|
| การทรุดตัวของชั้นดินเนื่องจาก
Primary Consolidation มักเป็นสาเหตุให้เกิดความเสียหาย
เช่น การทรุดตัวของถนนบริเวณคอสะพาน, การแตกร้าวของอาคารอันเนื่องจากทรุดตัวมากเกินไปหรือทรุดตัวไม่เท่ากัน
(Differential Settlement), การทรุดตัวของพื้นโรงงานหรือพื้นอาคารชั้นล่างซึ่งถ่ายน้ำหนักลงบนผิวดินโดยตรง |
|
 |
| การทรุดตัวของถนนบริเวณคอสะพาน |
|
 |
การแตกร้าวของอาคารอันเนื่องจากทรุดตัวมากเกินไปหรือทรุดตัวไม่เท่ากัน
(Differential Settlement) |
|
 |
| การทรุดตัวของพื้นโรงงานหรือพื้นอาคารชั้นล่างซึ่งถ่ายน้ำหนักลงบนผิวดินโดยตรง |
|
ถ้าเราลองพิจารณาชั้นดินสมมติในรูปที่
1 เป็นชั้นของดินเหนียวชุ่มน้ำอยู่ระหว่างชั้นของทรายข้างล่างและข้างบน
สมมติให้ระดับน้ำใต้ดินปกติ (Static Ground Water
Level) อยู่ที่ผิวดินในรูป 1 (a) เมื่อมีน้ำหนักภายนอกกระทำบนผิวดิน
(Q) ทันทีทันใดระดับน้ำในชั้นดินเหนียวก็จะสูงขึ้นเท่ากับ
 Uo
เรียกว่า Initial Excess Pore Pressure เมื่อเปรียบเทียบระดับน้ำในชั้นทรายซึ่งจะลดลงลงสู่สมดุลโดยเร็ว
น้ำในชั้นของดินเหนียวก็พยายามจะไหลออกไปสู่ชั้นทรายซึ่งมีความดันต่ำกว่า
และเมื่อเวลาผ่านไปน้ำในชั้นดินเหนียวบางส่วนได้ไหลออกไป
Excess Pore Pressure ก็จะต่ำลง ดังในรูปที่ 1(b)
ต่อเมื่อเวลาผ่านไปนานพอ (t = tf =
 )
ระดับความดันในชั้นดินเหนียวก็จะคืนเข้าสู่ความดันปกติ |
|
| แต่เนื่องจากมวลดินเหนียวอยู่ในสภาพชุ่มน้ำ
(Saturated) เพราะฉะนั้นมวลดินรวมก็จะประกอบด้วยเนื้อดิน
(Solid) และน้ำระหว่างเม็ดดินเท่านั้น เมื่อน้ำจำนวนหนึ่งไหลออกไปก็จึงทำให้เกิดการลดปริมาตรของมวลดินขึ้น
คือการลดความหนาของชั้นดินเหนียวนั่นเอง |
|
 |
| รูปที่ 1 Consolidation Process
|
|
| คุณสมบัติสำคัญทางการทรุดตัว
ที่เราต้องการทราบมี 2 ประการด้วยกันคือ |
|
| 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 ซึ่งเมื่อทำการวิเคราะห์ทางเชิงคณิตศาสตร์ออกมาแล้วเราจะได้
ดัชนีค่าหนึ่งซึ่งบ่งถึงคุณสมบัติเกี่ยวกับการทรุดตัวเราเรียกว่า
“Coefficient of Consolidaton, (Cv)” |
|
 |
|
|
T |
= |
Time factor เป็นค่าคงที่ขึ้นอยู่กับ Percentage
of Consolidation และลักษณะ ของ Initial Excess
Pore pressure ดังในตารางที่ 1 |
| |
t |
= |
เวลาในการเปิด Percentage of Consolidation
ต่างๆ |
| |
H |
= |
ระยะไกลที่สุดที่น้ำในมวลดินจะต้องไหลออกมาสู่จุดสมดุล |
|
|
| 2.
ปริมาณการทรุดตัวสูงสุด (Total Settlement)
ซึ่งจะบ่งโดย “ดัชนีของการทรุดตัว” (Compressibility
Index), Cc |
|
| ตารางที่ 1 Time Factor |
| PERCENTAGE OF CONSOLIDATION, U |
Time Factor T |
| CASE 1 |
CASE 2 |
CASE 3 |
0
5
10
15
20
|
0
0.0020
0.0078
0.0177
0.0314
|
0
0.0030
0.0111
0.0238
0.0405
|
0
0.0208
0.0427
0.659
0.904 |
25
30
35
40
45
|
0.0491
0.0707
0.0962
0.126
0.159
|
0.0608
0.0847
0.112
0.143
0.177
|
0.128
0.145
0.187
0.207
0.242 |
50
55
60
65
70
|
0.197
0.239
0.286
0.342
0.403
|
0.215
0.257
0.305
0.359
0.422
|
0.281
0.324
0.371
0.435
0.488 |
75
80
85
90
95
|
0.477
0.567
0.674
0.848
1.129
|
0.495
0.586
0.702
0.867
1.148
|
0.562
0.652
0.769
0.933
1.214 |
100
|
|
|
|
|
|
 |
