พฤติกรรมของโครงสร้างฐานรากทางรถไฟภายใต้แรงกระทำเนื่องจากน้ำหนักรถไฟ

บทคัดย่อ

โครงสร้างฐานรากของทางรถไฟ ประกอบด้วย ชั้นดินเดิม (Subsoil) ชั้นรองพื้นทาง (Subgrade) ชั้นรองหินโรยทาง (Sub ballast) และชั้นหินโรยทาง (Ballast) ซึ่งพฤติกรรมการสั่นสะเทือนที่เกิดจากแรงกระทำแบบพลศาสตร์เนื่องจากการเดินรถเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้โครงสร้างฐานรากทางรถไฟเกิดความเสียหาย จนเป็นเหตุให้เกิดอุบัติเหตุ ความล่าช้า และความไม่สะดวกสบายในการโดยสาร แต่การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนโดยตรงทำได้ยาก เนื่องจากโครงสร้างฐานรากของทางรถไฟมีส่วนประกอบหลายชั้น ดังนั้น ในการศึกษาครั้งนี้ จะทำการประเมินพฤติกรรมของโครงสร้างฐานรากของทางรถไฟ เมื่อได้รับแรงกระทำเนื่องจากน้ำหนักรถไฟแบบสถิตยศาสตร์ (Static Load) เปรียบเทียบที่คุณภาพวัสดุต่าง ๆ ของโครงสร้างฐานรากทางรถไฟ โดยใช้แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์แบบ 3 มิติ ด้วยโปรแกรม PLAXIS 3D ผลการวิเคราะห์ พบว่า เมื่อชั้นวัสดุโครงสร้างมีคุณภาพแย่ โครงสร้างทางรถไฟมีค่าการทรุดตัวสูงสุดประมาณ 30.0 มิลลิเมตร มีค่าการกระจายความเค้นสูงสุดในแนวดิ่ง ประมาณ 0.11 MPa และค่าโมดูลัสมีค่าการกระจายตัวมากที่สุดอยู่ในช่วง 5,000 – 80,000 MPa ในโครงสร้างชั้นดินเดิม แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติในชั้นดินเดิมมีผลต่อการโก่งตัวของรางรถไฟมากกว่าชั้นทางอื่น ๆ ดังนั้นในการซ่อมบำรุงทางรถไฟควรให้ความสำคัญในการปรับปรุง ซ่อมแซมในโครงสร้างชั้นดินเดิมด้วย นอกเหนือจากการปรับปรุงในชั้นหินโรยทาง