กำลังแบกทานของดินเหนียวแบบไม่สมนัยแบบสุ่มเชิงพื้นที่ ด้วยวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอวิธีการสุ่มเชิงพื้นที่ (Random Field) ด้วยวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์ ใช้เทคนิค Random Adaptive Finite Element Limit Analysis (RAFELA) และการวิเคราะห์ขีดจำกัดบนและขีดจำกัดล่าง (Upper and Lower bound analysis) ของโปรแกรม OPTUM G2 โดยศึกษาอิทธิพลความยาวสหสัมพันธ์เชิงพื้นที่ของกำลังต้านแรงเฉือนสภาวะไม่ระบายน้ำในดินไม่สมนัย สัมประสิทธิ์ความแปรปรวนของกำลังต้านแรงเฉือนสภาวะไม่ระบายน้ำในดินไม่สมนัย เงื่อนไขของสภาพชั้นดิน และรูปทรงเรขาคณิต ที่มีผลต่อค่าตัวเลขเสถียรภาพ ความน่าจะเป็นของการวิบัติ อัตราส่วนความปลอดภัย และรูปแบบการวิบัติ ของปัญหาเสถียรภาพของฐานรากตื้นภายใต้เงื่อนไขระนาบความเครียด การศึกษานี้กำหนดให้กำลังต้านแรงเฉือนสภาวะไม่ระบายน้ำในดินไม่สมนัยมีรูปแบบการแจกแจงปกติแบบล็อก ซึ่งการวิเคราะห์เสถียรภาพแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน คือ การวิเคราะห์ด้วยการกำหนดค่าที่แน่นอน (Deterministic Analysis) ของกำลังต้านแรงเฉือนสภาวะไม่ระบายน้ำในดินไม่สมนัย และการสุมค่า (Random) โดยใช้การวิเคราะห์สโตคาสติก (Stochastic Analysis) ประมาณค่าพารามิเตอร์ของตัวแปรสุ่ม (Random Variable) โดยใช้กระบวนการทำวนซ้ำหลาย ๆ ครั้ง ด้วยวิธีการจำลองมอนตีคาร์โล (Monte Carlo Simulation) ของกำลังต้านแรงเฉือนสภาวะไม่ระบายน้ำในดินไม่สมนัย ซึ่งนำผลลัพธ์ที่ได้จากทั้งสองวิธีมาวิเคราะห์หาค่าอัตราส่วนความปลอดภัย (Factor of Safety) ที่ทำให้ความน่าจะเป็นของการวิบัติ (Propability of Failure) มีค่าน้อยกว่า 0.001 นำเสนอค่าอัตราส่วนความปลอดภัยและความน่าจะเป็นของการวิบัติที่เหมาะสมสำหรับปัญหาเสถียรภาพฐานรากตื้น จากการศึกษาพบว่า อิทธิพลความแปรปรวนเชิงพื้นที่ของกำลังต้านทานแรงเฉือนสภาวะไม่ระบายน้ำในดินไม่สมนัย ค่าตัวเลขเสถียรภาพจากการสุ่มค่าส่งผลให้ความน่าจะเป็นของการวิบัติสูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเทียบกับค่าตัวเลขเสถียรภาพจากการกำหนดค่าที่แน่นอน นอกจากนี้ยังพบว่า สัมประสิทธิ์ความแปรปรวนกำลังต้านทานแรงเฉือนสภาวะไม่ระบายน้ำในดินไม่สมนัยมีอิทธิพลต่อค่าเสถียรภาพ ความน่าจะเป็นของการวิบัติ อัตราส่วนความปลอดภัย และรูปแบบการวิบัติมากกว่าปัจจัยอื่น ๆ