แบบจำลองความสัมพันธ์สำหรับพฤติกรรมของผิวสัมผัสระหว่างทรายกับโครงสร้างผิวเรียบ

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับพฤติกรรมของผิวสัมผัสระหว่างทรายกับโครงสร้างโดยใช้เครื่องมือ Direct shear test ทรายที่ใช้ทดสอบเป็นทรายแม่น้ำในสภาพแห้ง ซึ่งมีความหนาแน่นสูงสุดเท่ากับ ૪_max = 17.90 kN/m³ และความหนาแน่นต่ำสุดเท่ากับ ૪_min = 15.50 kN/m³ ในการทดสอบจะใช้ทรายที่มีความหนาแน่นเริ่มต้น 2 ความหนาแน่น (Dr = 35% และ Dr = 85%) โดยใช้หน่วยแรงกระทำขนาด  100 , 200 , 300 kPa ภายใต้สภาวะ Constant Normal Load (CNL) และ Constant Normal Stiffness (CNS) จากการศึกษาพบว่าการทดสอบกำลังรับแรงเฉือนโดยตรงแบบ CNL หน่วยแรงตั้งฉาก มีผลต่อกำลังรับแรงเฉือน (τ ) และการเคลื่อนที่เชิงปริมาตร (การยุบตัวหรือขยายตัว [u]) ขึ้นอยู่กับสภาพเริ่มต้นของตัวอย่าง ในขณะที่การทดสอบภายใต้สภาวะ CNS ค่าหน่วยแรงตั้งฉากจะเปลี่ยนแปลงเมื่อมีแรงเฉือนมากระทำ ทรายหลวมเมื่อมีการยุบตัวจะทำให้หน่วยแรงตั้งฉากลดลง ในขณะที่ทรายแน่นการขยายตัวจะทำให้หน่วยแรงตั้งฉากเพิ่มขึ้น จะเห็นได้ว่าค่า Stiffness ทำให้หน่วยแรงตั้งฉากเปลี่ยนไป ในการทำแบบจำลองเชิงตัวเลข ตัวแปรต่าง ๆ ที่อธิบายพฤติกรรมของผิวสัมผัสระหว่างทรายกับโครงสร้างสามารถหาได้จากการทดสอบแรงเฉือนโดยตรงไม่ว่าจะอยู่ในสภาวะใด ๆ แบบจำลองที่ได้สามารถอธิบายพฤติกรรมของผิวสัมผัสระหว่างทรายกับโครงสร้างได้เป็นที่น่าพอใจ