชนพลาสตก ( PI ) % 34.90 คาหนวยน าหนก ( t ) ton/m3 1.51 คาความถวงจ าเพาะ (

sG ) - 2.67 จากผลการทดสอบตวอยางดนดานคณสมบตข นพนฐานของดนเหนยวในธรรมชาตพบวาตวอยางดนมคาความชนในมวลดน (Water content, nw ) ประมาณรอยละ 80.67 ท าการทดสอบพกดอตเตอรเบอรกไดคาขดพกดเหลว (Liquid Limit, LL ) ประมาณรอยละ 64.90 คาขดพกดพลาสตก (Plastic limit, PL ) ประมาณรอยละ 29.90 จากน นซงเมอน าไปหาคาดชนพลาสตก (Plastic index, PI )ไดคาประมาณรอยละ 34.90 ซงจากผลการทดสอบจะเหนไดวาดนเหนยวปากพนงมคาความชนในธรรมชาตสงกวาคาพกดเหลว และมคาดชนเหลวสงกวา 1 ท าใหเปนดนเหนยววามคาความไวตวสง ส าหรบความถวงจ าเพาะของเมดดน (Specific gravity of soil solid,

sG ) มคาประมาณ 2.67 หนวยน าหนกรวม (Total unit weight, t ) มคาประมาณ 1.51 ตนตอลกบาศกเมตร

65

4.3 ผลการทดสอบคณสมบตทางวศวกรรม (Engineering properties) 4.3.1 ผลการทดสอบหาความเคนประสทธผลสงสดในอดต การทดสอบการอดตวคายน าท าการทดสอบดวยเครองมอทดสอบอดตวคายน าแบบ 1 มต ดวยคาความเคนประสทธผลเทากบ 1/8 1/4 1/2 1 2 4 และ 8 เทาของแรงกดทบในธรรมชาต (Overburden Pressure, vo ) และลดคาคาความเคนประสทธผลเทากบ 2 และ 0.5 เทาของแรงกดทบในธรรมชาตในขนตอนการคนตว ผลทไดจากการทดสอบน ามาสรางกราฟความสมพนธระหวางความเครยด ( ) ตอลอกของความเคนประสทธผล ( vc log ) เพอสรางเสนโคงการยบตวและหาคาความเคนประสทธผลทเคยกระท าในอดต ดงรปท 4.5

รปท 4.5 เสนโคงการอดตวคายน าของตวอยางดนเหนยวปากพนง ความลก 7 – 7.5 เมตร

จากผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบ 1 มตสามารถทราบคาความเคนกดทบสงสดในอดต (Stress History, mp ) มคาเทากบ 47 kPa ซงจะน าคานไปก าหนดคานในการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย และค านวณอตราสวนการอดตวแนนเกนตวในธรรมชาตไดเทากบ 0.931

66

4.3.2 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครงดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย

การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครงเปนการทดสอบหาคาก าลงรบแรงเฉอนของเมมเบรนหมตวอยางดนกบสแตครง ทดสอบโดยใสน าไปแทนทตวอยางดนแลวท าการเฉอนน าทหมดวยเมนเบรนและสแตครงดงรปท 4.6 จากการทดสอบพบวา คาก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครงมพฤตกรรมการรบแรงจะเพมขนแปรผนตามระยะการเคลอนท ดงแสดงในรปท 4.7 คาก าลงรบแรงเฉอนตอระยะการเคลอนทจะแสดงในรปสมการ น าสมการทไดไปหกลบกบคาก าลงรบแรงเฉอนของดนจากการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย คาทไดจะเปนคาก าลงรบแรงเฉอนของดนทแทจรง

67

รปท 4.6 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครง

68

y = -0.001x2 + 0.054x + 0.199

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00

Shea

r For

ce (k

g)

Displacement (mm)

Test 01Test 02average

รปท 4.7 ผลการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายของเมนเบรนและสแตครง จากผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของเมนเบรนและสแตครง ดงรปท 4.7 แสดงกราฟความสมพนธระหวางระยะของการเคลอนตวกบแรงเฉอน จากผลการทดสอบพบวาอตราสวนระยะการเคลอนตวกบแรงเฉอนจะมความชนมากในชวง 0 – 2 มลลเมตร ซงเปนผลมาจากความฝดของแผนสแตครงและจะคอยๆลดลงอยางสม าเสมอ ทดสอบจนถงระยะเคลอนตวเทากบ 20 มลลเมตร จากกราฟจะไดเสนแนวโนมและสมการของเสนแนวโนมเพอใชในการหกลบคาความฝดระหวางเมนเบรนและสแตครง และเมอท าการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายของตวอยางดนจากเครองทพฒนาขนมา ท าใหไดคาก าลงรบแรงเฉอนของตวอยางดนทแทจรง 4.3.3 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนท าการทดสอบดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว โดยท าการทดสอบจะท าการวดคาก าลงรบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบไมระบายน าทอตราสวนการอดแนนเกนกวาปกตทแตกตางกน โดยท าการทดสอบทระดบการอดตวแนนเกนตวทแตกตางกน คอ ท าการทดสอบการอดตวแนนเกนตวเทากบ 1 2 4 และ 8

69

ตามล าดบ ส าหรบการเตรยมตวอยางดวยการอดตวคายน าดวยเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย เพอแนใจวาการเตรยมตวอยางอยในสภาพตามทตองการ ทงการเตรยมตวอยางแบบการอดตวแนนปกต และการเตรยมตวอยางแบบการอดตวแนนเกน การทดสอบแรงเฉอนจะวดคาความเคนเฉอนสงสด ความเครยดเฉอนและแรงดนน าสวนเกน ส าหรบผลการทดสอบของตวอยางทดสอบทอตราสวนการอดตวแนนปกตจะแสดงดงรปท 4.8 และผลการทดสอบแบบ Normalized ดงรปท 4.9 โดยมรายละเอยดดงน -รปท 4.8 (a) ผลกระทบของความเคนเฉอน ( ) ตอการเปลยนแปลงของความเครยดเฉอน ( ) -รปท 4.8 (b) กราฟความสมพนธของแรงดนน าสวนเกน ( u ) ในตวอยางทดสอบทมผลมาจากการเพมขนของความเครยดเฉอน - รปท 4.9 (a) ผลกระทบของความเคนเฉอนตอการเปลยนแปลงของความเครยดเฉอน โดยทความเคนเฉอนซง Normalized ดวย vc ( / vc ) - รปท 4.9 (b) ผลของแรงดนน าสวนเกนขณะกระท าแรงเฉอนทมความสมพนธกบความเครยดเฉอน โดยการ Normalized u ดวย vc ( u / vc ) การทดสอบทอตราสวนการอดตวแนนเกนตวผลการทดสอบจะแสดงดงรปท 4.10และผลการทดสอบแบบ Normalized ดงรปท 4.11 โดยมลายละเอยดดงน - รปท 4.10 (a) ผลกระทบของความเคนเฉอน ( ) ตอการเปลยนแปลงของความเครยดเฉอน ( ) - รปท 4.10 (b) กราฟความสมพนธของแรงดนน าสวนเกน ( u ) ในตวอยางทดสอบทมผลมาจากการเพมขนของความเครยดเฉอน ( ) - รปท 4.11 (a) ผลกระทบของความเคนเฉอนตอการเปลยนแปลงของความเครยดเฉอนโดยทคาความเคนเฉอนจะซง Normalized ดวย vc ( / vc ) - รปท 4.11 (b) ผลของของแรงดนน าสวนเกนขณะกระท าแรงเฉอนทมความสมพนธกบความเครยดเฉอน โดนท าการ Normalized u ดวย ( u / vc )

