อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวัฏจักรต่อพฤติกรรมการคืบของทรายออสตัน

บทคัดย่อ

วัสดุทางวิศวกรรมเทคนิคธรณี ทั้งวัสดุในที่และวัสดุถมกลับ อาทิ กรวดและทราย มักต้องรองรับน้ำหนักจากโครงสร้างทางวิศวกรรมโยธา เช่น อาคาร สะพาน และกำแพงกันดิน ซึ่งโดยทั่วไปสามารถสมมติให้มีความเค้นกระทำคงที่ เมื่อวัสดุเหล่านี้ได้รับแรงกระทำคงที่จะเกิดการเสียรูปที่เรียกว่า "การคืบ" ซึ่งพฤติกรรมการคืบระยะยาวนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออายุการใช้งานของโครงสร้าง นอกจากแรงกระทำคงที่แล้ว วัสดุทางวิศวกรรมเทคนิคธรณียังต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแวดล้อม เช่น การแปรผันของอุณหภูมิดินตามสภาพอากาศ จากงานวิจัยที่ผ่านมาพบว่า อุณหภูมิที่แตกต่างกันส่งผลต่อกำลังรับแรงเฉือน ค่าโมดูลัสอีลาสติก และพฤติกรรมการคืบของทราย อย่างไรก็ตาม อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวัฏจักรต่อพฤติกรรมการคืบยังไม่เคยได้รับการศึกษามาก่อน งานวิจัยนี้จึงมุ่งศึกษาอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวัฏจักรต่อพฤติกรรมการคืบของทรายออสตัน โดยทำการทดสอบแรงอัดสามแกนแบบควบคุมอุณหภูมิ ด้วยการเฉือนตัวอย่างไปยังค่าอัตราส่วนความเค้นต่าง ๆ จากนั้นควบคุมให้คงที่เพื่อให้เกิดการคืบ พร้อมทั้งจำลองการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวัฏจักรในช่วงระหว่าง 30 ถึง 60 องศาเซลเซียส ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า การคืบภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวัฏจักรไม่ส่งผลต่อกำลังรับแรงเฉือนสูงสุดของทรายออสตัน แต่ส่งผลกระทบให้ความเครียดการคืบมีค่าเพิ่มขึ้นมากกว่าความเครียดการคืบที่อุณหภูมิคงที่ และภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวัฏจักรความแตกต่างของค่าความเครียดการคืบระหว่างอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดในวัฏจักรการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะมีค่าลดลงเมื่ออัตราความเค้นเพิ่มมากขึ้น