รูปแบบการวิบัติ
- Overturning : ป้องกันโดยคอนโทรลให้ตำแหน่ง Resultant Force อยู่ในระยะบวกลบ B/4 จากศูนย์กลางฐานรากกรณีฐานรากวางบนดิน หรือ บวกลบ 3B/8 สำหรับกรณีฐานรากวางบนหิน (หรือคอนโทรล F.S. ไม่น้อยกว่า 1.5 สำหรับการเช็คที่ service load โดยที่ F.S. = Mstabilize/Mdrive )
- Bearing Capacity : ป้องกันโดยไม่ให้หน่วยแรงอัดใต้ฐานเกินหน่วยแรงแบกทานที่ยอมให้ของดินใต้ฐาน การคิดหน่วยแรงกดใช้วิธี effective area (Be = B-2*e) ซึ่งจะได้เป็นหน่วยแรงแบบ Equivalent uniform pressure ใช้ในการตรวจสอบ Bearing capacity และการทรุดตัว เท่านั้น ( ส่วนการออกแบบตัวฐานรากให้คิดการกระจายแรงโดยการรวมหน่วยแรงปกติ คือ Stress = P/A + MC/I )
- Sliding : ป้องกันโดยไม่ให้แรงดันด้านข้างมีค่ามากกว่าแรงเสียดทานใต้ฐาน ใช้ Reduction Factor 0.80 สำหรับดินทราย 0.85สำหรับดินเหนียว (หรือให้ F.S. มีค่าไม่น้อยกว่า 1.5 สำหรับการเช็คที่ service load โดยที่ F.S. = Fstabilize/Fdrive )
แรงที่มากระทำ
- dead load (DC) : คิดตามหน่วยน้ำหนักวัสดุ
- vertical earth pressure (EV) : คิดตามหน่วยน้ำหนักวัสดุ ประมาณ 1.8-2.0 ตัน/ตร.ม.
- lateral earth pressure (EH) : ในการเช็คเสถียรภาพให้ใช้ Active Earth Pressure Coefficient (ka)
- live load surcharge (LSV ,LSH) : น้ำหนักจรใช้ค่า 0.5-1.0 ตัน/ตร.ม. ขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน
- wind load (if any) (W) : กรณีมีกำแพงให้คิดแรงลมด้วย คิดค่าแรงลมอย่างน้อย 50 กก./ตร.ม. หรือตามสภาพแวดล้อม
คิดแรงดันน้ำกระทำกับกำแพงไหม?
โดย่สมมติฐานปกติจะไม่คิดแรงดันน้ำมากระทำต่อกำแพงกันดิน จะใช้วิธีเตรียมรูระบายน้ำที่กำแพงเพื่อไม่ให้เกิดการสะสมของน้ำจึงไม่จำเป็นต้องคิดแรงดันน้ำ
เหตุผลที่ไม่ควรนำดินเหนียวมาเป็นวัสดุถมหลังกำแพง?
- การบดอัดดินเหนียวทำได้ยาก
- เมื่อการบดอัดที่สมบูรณ์ทำได้ยาก ก็ทำให้มีแนวโน้มจะเกิดโพรงปริมาณมากในเนื้อดิน ทำให้เกิดการทรุดตัวมากในภายหลัง
- ดินเหนียวบางชนิดมีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรสูง เมื่อแห้งก็จะหดตัวจนเกิดรอยแตกกว้างที่ผิวดิน เมื่ออิ่มตัวด้วยน้ำก็จะพองตัว
สัดส่วนโดยประมาณของ ความสูงต่อความยาวฐาน ( ไม่รวมกรณีมีแรงลม )
ลองพิจารณเสถียรภาพต่อการ overturning
พิจารณาฝั่ง drive จะเห็นว่าแรงที่มีผลให้โครงสร้างล้มคว่ำคือ EH และ LSH
พิจารณาฝั่ง stabilize จะเห็นว่าแรงที่ต้านทานการพลิกคว่ำคือ EV
จากนิยามของอัตราส่วนความปลอดภัย
แทนค่าสมการจะได้
ใช้ MathCAD ช่วยลดรูปสมการฝั่งซ้าย จะได้
จัดสมการใหม่ ให้อยู่ในรูป function ของ Hw
สมมติค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ดังนี้
กำหนดค่าตัวแปร
ใช้โปรแกรม MathCAD ช่วยหาคำตอบ
ลองหาอัตราส่วนระหว่างความกว้างฐานต่อความสูง
จะเห็นว่าที่ความสูง 1 ม. ต้องการความกว้างฐาน 55% ของความสูง อัตราส่วนจะค่อยๆลดลงตามความสูง จนที่ความสูง 8 เมตร จะต้องการความกว้างฐาน 42.8% ของความสูง
ถ้า plot กราฟความสัมพันธ์ระหว่าง ความสูงในแกนตั้ง กับความกว้างฐานในแกนนอน จะได้ดังนี้
ต่อไปลองพิจารณเสถียรภาพต่อการเคลื่อนตัวด้านข้าง
พิจารณาฝั่ง drive จะเห็นว่าแรงที่มีผลให้โครงสร้างเคลื่อนตัวคือ EH และ LSH
พิจารณาฝั่ง stabilize จะเห็นว่าแรงที่ต้านทานการเคลื่อนที่คือ EHP และ f
จากนิยามของอัตราส่วนความปลอดภัย
แทนค่าสมการจะได้
ใช้ MathCAD ช่วยลดรูปสมการฝั่งซ้าย จะได้
จัดสมการใหม่ ให้อยู่ในรูป function ของ Hw
สมมติค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ดังนี้
ใช้โปรแกรม MathCAD ช่วยหาคำตอบ
ลองหาอัตราส่วนระหว่างความกว้างฐานต่อความสูง
จะเห็นว่าที่ความสูง 1 ม. และ 2 ม. ผลลัพธ์มีค่าติดลบแสดงว่าแรงผลักทั้งหมดไม่ชนะแรง Passive ที่ต้านทานอยู่ ที่ระดับ 2 ม. จะเริ่มต้องการแรงเสียดทานมาช่วย โดยความกว้างที่ต้องการมีค่า 12.7% ของความสูง และค่าจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนที่ความสูง 8 เมตร จะต้องการ ความกว้างฐาน 48.9% ของความสูง
ถ้า plot กราฟความสัมพันธ์ระหว่าง ความสูงในแกนตั้ง กับความกว้างฐานในแกนนอน โดยPlot ลงในกราฟเดียวกับ กรณี Overturning จะได้ดังนี้
จากกราฟด้านบน จะเห็นว่าเกิดจุดตัดกราฟที่ความสูง ประมาณ 6.435 ม. ความสูงที่ต่ำกว่าความสูงนี้พฤติกรรม overturning จะเป็นตัว control ความต้องการความกว้างของฐาน ส่วนความสูงที่มากกว่า 6.435 ม. พฤติกรรม sliding จะเป็นตัว control
ผลลัพธ์ดังกล่าวนี้เป็นจริงเฉพาะค่าพารามิเตอร์ที่ใช้ในการคำนวณ ณ ที่นี้เท่านั้น ไม่สามารถใช้อ้างอิงได้ในกรณอื่นๆซึ่งต้องพิจารณาจากคุณสมบัติของดินเป็นสำคัญ แต่อย่างน้อยก็ทำให้เรารู้แนวโน้มว่าผลลัพธ์จะประมาณเท่าไร
link ไฟล์ MathCAD >>> https://drive.google.com/file/d/1aWzrdcRO_z-i6LMRt_AVuOLPd7BGnlZF/view?usp=sharing
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น