70

จากการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายของตวอยางทดสอบทอตราสวนการอดตวแนนปกตทอตราความเครยดเฉอน 0.075 เปอรเซนตตอนาท โดยการเปลยนแปลงความเคนประสทธผลแนวดง 238 124 และ 85 kPa จากรป ท 4.8 (a) พบวาเมอท าการส รางกราฟความสมพนธระหวางอตราความเครยดเฉอนกบความเคนเฉอนประสทธผล คาความเคนเฉอนประสทธผลจะเพมขนตามการเปลยนแปลงความเคนประสทธผลแนวดงทเพมขน สวนคาแรงดนน าสวนเกนทเกดขนขณะท าการเฉอนตวอยาง สามารถแสดงในรปท 4.8(b) จากรป พบวา คาแรงดนน าสวนเกนจะคอยๆเพมขนตามความเคนประสทธผลแนวดงทเพมขน ซงขณะท าการเฉอนความสง ของตวอยางถกบงคบไมใหมการเปลยนแปลง แรงดนน าสวนเกนทเกดขนจะเทากบคาความเคนประสทธผลแนวดงทเกดขนในตวอยาง จากผลการทดสอบขางตนผลของการทดสอบทไดจากเครองทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายทพฒนาขนมา แนวโนมของผลการทดสอบเปนไปตามทฤษฏ แตคาแรงดนน าสวนเกนทอานคาไดยงนอยกวาความเปนจรง เมอน าผลการทดสอบมาท าบรรทดฐาน(Normalized) เพอใหสามารถเหนความชดเจนของกราฟความสมพนธมากยงขนโดยสามารถสรปไดดงน ความเคนประสทธผลแนวดงจะลดลงเมอความเคนเฉอนประสทธผลเพมขน ซงเกดจากผลของแรงดนน าสวนเกนเพมขนสงผลท าใหความเคนประสทธผลแนวดงจะคอยๆลดลง คาความเคนเฉอนประสทธผลจะเพมขนตามคาความเครยดเฉอนทเพมขน ดงแสดงในรปท 4.9(a) ท าการบรรทดฐานแรงดนน าสวนเกนกบความเคนประสทธผลแนวดง ท าการสรางกราฟความสมพนธระหวางแรงดนน าสวนเกนกบการเปลยนแปลงความเครยดเฉอน ดงรปท 4.9(b) จากรปพบวาคาแรงดนน าสวนเกนของความเคนประสทธผลแนวดงท 238 kPa พบวาแนวโนมของกราฟไมซอนทบกบความเคนประสทธผลแนวดงท 124 และ 85 ซงตามพฤตกรรมของดนตามทฤษฎเมอท าการบรรทดฐานจะตองซอนทบเปนเสนเดยว จากทกราฟไมเปนไปตามทฤษฏซงเปนผลทสนบสนนความผดพลาดของระบบเครองมอวดแรงดนน าสวนเกนในมวลดนท าใหคาทวดไดไมเปนไปตามพฤตกรรมทแทจรงของตวอยางดนเหนยว

71

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20

Effec

tive S

hear

Stre

ss,

' (kPa

)

Shear strain, (%)

Normal stress = 238 kPa


Normal stress = 85 kpa

(a)

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

0 5 10 15 20

Exce

ss p

ore w

ater

pres

sure

, u (

kPa)

Shear strain, (%)




(b)

รปท 4.8 ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทอตราสวนการอดตวแนนปกต (a) คาความเคนเฉอนกบคาความเครยดเฉอน (b) แรงดนน าสวนเกนกบคาความเครยดเฉอน

72

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0 5 10 15 20

Effec

tive S

hear

Stre

ss,

' /' vc

Shear strain, (%)




(a)

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0 5 10 15 20

Exces

s pore

wate

r pres

sure,

u/

' vc

Shear strain, (%)




(b)

รปท 4.9 การ Normalized ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทอตราสวนการอดตวแนนปกต (a) คาความเคนเฉอนกบคาความเครยดเฉอน (b) แรงดนน าสวนเกนกบคาความเครยดเฉอน

73

ผลการทดสอบแรงเฉอนตรงอยางงายโดยท าการทดสอบทคาของอตราความเครยด 0.075 เปอรเซนตตอนาท มาเปรยบเทยบกนในแตละคา OCR ผลทไดสามารถน ามาวเคราะหผลกระทบของ OCR ทมตอดนเหนยวปากพนง โดยคาความสมพนธระหวางคาอตราความเครยดทมผลตอคา OCR ตางๆ ไดแสดงดงรปท 4.10 ท าการสรางกราฟความสมพนธระหวางความเคนเฉอนประสทธผลกบการเปลยนแปลงความเครยดเฉอนพบวา คา OCR ทเพมขนคาเคนเฉอนประสทธผลจะลดลงตามล าดบ ดงรปท 4.10 (a) เมอน าคาแรงดนน าสวนเกนทเกดขนระหวางการเฉอนกบคาความเครยดเฉอนมาสรางกราฟความสมพนธ ดงแสดงในรปท 4.10(b) จากรปพบวาคาแรงดนน าสวนเกนท OCR 1 คาทไดจะเปนคาทางบวกซงสอดคลองกบพฤตกรรมของดน และคาแรงดนน าสวนเกนท OCR เทากบ 2, 4และ 8 คาแรงดนน าสวนเกนจะเปนคาทางลบซงสอดคลองกบผลการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายของ นรจน(2550) ททดสอบโดยเครองทดสอบทน าเขาจากตางประเทศ

เมอน าผลการทดสอบมาท าบรรทดฐาน(Normalized) เพอใหสามารถเหนความ

ชดเจนของกราฟความสมพนธมากยงขน ส าหรบการทดสอบทเปลยนแปลงคา OCR โดยสามารถสรปไดดงน กราฟความสมพนธระหวางคาความเคนเฉอนประสทธผลกบความความเคนประสทธผลแนวดงทท าการบรรทดฐานกบความเคนประสทธผล ( vc ) จากแนวโนมของกราฟพบวาไมเปนไปตามพฤตกรรมทแทจรงของดน เนองจากคาการวดแรงดนน าสวนเกนทนอยมากท าใหเมอมาหกลบเพอค านวณคาความเคนประสทธผลแนวดงท าใหคาความเคนประสทธผลแนวดงมคาไมเปลยนแปลงท าใหกราฟไมวงเขาหาเสนการวบต ( fK - line) เมอน าคาความเคนเฉอนประสทธผลกบคาความเครยดเฉอนทเปลยนแปลง ดงรปท 4.11(a) พบวา ท OCR เทากบ 8 คาความเคนเฉอนประสทธผลจะมคาสงสด รองลงมา ท OCR เทากบ 4, 2 และ 1 ตามล าดบ และผลของคาแรงดนน าสวนเกน ดงรปท 4.11(b) เปนไปตามทฤษฏและสอดคลองกบพฤตกรรมของผลการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายจากเครองน าเขาจากตางประเทศของนรจน (2550)

