การประเมินการกัดเซาะบริเวณฐานรากตื้นจากสึนามิด้วยสมการเชิงประจักษ์: กรณีศึกษาหาดป่าตอง

บทคัดย่อ

สึนามิเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่ถึงแม้จะเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก แต่ก็สามารถส่งผลกระทบร้ายแรงทั้งต่อชีวิต ทรัพย์สิน ระบบนิเวศน์ และเศรษฐกิจ การออกแบบโครงสร้างอาคารในพื้นที่ชายฝั่งสามารถออกแบบให้ต้านทานแรงจากคลื่นสึนามิ อย่างไรก็ตาม สึนามิสามารถก่อให้เกิดการกัดเซาะดินบริเวณฐานรากตื้น ซึ่งเพิ่มพื้นที่ผิวที่รับแรงและลดเสถียรภาพของฐานราก จนอาจนำไปสู่การพังทลายหรือการพลิกคว่ำของโครงสร้างได้ ประเทศไทยมีโครงสร้างที่อยู่อาศัยบางส่วนใช้ฐานรากตื้น ซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่อการกัดเซาะดังกล่าว การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความลึกในการกัดเซาะของดินในบริเวณฐานรากตื้นภายใต้แรงกระทำจากสึนามิ โดยใช้ข้อมูลพื้นที่ศึกษาคือ หาดป่าตอง จังหวัดภูเก็ต ความเร็วและความสูงของคลื่นสึนามิที่วิ่งขึ้นฝั่งจะถูกคำนวณด้วยวิธีเส้นระดับพลังงาน ส่วนความลึกการกัดเซาะจะถูกคำนวณด้วยสมการเชิงประจักษ์ของซูเมอร์และคณะ จากนั้นแรงที่สึนามิกระทำกับโครงสร้างฐานรากจะถูกคำนวณด้วยสมการแรงต้านของน้ำ ผลการศึกษาพบว่าความลึกการกัดเซาะสูงสุดมีค่าเป็น 1.3 เท่า ของเส้นผ่านศูนย์กลางเสาตอม่อกลม และ 2 เท่า ของความกว้างเสาตอม่อเหลี่ยม แรงเพิ่มเติมจากสึนามิที่กระทำต่อตอม่อหลังการกัดเซาะมีค่าสูงสุด 0.75–2.0 กิโลนิวตัน สำหรับเสากลม และ 2.0–15 กิโลนิวตัน สำหรับเสาเหลี่ยม แรงเหล่านี้ควรนำไปพิจารณาในการออกแบบเสถียรภาพฐานรากตื้นต่อไป