ผลของการดูดน้ำของรากพืชต่อการเคลื่อนตัวของผิวดินบนโครงสร้างพื้นฐาน

บทคัดย่อ

โครงสร้างพื้นฐานเช่นถนนและคันดินรางรถไฟในกรุงเทพฯและปริมณฑลตั้งอยู่บนพื้นที่ดินเหนียวอ่อน และมักจะพบปัญหาเกิดจากการหดและขยายตัวของดินเหนียวตามฤดูกาล และนำไปสู่ปัญหาการทรุดตัวที่แตกต่างกัน (differential settlement) ซึ่งความรุนแรงของปัญหานี้อาจจะเพิ่มขึ้นได้เมื่อมีต้นไม้ไกล้เคียง เนื่องการดูดน้ำของพืชก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันน้ำในดิน (pore water pressure) ที่มากขึ้นบริเวณไกล้รากต้นไม้ การศึกษาที่ผ่านมามักจะอ้างอิงระยะปลอดภัยระหว่างต้นไม้และสิ่งก่อสร้างจากค่าความสูงของต้นไม้แต่ไม่ได้คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงแรงดันน้ำในดิน ดังนั้นการพิจารณาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงแรงดันน้ำในดินที่จากอิทธิพลการดูดน้ำของพืชจะช่วยให้เข้าใจการทรุดตัวของดินและหลีกเลี่ยงปัญหาการทรุดตัวที่จะเกิดกับโครงสร้างพื้นฐาน บทความนี้จะทำการศึกษาผลของการดูดน้ำของพืชต่อความปลอดภัยและความสามารถในการใช้งานของโครงสร้างใกล้เคียง บทความนี้ได้อ้างอิงวิธีการจำลองการดูดน้ำของพืชอย่างง่ายเพื่อพิจารณาผลของการเปลี่ยนแปลงแรงดันน้ำที่เกิดขึ้นจากพืชต่างชนิดกัน โดยใช้แบบจำลองไฮโปพลาสติก (hypoplastic model) สำหรับดินไม่อิ่มน้ำ (unsaturated soil) เพื่อจำลองพฤติกรรมแบบไม่เป็นเส้นตรงทั้งเชิงกลและเชิงชลศาสตร์ควบคู่กัน (coupled non-linear hydro-mechanical behavior) ค่าตัวแปรต่าง ๆ ของดินและต้นไม้มาจากการสอบเทียบกับข้อมูลภาคสนาม โดยผลการวิเคราะห์ชี้ให้เห็นว่า หากโครงสร้างพื้นฐานอยู่ใกล้กับต้นไม้เกินไปจะส่งผลต่อความสามารถในการใช้งานและความปลอดภัยได้