74

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20

Effec

tive S

hear

Stre

ss,

'(kPa

)

Shear strain, (%)

OCR=1

OCR=2

OCR=4

OCR=8

(a)

-3.00

-2.00

-1.00

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

0 5 10 15 20

Exce

ss po

re wa

ter p

ress

ure,

u (

kPa)

Shear strain, (%)

OCR=1

OCR=2

OCR=4

OCR=8

(b)

รปท 4.10 ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทอตราสวนการอดตวแนนเกนตว (a) คาความเคนเฉอนกบคาความเครยดเฉอน

(b) แรงดนน าสวนเกนกบคาความเครยดเฉอนทอตราสวนการอดตวแนนเกนตว

75

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0 5 10 15 20

Shea

r Stre

ss,

'/' vc

Shear strain, (%)

OCR=1

OCR=2

OCR=4

OCR=8

(a)

-0.120

-0.100

-0.080

-0.060

-0.040

-0.020

0.000

0.020

0.040

0 5 10 15 20

Exce

ss po

re wa

ter p

ress

ure,

u/

' vc

Shear strain, (%)

OCR=1

OCR=2

OCR=4

OCR=8

(b)

รปท 4.11 Normalized ผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย ทอตราสวนการอดตวแนนเกนตว (a) คาความเคนเฉอนกบคาความเครยดเฉอน

(b) แรงดนน าสวนเกนกบคาความเครยดเฉอนทอตราสวนการอดตวแนนเกนตว

76

4.4 ผลการทดสอบประสทธภาพของเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรง ผลเปรยบเทยบในรปของกราฟความสมพนธระหวางความเคนเบยงเบนทท าการบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลเฉลยกบคาอตราความเครยดของผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า (Undrained Shear Strength) ทอตราการอดแนนเกนตวท 1, 2, 4 และ 8 เปรยบเทยบผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า (Undrained Shear Strength) โดยวธการทดสอบแรงอดสามแกนของศรพร (2556) ทอตราความเครยดเดยวกน คอ 0.075 เปอรเซนตตอนาท สามารถแสดงดงตารางท 4.2 ตารางท 4.2 คาความเคนเบยงสงสดทท าบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลกอนเฉอน Test OCR

Normalize peak deviator stress ( 0/ q ) for Triaxial Test Normalize effective shear stress ( vc / ) for Direct Simple Shear

1 2 4 8

DSS 0.114 0.236 0.577 0.928 Triaxial 0.426 0.761 1.056 1.514

จากตารางท 4.2 พบวาคาความเคนเบยงสงสดทท าบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลกอนเฉอนจะเพมขนตามอตราการอดตวแนนเกนตวเพมขน ซงสอดคลองกบผลการทดสอบแรงอดสามแกนของศรพร (2556) โดยคาการทดสอบแรงอดสามแกนจะมคาสงกวาการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายททดสอบโดยตวอยางดนเหนยวออนปากผนง ซงสอดคลองตามทฤษฎ คาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าของการทดสอบแรงอดสามแกนจะมคาสงกวาคาจากการทดสอบแรงเฉอนตรงอยางงาย ดงแสดงในรปท 4.12 ไดท าการเปรยบเทยบผลการทดสอบทอตราความเครยด 0.075 เปอรเซนตตอนาท ระหวางผลการทดสอบดวยวธแรงอดสามแกนและแรงเฉอนตรงอยางงายทใชตวอยางดนเหนยวออนปากพนงเดยวกน จากกราฟผลวาคาความเคนเบยงสงสดทท าบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลกอนเฉอนทอตราการอดแนนเกนตวท 1, 2, 4 และ 8 พบวากราฟมแนวโนมในทศทางเดยวกนแตคาจากวธการเฉอนแบบตรงอยางงายมคาต ากวา ซงอาจจะเปนผลของระบบเครองมอวดซงจะท าการศกษาและพฒนาตอไป แตผลการทดสอบขางตนสามารถแสดงใหเหนวาเครองทพฒนาขนมาสามารถทดสอบไดจรงลดการน าเขาเครองทดสอบทมราคาสงจากตางประเทศแตตองพฒนาระบบวดคาใหมประสทธภาพเทยงตรงมากยงขน

77

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

Norm

alize

peak

devia

tor st

ress

( q/

' 0 ) f

or Tr

iaxial

Test

Norm

alize

effec

tive s

hear

stre

ss (

'/' VC

) for

Dire

ct Sim

ple Sh

ear

Shear Strain or Axial Strain, (%)

DSS-OCR 1

DSS-OCR 2

DSS-OCR 4

DSS-OCR 8

TC-OCR 1

TC-OCR 2

TC-OCR 4

TC-OCR 8

รปท 4.12 ผลทดสอบดวยวธแรงเฉอนทางตรงอยางงายกบเครองทดสอบทพฒนาขนมากบผลการ

ทดสอบแรงอดสามแกนของ ศรพร (2556)

5.5 ผลการประมาณก าลงรบแรงเฉอนทางเดยวอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP (Stress History and Normalized Soil Engineering Properties) จากผลการทดสอบจะน าคาแรงเฉอนสงสดทวดได ทการอดตวแนนเกนตวแตกตางกน และน ามาสรางกราฟความสมพนธในการประมาณคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าตามวธ SHANSEP ซงผลการทดสอบนนมคาอยระหวางการทดสอบการทดสอบแรงอดสามแกนชนดอด (Compression) ททดสอบโดยศรพร (2556) สามารถแสดงดงรปท 4.13

ก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP จากการศกษาพบวา กราฟความสมพนธในการประมาณก าลงรบแรงเฉอนอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP สามารถสรางสมการความสมพนธได คอ 852.0

135.0/ OCRS vcDssu

78

y = 0.416x0.608

R² = 0.981

y = 0.135x0.852

R² = 0.9860.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1 10

'/

' vc

log OCR

TC(ศรพร, )

DSS_Psu

รปท 4.13 กราฟความสมพนธระหวางคาความเคนเฉอนกบคาการอดตวแนนเกนตว (SHANSEP)

