การประเมินหน่วยแรงและการเสียรูปที่เกิดขึ้นของถุงจีโอเท็กซ์ไทล์บรรจุทรายภายใต้เงื่อนไขน้ำ หนักแบบกดบนพื้นฐานการพัฒนาเสถียรภาพความลาด

Assessment of induced stress and deformation of geotextile bags filled with sand under compressive loading condition based on slope stability improvement

Name: จิตินันต์ พรหมรินทร์

ThaSH: จีโอเท็กซ์ไทล์

ThaSH: แบบจำลองทางวิศวกรรม

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

ThaSH: สครีตเอลิเมนต์

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา กำลังรับแรงกดและการเสียรูปของถุงจีโอเท็กซ์ ไทล์บรรจุทราย และผลกระทบจากขนาดของทรายที่ใช้บรรจุ และเพื่อสร้างแบบจำลองการทดสอบ การรับน้ำหนักแบบกดของถุงจี โอเท็กซ์ไทล์บรรจุทรายชนิดถุงเดี่ยวสำหรับการพัฒนาเสถียรภาพ ความลาด ด้วยการวิเคราะห์เชิงตัวเลขแบบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยจากผลการทดสอบรับแรงกดใน แนวดิ่งโดยจำกัดการเคลื่อนที่ด้านข้างในหนึ่งทางของถุงจีโอเท็กซ์ไทล์บรรจุทรายถุงเดี่ยว ซึ่งเป็นการ ทดสอบที่ถูกออกแบบทั้งถุงจีโอเท็กซ์ไหล์, วัสดุและอุปกรณ์การทดสอบเพื่อใช้งานเฉพาะในงานวิจัย นี้ เพื่อสนับสนุนการแสดงผลแบบ 2 มิติ โดยในการทดสอบใช้ตัวอย่างทรายชนิดมวลรวมขนาดคละ เม็ดเดียว (Uniform-Graded Particles) จำนวน 3 ขนาด บรรจุภายในถุง ผลการทดสอบพบว่า ถุงจีโอเท็กซ์ไทล์บรรจุทรายสามารถรับแรงกดได้อย่างมาก โดยมี แนวโน้มการเพิ่มขึ้นของกำลังรับแรงเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ ในช่วงความเครียดแรกและจากนั้นจะเพิ่มขึ้น อย่างต่อเนื่อง และเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงความเครียดสุดท้าย และมีพฤติกรรมการเสียรูปแนวราบ มากกว่าแนวดิ่ง โดยมีค่าประมาณ 2 เท่าของความเครียดแนวดิ่งในความเครียดแนวดิ่งช่วงแรก หลังจากนั้นจะลดลงและมีค่าคงที่ไปจนความเครียดแนวดิ่งสุดท้ายที่ประมาณ 1.30 เท่าของ ความเครียดแนวดิ่ง และพบว่าถุงจี โอเท็กซ์ไทล์บรรจุทรายมีพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงปริมาตร โดย ในช่วงความเครียดแนวดิ่ง 5 เปอร์เซ็นต์แรก ปริมาตรของถุงบรรจุทรายมีการเพิ่มขึ้น เนื่องจาก (1) การ จัดเรียงอนุภาคทรายภายในถุง (2) การขยายตัวของจี โอเท็กซ์ไทล์ และ (3) การขยายความหนาของจีโอ เท็กซ์ไทล์ และหลังจากนั้นจะลดลงอย่างต่อเนื่องจนสิ้นสุดการทดสอบ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลง อัตราส่วนความกว้างต่อความสูงของถุงและพบการแตกหักของอนุภาคระหว่างการทดสอบ อย่างไรก็ ตามระหว่างการลดลงของปริมาตรถุงในช่วงดังกล่าว พบว่ามีการเพิ่มขึ้นของปริมาตรเนื่องมาจากการ จัดเรียงตัวของทราย, การขยายตัวของจีโอเท็กซ์ไทล์เมื่อรับแรงดึง และการพองตัวและ ขัดตัวกัน ระหว่างอนุภาคทราย ผลกระทบจากขนาดของทรายที่ใช้บรรจุ ไม่มีผลต่ออัตราส่วนการเสียรูปของถุงจีโอเท็กซ์ไทล์ บรรจุทราย แต่มีผลต่อพฤติกรรมการรับแรงกดในช่วงก่อนความเครียดแนวดิ่ง 25 เปอร์เซ็นต์ โดย สรุปได้ว่าเป็นช่วงพฤติกรรมการรับแรงโดยมีอิทธิพลหลักจากกำลังรับแรงของทรายที่ใช้บรรจุ ซึ่งจะ ตรงกันข้ามกับผลหลังจากความเครียดแนวดิ่ง 25 เปอร์เซ็นต์ จะเป็นช่วงพฤติกรรมการรับแรงโดยมี อิทธิพลหลักจากการรับแรงดึงของจีโอเท็กซ์ไทล์ โดยมีขนาดของอนุภาคเป็นตัวกำหนดปริมาณ จากผลการวิเคราะห์แบบจำลองการทดสอบการรับน้ำหนักแบบกดของถุงจีโอเท็กซ์ไทล์บรรจุ ทรายชนิดถุงเดี่ยวด้วยโปรแกรม PLAXIS2D บนพื้นฐานการวิเคราะห์เชิงตัวเลขแบบวิธีไฟไนต์เอ เมนต์ โดยอาศัยสมการความสัมพันธ์ของ Matsuoka and Liu (2003) ในการสร้างแบบจำลองวัสดุผสม ระหว่างจีโอเท็กซ์ไทล์และ ทราย และจำเป็นต้องมีการกำหนดความเครียดเชิงปริมาตรก่อนการ วิเคราะห์ ซึ่งจะสามารถให้ผลลัพธ์ของการเสียรูปในแนวดิ่งและแนวราบที่มีแนวโน้มเช่นเดียวกันกับ ผลการทดสอบ อย่างไรก็ตามผลของหน่วยแรงในช่วงความเครียดแนวดิ่งที่ได้รับในการวิเคราะห์ แบบจำลองจะมีแนวโน้มอยู่ในช่วงเดียวกันกับในการทดสอบอยู่ที่ประมาณ 0-25 เปอร์เซ็นต์ เท่านั้น ซึ่งสำหรับการพัฒนาเสถียรภาพความลาดนับว่าเพียงพอต่อการนำไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบ โดย มีขอบเขตจำกัดที่ความเครียดแนวดิ่ง 25 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหากมีการนำไปประยุกต์ใช้ในปริมาณความเครียดที่มากกว่า ควรระวังถึงผลการคำนวณที่จะได้รับและมีการพิจารณาต่อไป

