SOIL TEST
August 20th, 2009
| 
Author: Administrator
| 
 |
| การทดสอบการยุบตัวของดิน CONSOLIDATION TEST |
| อ้างอิง : (ASTM D 2435-65 T) |
| ปัญหาที่สำคัญอีกประการหนึ่งทางด้านปฐพีกลศาสตร์ ก็คือ การทรุดตัวของชั้นดิน อันเกิดจากการ |
| กดทับ หรือ น้ำหนักบรรทุกของสิ่งก่อสร้างบนผิวดิน ซึ่งอาจแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ |
| 1. Elastic Deformation เกิดจากคุณสมบัติยืดหยุ่นของดิน ปกติมักจะเกิดขึ้นทันทีที่มีน้ำหนัก |
| กดทับ และมีปริมาณไม่มากนัก |
| 2. Primary Consolidation เกิดจากปริมาณน้ำหรืออากาศที่ถูกบีบออกจากมวลดิน ทำให้ |
| ปริมาตรรวมของดินลดลง ซึ่งมักเป็นสาเหตุสำคัญของการทรุดตัวของดินตะกอนในแถบลุ่มน้ำ เช่น กรุงเทพฯ‚ สมุทรปราการ‚ นนทบุรี‚ ปทุมธานี |
| 3. Secondary Consolidation กล่าวกันว่ามีสาเหตุจาก Plastic deformation และการจัดเรียง |
| ตัวของเม็ดดิน เกิดขึ้นภายหลังจาก Primary Consolidation |
| ในการทดลองนี้ จะมุ่งที่จะหาคุณสมบัติของดินที่เกี่ยวข้องกับ Primary Consolidation |
| เป็นส่วนใหญ่ |
| ที่มา : www.cte.kmutt.ac.th |
 |
| ทฤษฎี |
| การทรุดตัวของชั้นดินเนื่องจาก Primary Consolidation มักเป็นสาเหตุให้เกิดความเสียหาย |
| เช่น การทรุดตัวของถนนบริเวณคอสะพาน‚ การแตกร้าวของอาคารอันเนื่องจากทรุดตัวมากเกินไป หรือทรุดตัวไม่เท่ากัน Differential Settlement‚ การทรุดตัวของพื้นโรงงานหรือพื้นอาคารชั้นล่างซึ่งถ่ายน้ำหนักลงบนผิวดินโดยตรง |
 Differential Settlement |
 |
| ถ้าเราลองพิจารณาชั้นดินสมมติในรูปที่ 1 เป็นชั้นของดินเหนียวชุ่มน้ำ อยู่ระหว่างชั้นของทรายข้าง |
ล่างและข้างบน สมมติให้ระดับน้ำใต้ดินปกติ Static Ground Water Level อยู่ที่ผิวดินในรูปที่ 1 (a) เมื่อมีน้ำหนักภายนอกกระทำบนผิวดิน (Q) ทันทีทันใดระดับน้ำในชั้นดินเหนียวก็จะสูงขึ้นเท่ากับ U0 เรียกว่า Initial Excess Pore Pressure เมื่อเปรียบเทียบระดับน้ำในชั้นทราย ซึ่งจะลดลงสู่สมดุลย์โดยเร็ว น้ำในชั้นของดินเหนียวก็พยายามจะไหลออกไปสู่ชั้นทราย ซึ่งมีความดันต่ำกว่า และเมื่อเวลาผ่านไป น้ำในชั้นดินเหนียวบางส่วนได้ไหลออกไป Excess Pore Pressure ก็จะต่ำลง ดังในรูปที่ 1(b) ต่อเมื่อเวลาผ่านไปนานพอ ( t = tf =  ) ระดับความดันในชั้นดินเหนียวก็จะคืนเข้าสู่ความดันปกติ |
| แต่เนื่องจากมวลดินเหนียวอยู่ในสภาพชุ่มน้ำ Saturated เพราะฉะนั้นมวลดินรวมก็จะประกอบด้วย |
| เนื้อดิน Solid และน้ำระหว่างเม็ดดินเท่านั้น เมื่อน้ำจำนวนหนึ่งไหลออกไปก็จึงทำให้เกิดการลดปริมาตรของมวลดินรวมขึ้น คือการลดความหนาของชั้นดินเหนียวนั่นเอง |
 |
| คุณสมบัติสำคัญทางการทรุดตัว ที่เราต้องการทราบมี 2 ประการด้วยกัน คือ |
| 1. อัตราความเร็วในการทรุดตัว Rate of Settlement คือ อัตราเร็วของน้ำที่สามารถไหลออกจากชั้นดิน ซึ่งขึ้นอยู่กับอิทธิพลของสิ่งเหล่านี้ |
| ก. มวลดินมีความชุ่มน้ำมากน้อยเพียงใด Degree of Saturation |
| ข. ความสามารถของดินที่ให้น้ำซึมได้ดีเพียงใด Coefficient of Permeability |
| ค. ระยะที่น้ำจะต้องซึมผ่าน Drainage path ไปสู่จุดสมดุลย์ |
| จาก Terzaghi’s Consolidation Theory ซึ่งเมื่อทำการวิเคราะห์ทางเชิงคณิตศาสตร์ออกมา |
| แล้วเราจะได้ ดัชนีค่าหนึ่งซึ่งบ่งถึงคุณสมบัติเกี่ยวกับการทรุดตัวเราเรียกว่า Coefficient of Consolidation‚ (Cv) |
 |
| T | = | Time factor เป็นค่าคงที่ขึ้นอยู่กับ Percentage of Consolidation และลักษณะของ |
| Initial Excess Pore pressure ดังตารางที่ 1 |
| t | = | เวลาในการเปิด Percentage of Consolidation ต่าง ๆ |
| H | = | ระยะไกลที่สุดที่น้ำในมวลดินจะต้องไหลออกมาสู่จุดสมดุลย์ |
ตารางที่ 1 Time Factor |
 |
| ปริมาณการทรุดตัวสูงสุด Total Settlement ซึ่งจะแบ่งโดย “ดัชนีของการทรุดตัว” |
| Compressibility Index‚ Cc |
| ที่มา : www.gerd.eng.ku.ac.th |