จากกราฟความสมพนธระหวางคาความเคนเฉอนกบคาการอดตวแนนเกนตว (SHANSEP) พบวา คาความชนของกราฟจากผลการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายจากเครองทดสอบทพฒนาขนมา มคาความชนนอยกวาท าใหกราฟทไดอยใตกราฟผลการทดสอบแรงอดสามแกนชนดอด (Compression) ททดสอบโดยศรพร (2556) โดยใชตวอยางดนชนดเดยวกน

852.0135.0 OCR

S

vc

Dssu

78

บทท 5 สรปผลการศกษาและขอเสนอแนะ

งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาพฒนาเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายส าหรบการเฉอนทางเดยวซงสามารถจ าลองระนาบการวบตทสอดคลองกบการวบตในธรรมชาตไดและผลการทดสอบสามารถประมาณก าลงรบแรงเฉอนอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP ของดนเหนยวออนปากพนง

5.1 สรปผลพฒนาเครองมอทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายส าหรบการเฉอนทางเดยว เครองทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายทพฒนาการใหความเคนแนวในดงแกตวอยางทดสอบโดยใชคานทดแรงใหน าหนกในอตราทด 1:11 แลวใชมอเตอรเกยรทดในการเฉอนตวอยาง สามารถทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของตวอยางทอตราความเครยด 0.02 ถง 0.10 เปอรเซนตตอนาท ตวอยางทดสอบมขนาด 7.25 มลลเมตร สง 2.80 มลลเมตร ใชเมนเบรนทหลอขนเองหมตวอยางและใชสแตครงควบคมปรมาตรใหคงทระหวางการทดสอบ มอปกรณบนทกขอมลทสามารถเชอมตอกบคอมพวเตอรควบคม อปกรณการตรวจวดไดแก โหลดเซลล (Load cell) วดคาแรงกดในแนวดงจะไดแรงกดทบทตวอยาง ทดสอบและการวดคาแรงกดในแนวราบไดคาแรงเฉอนทเกดขนในตวอยางทดสอบ ทรานสดวเซอรวดการเคลอนท (Displacement transducer) หรอ LVDT ใชวดคาการเคลอนทในแนวดงไดคาการทรดตวของตวอยางดนทดสอบและวดคาการเคลอนทในแนวราบในขนตอนการเฉอนตวอยางดน ทรานสดวเซอรวดความดน (Pressure transducer) ใชส าหรบการวดคาแรงดนน าสวนเกนทเกดขนขณะท าการเฉอนตวอยางดน

5.2 สรปผลการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว

ผลการศกษาคาอตราการอดแนนเกนตว (Over consolidation ratio, OCR) ทแตกตางกนทมตอพฤตกรรมดานก าลงรบแรงเฉอน (Shear strength) พฤตกรรมของแรงดนน าสวนเกน (Access pore pressure) ตอดนเหนยวปากพนง สามารถสรปผลการทดสอบทงหมดไดดงน

79

การทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายแบบทางเดยว สามารถน าผลการทดสอบมาสรางกราฟความสมพนธในการประมาณก าลงรบแรงเฉอนอยางงายแบบไมระบายน าดวยวธ SHANSEP ซงสามารถสรางสมการความสมพนธได คอ 852.0

135.0/ OCRS vcDssu ผลการทดสอบน ามาสรางกราฟของการ Normalized Stress Path และสรางเสนวบตตามสมมตฐานของมอร-คลอมป (Failure envelope) เพอหาคา c และ พบวากราฟของการ Normalized Stress Path ไมสามารถแสดงคา c และ ไดเนองจากผลของแรงดนน าสวนเกนทวดไดมคานอยซงเปนผลจากขอบกพรองของระบบเครองมอวดแรงดนน าสวนเกน แตผลจากแนวโนมของกราฟผลการทดสอบมแนวโนมไปในทศทางเดยวกบทฤษฎของพฤตกรรมการรบแรงของดนเหนยว ซงสามารถสรางความความเชอมนแกเครองมอและอปกรณการทดสอบในระดบหนง แตจะตองแกไขจดบกพรองทกลาวมาขางตนจะท าใหเครองมอและอปกรณการทดสอบมความสมบรณยงขน

5.3 สรปผลการทดสอบความถกตองของเครองทดสอบทพฒนาขนมา การทดสอบเปรยบเทยบระหวางผลการความเคนเบยงเบนทท าการบรรทดฐานดวยคาความเคนประสทธผลเฉลยกบคาอตราความเครยดของผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า (Undrained Shear Strength) ทอตราการอดแนนเกนตวท 1, 2, 4 และ 8 ของวธการทดสอบแรงอดสามแกนของศรพร (2556) ทอตราความเครยดเดยวกนดวยดนเหนยวออนปากพนง พบวาแนวโนมพฤตกรรมการรบแรงของดนมความสอดคลองไปในทศทางเดยวกนแตคาทไดจากการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายมคาทนอยกวาผลการทดสอบดวยวธแรงอดสามแกนชนดแรงอด ซงตรงกบผลงานวจยในอดต คาก าลงรบแรงเฉอนทไดจากวธการทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงายจะอยระหวางผลการทดสอบดวยวธทดสอบแรงอดสามแกนชนดแรงอดและ แรงดง

80

5.4 ขอเสนอแนะ 5.4.1 การทดสอบจากแรงเฉอนทางตรงอยางงายของเครองมอทพฒนาขน อปกรณทใชบนทกคาตางๆ กระแสไฟฟาทตอเนองและสญญาณรบกวนตางเปนสงทมมากในการทดสอบสงผลตอความเทยงตรงของผลการทดสอบ 5.4.2 ความละเอยดของขอมลทไดจากจะขนอยกบความสามารถของอปกรณตรวจวดและพรอมของอปกรณ 5.4.3 ระบบการวดคาแรงดนน าสวนเกนมขอบกพรองอยางมากทสงผลตอผลการทดสอบ ซงกอนการท าใหตวอยางอมตว ระบบการทดสอบควรเปนระบบปดตองท าการดอากาศภายในระบบใหหมดกอน เมอท าการตรวจวดคาแรงดนน าสวนเกนอากาศจะสลายอยในน าท าใหคาทวดไดมคานอยจากความเปนจรง 5.4.4 การขนหามแกนกดในดงในขนตอนการเฉอนควรปรบปรงแกไข เนองจากวธการดงกลาวสงผลตอการลดทอนน าหนกกดแนวดง ท าใหความเคนกดทบตวอยางไมสอดคลองกบน าหนกถวงทใสในโปรแกรมทดสอบ

81

บรรณานกรม

ธนกรและสเชษฐ. (2551). พฤตกรรมความหนดแบบไมเชงเสนของดนเหนยวกรงเทพฯ. การประชมวชาการวศวกรรมโยธาแหงชาต ครงท 13. โรงแรมจอมเทยน ปาลม บช พทยา จ.ชลบร 14-16 พฤษภาคม 2551.