Abstract: The thesis aims to study the strength and deformation of geotextile bags filled with sand and the effect of the size of the filling sand under compressive loading. Then, the numerical model of a single sandbag is simulated by numerical analysis based on a finite element method for slope stability improvement. The testing results were obtained from the vertical compressive loading test without 1- directional lateral displacement, which the test was designed including to geotextile bags, materials, and testing equipment for application in this research especially, to support the 2-dimension model. There were 3 sample sand sizes of uniform-graded particles packed in bags. The test results show all sandbags have a highly bearing capacity with increasing strength, which increases slowly in the early vertical strain then increases steadily and increases significantly in the final vertical strain. The horizontal deformation behavior of all 3 sandbags is greater than vertical deformation, which is 2 times of vertical strain approximately in the initial vertical strain, after that it decreases and be constant until the final strain at 1.30 times of vertical strain approximately. The geotextile bags containing sand show the volume change behavior. At the first 5 percent of vertical strain, the volume of the sandbags increases due to (1) the arrangement of sand particles in the bag (2) the expansion of the geotextile and (3) the expansion of thickness of the geotextile. After that they continue to decrease the volume until the end of the test. This is due to a change in the width-to-height ratio of the bag and particle breakage during the test. However, there is the increase in volume while the volume was decreasing during this period due to the orientation of the sand, the expansion of the geotextile upon tensile strength and the dilation between the sand particles. The effect of the filling sand size has no effect on the deformation ratio of the sandbag. But it affects the stress behavior before the 25 percent vertical strain. It can be concluded that this period is mainly influenced by the shear strength of the filling sand. In contrast, after 25 percent vertical strain is the period mainly influenced by the tensile applying of the geotextile. The numerical analysis based on finite element method by PLAXIS2D program, which is based on the relational equation of Matsuoka and Liu (2003) to model the combined material model between geotextiles and sand. The modelis necessary to determine the volumetric strain before the analysis. This modelcan produce results of vertical and horizontal deformation that tend as same asthe test results. The stress results obtained in the model analysis tendsto be in the same range as in the test, only about 0-25 percent of verticalstrain. However, the slope stability improvement is sufficient for applicationin design with a limit of 25 percent vertical strain. The applying of the modelgreater than the limit strain should be aware of the results due to calculations and should be considered further.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: พีรพงศ์ จิตเสงี่ยม

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2565

Modified: 2566-07-11

Issued: 2566-07-11

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	610631006.pdf	62.63 MB

ใช้เวลา

0.031122 วินาที