ธวชชย สงขะวไล (2548). การทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายในดนเหนยวกรงเทพฯ.วทยานพนธ ปรญญามหาบณฑต จฬาลงกรณมหาวทยาลย

นรจน กอนคง (2550). พฤตกรรมเฉอนไมระบายน าแบบวฏจกรของดนเหนยวกรงเทพโดยเครองมอทดสอบแรงเฉอนอยางงาย. วทยานพนธ ปรญญามหาบณฑต จฬาลงกรณมหาวทยาลย

มณเฑยร กงศศเทยม. (2541). กลศาสตรของดนดานวศวกรรม. ส านกพมพโดยสมาคมศษยเกาวศวกรรมชลประทานในพระบรมราชปถมภ

วศษฐ อยยงวฒนา. (2540). ปฐพกลศาสตร. ส านกพมพมหาวยาลยรงสต. จงหวดปทมธาน วระ ศกดสพรรณ. (2549). การประมาณคาสมประสทธความหนดของดนเหนยวกรงเทพฯโดยการ

ทดสอบการเปลยนแปลงอตราความเครยด . วทยานพจนปรญญาเอก . จฬาลงกรณมหาวทยาลย

ศรพร ชวะกล. (2556). การศกษาพฤตกรรมความหนดแบบไมเชงเสนของดนเหนยวปากพนง. วทยานพนธปรญญาโท. มหาวทยาลยสงขลานครนทร

สถาพร ควจตรจาร. (2541). ทดลองปฐพกลศาสตร. กรงเทพฯ : ไลบราร นาย พบลซซง สถาพร ควจตรจาร. (2542). ปฐพกลศาสตร. กรงเทพฯ : ไลบราร นาย พบลซซง สขสนต หอพบลสข และรงราวลย ราชน . (2548). ปฐพกลศาสตร. ส านกพมพแมคกรอ – ฮล

กรงเทพมหานคร สเชษฐ ลขตเลอสรวง. (2551). ปฐพกลศาสตร : หลกการพนฐาน. ส านกพมพแหงจฬาลงกรณ

มหาวทยาลย กรงเทพมหานคร สเชษฐ ลขตเลอสรวง. (2553). ปฐพกลศาสตร : พลาสตกซตและทฤษฎสถานะวกฤต. ส านกพมพ

แหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย กรงเทพมหานคร อครเดช แ ซ จว . (2552). คณสมบ ตของดน เห น ยวป ากพน ง . วทยานพน ธป รญญาโท .

มหาวทยาลยสงขลานครนทร

82

ASTM Standard. Standard Test Method for 1-D Consolidation Properties of Soils, Designation: D 2435 – 80, in Annual Book of ASTM Standards, 04.08: 378-384,1980.

ASTM Standard. Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple Shear Testing of Cohesive Soils, Designation: D 6528 – 00, in Annual Book of ASTM Standards.04.08, 2000.

Badet, and Jean-Pierre. Experimental Soil Mechanics. LA: Prentice hall, 1997. Bjerrum L., and Landva A. Direct Simple Shear Tests on Norwegian Quick Clay. Geotechnique,

16.01, 1966: 1-20. Burland E.W., and Tsai C.T. Dissipation of Pore Pressure During One Dimensional Consolidation

on an Artificial Marine Clay, AIT Research Report No. 40, 1973. Das.Braja M.Principal of Soil Dynamic .PWS-KENT Publishing Company:BOSTON. 1993 DeGroot D.J., Germaine J.T. and Ladd C.C., (1994). Effect of Non-uniform Stresses T. Sivadass,and C.Y. Lee. Simple Shear Testing of Residual Soils with High Silt Content, ICCBT 2008 – E, 2008.

83

ภาคผนวก

84

ภาคผนวก ก.

ผลการทดสอบการอดตวคายน าแบบหนงมต

98

ภาคผนวก ข.

ผลการทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย ไมระบายน า

108

ภาคผนวก ค.

คมอการใชเครองทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายงาย (Direct Simple Shear Apparatus)

109

คมอการใชงาน

เครองทดสอบแรงเฉอนแบบตรงอยางงายงาย Direct Simple Shear Apparatus

PSU_DSS

พฒนาโดย

นายวารส บวขาว

ผศ.ดร.ธนนท ชบอปการ

ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร

110

ค าน า

การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน ามหลายวธดวยกนแตวธทงายและไมซบซอน คอ การทดสอบแรงเฉอนแบบตรง (Direct Shear Test) แตเครองมอทดสอบแรงเฉอนแบบตรงยงมขอจ ากดในสวนของระนาบการวบต ซงมลกษณะทไมถกตองตามสภาพทเกดขนจรง การทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย (Direct Simple Shear) เปนอกวธหนงทสามารถก าจดเงอนไขของระนาบการวบต การศกษาและพฒนาเครองมอและอปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายส าหรบการเฉอนทางเดยว (Monotonic) ขนมาโดยใชวสดอปกรณทมอยในประเทศ ทงนเพอตองการลดการน าเขาเครองทดสอบจากตางประเทศทมราคาสง โดยทคณภาพเครองมอ อปกรณและวธการทดสอบยงคงเปนไปตามมาตรฐานของ ASTM D 6525-00 เพอเปนประโยชนส าหรบนกศกษาในระดบปรญญาตรไดใชเครองทดสอบการปฏบตการทดสอบปฐพกลศาสตรรวมถงนกศกษาในระดบปรญญาโทสามารถใชงานในการท าวจยได รายงานฉบบนไดน าเสนอรายละเอยดของการพฒนาเครองมอ อปกรณการทดสอบและการใชงานเครองมอ อปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายทพฒนาขนมา รายงานฉบบนประกอบดวยสวนท 1 แสดงรายละเอยดเครองมอและอปกรณทใชทดสอบ สวนท 2 แสดงวธการใชงานเครองมอ อปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายซงประกอบดวยวธการเตรยมตวอยาง ขนตอนการทดสอบและการใชโปรแกรมบนทกผลการทดสอบ คณะผจดท าขอขอบคณพระคณคณาจารยทกทานทใหการปรกษาและแนะน าจนสามารถพฒนาเค รองมอทดสอบขนมาส าเรจไปดวยด และขอขอบคณบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยสงขลานครนทรในการสนบสนนทนวจยบางสวน รวมถงเพอนๆ พๆ นองนสต ป.โท วศวกรรมโยธา(ธรณเทคนค) มหาวทยาลยสงขลานครนทร ทชวยลงมอลงแรงจนท าใหงานวจยเสรจสมบรณ นายวารส บวขาว

ผศ.ดร.ธนนท ชบอปการ

111

สารบญ

เนอหา หนา 1. อปกรณและสวนประกอบเครองมอ อปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 1.1 อปกรณการเตรยมตวอยาง 1.2 เครองทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย 1.3 เครองมอตรวจวดส าหรบเครองทดสอบ 2. วธการใชงานเครองทดสอบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 2.1 การเตรยมตวอยาง 2.2 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย 2.3 การใชโปรแกรมซอฟแวร DAS-100A ในการบนทกขอมลการทดสอบ

112

1.อปกรณและสวนประกอบเครองมอ อปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนโดยเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย เรมจากการเตรยมตวอยางดนส าหรบการทดสอบ จากนนน าตวอยางดนทเตรยมไวน ามาขนเครองทดสอบ การทดสอบมเงอนไขการควบคมปรมาตรใหคงทตลอดการทดสอบ โดยทวไปอปกรณทใชในการควบคมปรมาตรใหคงทม 2 อยางคอ การใชเมนเบรนเสรมลวด (Reinforced Membrane) และการใชสแตครง (Stack rings) ส าหรบเครองมอ อปกรณการทดสอบทพฒนาขนมานจะใชการใชสแตครงในการควบคมปรมาตรใหคงทระหวางการทดสอบ สวนประกอบของเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายสามารถแยกยอยดงน 1.1 อปกรณการเตรยมตวอยาง อปกรณการเตรยมตวอยางทสามารถเตรยมตวอยางดนคงสภาพไดทงดนเหนยว ดนตะกอนทราย ส าหรบใชในการพฒนาเครองมออปกรณการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย ดงภาพท 1.1 ตวอยางภายหลงจากเตรยมมขนาด เสนผานศนยกลาง 72.5 มลเมตร สง 28.00 มลลเมตร หมดวยเมนเบรนและสแตครง

113

ภาพท 1.1 ชดอปกรณการเตรยมตวอยางส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

อปกรณทเตรยมตวอยางถกออกแบบมาเพอสามารถเตรยมตวอยางคงสภาพไดทงดนเหนยว ทรายและดนตะกอนโดยชดอปกรณการเตรยมตวอยาง ประกอบดวยดงน 1.1.1 แทนเตรยมตวอยาง อปกรณหลกในการเตรยมตวอยาง ประกอบดวย ฐานทมเสาเหลก 2 เสายดตดท าหนาทเปนตวก าหนดแนว แทนวางตวอยางท าจากเหลกเพลากลมตรงกลางมเดอยท าหนาทเปนตวยดฐานลาง (Bottom) ของตวอยางดนไมใหเคลอนท ดงภาพท 1.2

ภาพท 1.2 แสดงแบบแทนเตรยมตวอยาง

114

1.1.2 อปกรณตดตวอยาง

ขนาดของตวอยางทใชในการทดสอบถกก าหนดโดยขนาดเสนผานศนยกลางของอปกรณตดตวอยาง โดยอปกรณตดตวอยางนประกอบดวยแผนเหลกตดตามรป ยดตดกบทอ สแตนเลสกลวงทสามารถสวมเขาแทนเตรยมตวอยางไดเพอเปนแนวในการตดตวอยางและโดยทอสแตนเลสกลวงมขนาดเสนผาศนยกลางภายใน 72.5 มลลเมตร สง 28 มลลเมตร ภาพท 1.3

ภาพท 1.3 แสดงอปกรณตดตวอยาง

1.1.3 อปกรณดนตวอยางออกจากอปกรณตดตวอยาง ท าหนาทในการดนตวอยางภายหลงจากตดตวอยางดวยอปกรณตดแลว มลกษณะเปนแทงเหลกทยดดวยเกลยวกบฝาบน (Top cab) ของตวอยางดนเคลอนขนลงตามรางลกปนสไลดทตดกบแผนเหลกทสามารถสวมเขากบเสาของแทนเตรยมตวอยาง ดงภาพท 1.4

ภาพท 1.4 แสดงชดดนตวอยางดน

1.1.4 อปกรณชวยสวมยางหมตวอยาง เปนอปกรณในการชวยใหการหมตวอยางท าใหตวอยางถกรบกวนนอยทสด โดยอปกรณหมตวอยางดนนมลกษณะเปนทอสแตนเลสกลางยดตดกบเหลกแผนทสวมเขากบเสาของ

115

แทนเตรยมตวอยาง ตรงกลางของทอสแตนเลสท าการเจาะรปไวส าหรบตอกบสายยางไวดอากาศท าใหถงยางหมตวอยางแนบสนทกบชดสวมยางหมตวอยางดนดงภาพท 1.5

ดงภาพท 1.5 แสดงอปกรณสวมยางหมตวอยางดน

1.1.5 เมนเบรนและสแตครง

เปนอปกรณในการควบคมปรมาตรตวอยางใหคงท โดยเมนเบรนท าจากยางธรรมชาตถกหลอขนมาจากสวนผสมเดยวกบการหลอถงมอยางทางการแพทย สวนสแตครงหรอแผนสแตนเลสบางๆ มลกษณะเปนวงแหวนวางซอนกนเปนชนๆ ดงภาพท 1.6

ภาพท 1.6 แสดงเมนเบรนและสแตครง

1.2 เครองทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย เครองทดสอบถกออกแบบโดยยดหลกการตามมาตรฐานของ ASTM D 6525-00 (Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple Shear Testing of Cohesive Soils) โ ด ยหลกการท างานของเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายน สามารถแบงออกเปน 2 สวน คอ การใหน าหนกกดตวอยางดนและการเฉอนตวอยางดน โดยเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยาง

116

งายทพฒนาขนมาดงภาพท 1.7 และ 1.8จากรปการใหน าหนกกดตวอยางดนในแนวดงจะใชหลกการคานงด ซงมอตราสวน 1:11 ตดตงอปกรณวดในการเคลอนตว 2 ตว ส าหรบขนตอนการเฉอนตวอยางดนจะใชมอเตอรเกยร ขนาด 2 แรง ตอเขากบชดเกยรทดรอบ (Worm Gear) ทายสดสามารถท าการเฉอนตวอยางทอตราเฉอนดงตารางท 1.1 ตารางท 1.1 แสดงผลการสอบเทยบความเรวเฉอนตวอยางกบวาลวปรบความเรว

สเกล อตราความเรวในการเฉอน (มลลเมตร/นาท) 20 0.024 40 0.072 60 0.103 80 0.134

100 0.161

117

Load cellLoad cell

LVDT

LVDT

ภาพท 1.7 กลไกการใหน าหนกกดลงบนตวอยางทดสอบ

ภาพท 1.8 แสดงหลกการท างานของเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

118

1.3 เครองมอตรวจวดส าหรบเครองทดสอบ อปกรณตรวจวดทใชในงานวจยนจะประกอบดวยเครองมอตรวจวดแรงดนน าในมวลดน (Pressure Transducer) อปกรณวดการเคลอนทจะประกอบไปดวย LVDT ทงหมด 2 ตว เซนเซอรวดแรง (load Cell) จะตอเขากบเครองเกบขอมล (Data Logger) และใชโปรแกรมคอมพวเตอรในการประมวลผลและบนทกผลขอมลผลตลอดการทดสอบดงภาพท 1.9

Transducer Signal Conditioning Computer + Program

Load cell

Displacement Tranducer

Pressure Tranducer

Datalogger

Computer

Software

1

2

3

4

5

6

ภาพท 1.9 ระบบการเชอมตออปกรณตรวจวด

1.3.1 โหลดเซลล (Load cell) ยหอ BONGSHIN รน DBBP-500 ใชส าหรบเปนอปกรณวดคาแรงในแนวดงและการวดคาแรงในแนวราบ โดยมรายละเอยดดงภาพท 1.10

119

ภาพท 1.10 แสดงรายละเอยดคณสมบตของ Load cell 1.3.2 ทรานสดวเซอรวดการเคลอนท (Displacement transducer) หรอ LVDT รน LSC Transducer SER No.HS50/8922 เปนอปกรณทางไฟฟาทใชวดคาการเคลอนท ในการทดสอบจะใชวดคาการเคลอนทในแนวดงไดคาการทรดตวของตวอยางดนทดสอบและวดคาการเคลอนทในแนวราบในขนตอนการเฉอนตวอยางดน โดยมรายละเอยดดงภาพท 1.11

ภาพท 1.11 แสดงรายละเอยดคณสมบตของ LVDT

1.3.3 ทรานสดวเซอรวดความดน (Pressure transducer) รน PM2057 PM-001BRES30-E-ZVG/US/ /P เปนอปกรณทแปลงคาความดนไปเปนสญญาณทางไฟฟา ใชส าหรบการวดคาแรงดนน าสวนเกนทเกดขน โดยมรายละเอยดดงภาพท 1.12

ภาพท 1.12 แสดงรายละเอยดคณสมบตของ Pressure transducer

120

1.3.4 อปกรณเกบบนทก (Data logger) ยหอ KYOWA รน PCD-300B คออปกรณทใชส าหรบเกบบนทกขอมลทเปนสญญาณชนดตางๆ โดยอปกรณเกบบนทกจะมหนวยความจ าส าหรบเกบคาทวดไดของสญญาณตามชวงเวลาการบนทกทก าหนดไวโดยอตโนมต โดยมรายละเอยดดงภาพท 1.13

ภาพท 1.13 แสดงรายละเอยดคณสมบตของ Data logger ยหอ KYOWA รน PCD-300B

1.3.5 ซอฟแวร DAS-100A เปนอปกรณทไดจากการประมวลผลทสงมาจาก อปกรณเกบบนทกโดยซอฟแวรมาพรอมอปกรณเกบบนทกของบรษทผผลต โดยมรายละเอยดดงภาพท 1.14

ภาพท 1.14 แสดงรายละเอยดคณสมบตของซอฟแวร DAS-100A

121

2. วธการใชงานเครองทดสอบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย

การใชงานเครองทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายประกอบดวย 2 ขนตอนใหญๆคอ การเตรยมตวอยางและการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงาย 2.1 การเตรยมตวอยาง การเตรยมตวอยางส าหรบการทดสอบ มขนตอนการเตรยมตวอยางดงตารางท 2.1 ใชเมนเบรนหมตวอยางดนแลวใชสแตครงในการควบคมปรมาตรตวอยางดนระหวางทดสอบ ตารางท 2.1 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ

ล าดบขนตอน รปภาพประกอบ 1) เรมจากการชงน าหนกแผนอะคลคแลวน าตวอยางดนเหนยวมาวางบนแผนอะคลคยแทนทดสอบ

2) น าอปกรณตดดน สวมเขาเสาของแทนเตรยมตวอยาง แลวท าการกดลงบนตวอยาง 3) ตวอยางดนทลนจากขอบบนของอปกรณตดดนใชลวดตดดนสวนทลนออก

4) น าทอสแตนเลสกลวงสวมบนอปกรณตดดนภายหลงจากตดดนสวนลนออกแลวมาสวม

5) น าอปกรณตดดนทมตวอยางดนดานในออกจากแทนเตรยมตวอยางแลวท าการกลบหวอปกรณตดดนแลวสวมเขาเสาของแทนทดสอบ 6) แลวท าการตดดนตวอยางทลมจากขอบบนของอปกรณตดดน

122

ตารางท 2.1 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ (ตอ) ล าดบขนตอน รปภาพประกอบ

7) น าอปกรณดนดนสวมเขากบเสาของแทนเตรยมตวอยางแลวท าการดนตวอยางดนทอยในอปกรณตดดนออก

8) เมอดนตวอยางดนออกแลว ท าการถอดอปกรณดนดนและอปกรณตดดนออก

9) น าตวอยางดนไปชงน าหนก บนทกคาน าหนกเปยกของตวอยางทดสอบ แลวท าการวดเสนผานศนยกลางและความสงของตวอยาง ซงโดยปกตขนาดของตวอยางจะเทากบขนาดของอปกรณตดดน

10) หลงจากชงน าหนก วดขนาดของตวอยางแลว ท าการตดตงกระดาษกรองและหนพรนโดยทตวอยางดนกระดาษกรองวางบนหนพรนทมฐานลางรองรบ(Bottom)

123

ตารางท 2.1 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ (ตอ) ล าดบขนตอน รปภาพประกอบ

11) น ายางหมตวอยางสวมเขากบอปกรณสวมยางหมตวอยาง ดดอากาศภายในของอปกรณสวมยางออกเพอใหยางแนบสนท แลวใช O-ring รดหวและทายของอปกรณสวมยาง

12) น าอปกรณสวมยางหมตวอยางสวมเขาแทนเตรยมตวอยางแลวท าคลยางมาหมตวอยาง โดยท าการคลสวนลางกอนแลวใช O-ring รด สวนดานบนน าฝาบน(Top cap) มาวางบนตวอยางดนแลวท าการคลยางสวนบนแลว

13) น าอปกรณสวมยางหมตวอยางออกจากแทนเตรยมตวอยาง

124

ตารางท 2.1 วธการเตรยมตวอยางทดสอบ (ตอ) 14) น าสแตครงมาครอบตวอยางดนทมยางหมตวอยางแลวใช O-ring รดฝาบน(Top cap) ของตวอยาง

15) น าอปกรณดนดนสวมเขาแทนเตรยมตวอยางแลวตอกบฝาบน (Top cap) โดยเกลยว เพอไมตวอยางดนเกดการรบกวน ขณะขนเกลยวขอตอระบายน า

16) น าตวอยางดนทถกเตรยมไวแลวน ามาวางบนแทนทดสอบของเครองทดสอบแรงเฉอนทางตรงอยางงาย

125

2.2 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบตรงอยางงาย 2.2.1 ขนตอนการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า (Saturation) เรมจากการใสน าหนกกดทบแนวดงเทากบ 5 kPa เพอไมใหแกนกดแนวดงยกตวขนพรอมทงขนลอกหามแกนแนวดง แลวท าการใสแรงดนน าเขาไปยงตวอยางดนทางรระบายน าดานลาง (Bottom) ใหแรงดนน าวงเขาไปในตวอยางดนแลวระบายออกทางรระบายน าดานฝาบน (Top Cap) ของตวอยางดน ดงภาพท 2.1 กระท าจนน าเขาไปเตมระบบ จากนนคลายลอกแกนแนวดงปลอยใหน าหนกแนวดงกดตวอยางเพอเปนการไลอากาศของจากมวลดน ทงไวประมาณ 5 ชวโมง จนเชอไดวาตวอยางดนอมตวดวยน าแลวจงปดวาลวแรงดนน า

Water

Tank

Air Pump

Valve close

Regulator

Pressure

Gauge

Pressure

Tranducer

Porous stone

Porous stone

Stack ring

membrane

O-Ring

Valve Open

Soil

ดงภาพท 2.1 ภาพจ าลองการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน า (Saturation)

ภาพท 2.2 วธการท าตวอยางดนใหอมตวดวยน า (Saturation)

126

2.2.2 ขนตอนการอดตวคายน า (Consolidation)

การอดตวคายน าของตวอยางทดสอบจะเพมความเคนในแนวดง ( vc ) เปนล าดบขนโดยมอตราสวนคา LIR=1 (Load increment ratio) จนกระทงมคาเทากบความเคนสงสด ( vm ) ทมคามากกวา ( p ) จากการทดสอบการอดตวคายน าแบบ 1 มต ในแตละล าดบขนของความเคนจะใชเวลาประมาณ 24 ชงโมง หรอจนกวาไมมการเปลยนแปลงแรงดนน าสวนเกน ภาพท 2.3 จากระบบขนตอนการท าใหตวอยางดนอมตวดวยน ากระบวนการอดตวคายน ากระท าโดยการใสน าหนกกดแนวดงแลวท าการปดวาลวระบายน าดานบนเพอใหมการระบายน าทางเดยว ดงภาพท 2.4 ระหวางท าการอดตวคายน าท าการบนทกขอมลคาจาก Load cell (V) และ LVDT (V)

vm 4

1

vm2

1

vmvc

p

vc log

Void

Ratio

n, e

ภาพท 2.3 แสดงการจ าลองการเพมความเคนในแนวดง ( vc ) ของการทดสอบการอดตวคายน า

ภาพท 2.4 แสดงการอดตวคายน า

127

2.2.3 ขนตอนการเฉอนตวอยาง

การเฉอนตวอยางแบบตรงอยางงายแบบทางเดยวโดยเครองมอทดสอบทพฒนา เรมจากปรบตงคาความเรวในการเฉอนทมอเตอรขบเคลอน ท าการปดวาลวระบายน าและท าการยดบงคบไมใหแกนแนวดงเกดการเปลยนแปลงความสงตวอยาง เปดสวตซมอเตอรขบเคลอน ระหวางท าการเฉอนตวอยางบนทกคาจาก Load cell(V), Load cell(H), LVDT(H) และ Pressure transducer ท าการเฉอนตวอยางจนมอตราความเครยดเฉอนเทากบ 20 % ดงภาพท 2.5

LVDT(H)

Pressure

Transducer

ภาพท 2.5 แสดงการเฉอนตวอยางดวยเครองมอทดสอบทพฒนาขนมา

2.3 การใชโปรแกรมซอฟแวร DAS-100A ในการบนทกขอมลการทดสอบ โปรแกรม DAS-100A เปนซอฟแวรทถกสรางขนมาเพอชวยอ านวยความสะดวกในการบนทกของมลจากเครองมอวดทแปลงสญญาณมาจาก data logger ของบรษทผผลต ซงมขนตอนการใชงานส าหรบการทดสอบการเฉอนแบบตรงอยางงายดงตอไปน

ขนตอนท 1 เรมจากการเปดโปรแกรม DAS-100A บน Window ขนมาดงภาพท 2.6 จะปรากฏหนาตางดงแสดงในภาพท 2.7

128

ภาพท 2.6 แสดงหนาจอการเปดโปรแกรม DAS-100A บน Window

ภาพท 2.7 แสดงหนาตางของโปรแกรม DAS-100A

129

ขนตอนท 2 จากนนท าการตงคาปรบแกทไดจากการท าการสอบเทยบเครองมอวด โดยการ

กดปม เพอตงคาการบนทกผลและก าหนดคาปรบแกของเครองมอวดแตละตว จะปรากฏหนาตาง ดงภาพท 2.8 โดยคาปรบแกจะก าหนดในชอง CAL Coefficient และก าหนดคาอนตามทตองการจากนนท าการกดปม “OK” เพอปดหนาตาง Set CH Condition

ภาพท 2.8 แสดงหนาตางของ Set CH Condition ของการตงคาอปกรณการวด

ขนตอนท 3 ท าการกดปม “MONITOR” จะขนไฟสเขยวทปม ดงภาพท 2.9 เปนการเปดรบสญญาณจาก Sensor ของเครองมอวด จากนนท าการตรวจสอบการเชอมตอของ Sensor ของเครองมอวดโดยการกดปม “BAL” ทจอ MONITOR จะปรากฏหนาตาง Balance result ดงภาพท 2.10 โดยหนาตางนจะแสดงผลของการเชอมตอ Sensor ของเครองมอวดทกตวเพอใหแนใจวาสญญาณทสงมามความถกตองซงจะปรากฏค าวา “OK” ในชองของ Result ของแตละ Chanel จากนนท าการกดปม “Close” เพอปดหนาตาง Balance result

130

ภาพท 2.9 แสดงหนาตางหลงจากการกดปม “MONITOR”

ภาพท 2.10 แสดงหนาตางของการ Balance result

131

ขนตอนท 4 การบนทกขอมลโดยบนทกขอมลจะท าการบนทกขอมล 2 ชวงคอชวงแรกบนทกขอมลกระบวนการอดตวคายของตวอยาง โดยท าการบนทก Load cell(V) และ LVDT(V)

สวนชวงทสองท าการบนทกขอมลกระบวนการเฉอนตวอยาง โดยท าการบนทก Load cell(V), Load cell(H), LVDT(H) และ Pressure transducer โดยขนตอนการบนทกขอมลเรมจากการกดปม

“REC/PAUSE” ปมสน าเงนบนจอ MONITOR จะปรากฏดงภาพท 2.11 แลวจะมค าวา “Recording”

บนจอ MONITOR แสดงวาเครองก าลงท าการบนทกขอมลแลว เมอสนสดของการทดสอบใหกดปม

“STOP” ปมสแดงบนจอ MONITOR โปรแกรมกจะท าการหยดบนทกขอมล ดงภาพท 2.12 ขอมลทบนทกจะถกเกบไวในแฟมทก าหนดเบองตน ซงสามารถเรยกไฟลผลการทดสอบเปดโดยโปรแกรม Microsoft Excel เปดอานคาได ดงภาพท 2.13 สามารถน าไปใชในการประมวลผลตอไป

ภาพท 2.11 แสดงหนาตางของการก าลงท าการบนทกขอมล

132

ภาพท 2.12 แสดงหนาตางของการบนทกขอมลไปยงแฟมทเกบเรยบรอยแลว

ภาพท 2.12 แสดงหนาตางของแฟมทเกบขอมลผลการทดสอบ

study and development for direct simple shear...

Documents