การวิเคราะห์ไฟไนต์อิลิเมนต์ของเสถียรภาพด้านหน้าอุโมงค์แบบไม่ระบายน้ำในดินเหนียว

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการศึกษาเสถียรภาพด้านหน้าอุโมงค์แบบไม่ระบายในดินเหนียว การศึกษานี้ ดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ไฟไนต์อิลิเมนต์แบบ 2 มิติ และ 3 มิติ การวิเคราะห์แบบ 2 มิติถูกประยุกต์ใช้กับหน้าตัดตามขวางและหน้าตัดตามยาว ในขณะที่การวิเคราะห์แบบ 3 มิติ ถูกประยุกต์ใช้กับรูปทรงเรขาคณิตแบบ 3 มิติ สถานะของการวิบัติหรือการพังทลายในการวิเคราะห์ไฟไนต์อิลิเมนต์ ได้โดยการประมาณจาก การใช้หลักการลดทอนกำลังในการหาอัตราส่วนความปลอดภัยของเสถียรภาพแบบไม่ระบายน้ำ หน้าตัดตามขวางและตามยาวไม่พิจารณาดาดอุโมงค์ในแบบจำลอง แต่แบบ 3 มิติจำลองให้ดาดอุโมงค์เป็นแบบแข็งเกร็ง พร้อมกับมีพื้นผิวสัมผัสแบบขรุขระสมบูรณ์ ดินเหนียวถูกจำลองให้เป็นวัสดุแบบมอร์-คูลอมบ์ในขณะที่กำลังรับแรงเฉือนแบบไม่ระบายน้ำพิจารณาให้คงที่ หรือเพิ่มขึ้นตามความลึกแบบเชิงเส้น ผลเฉลยเชิงตัวเลขถูกนำเสนอในรูปของชารต์เสถียรภาพของพารามิเตอร์ไร้มิติ การเปรียบเทียบระหว่างผลเฉลยที่ผ่านมากับการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าส่วนใหญ่มีความสอดคล้องเป็นอย่างยิ่งทั้งในกรณีปัญหา 2 มิติ และ 3 มิติ นอกจากนั้น การวิเคราะห์เสถียรภาพด้านหน้าอุโมงค์ในชั้นดินกรุงเทพมหานครได้ถูกดำเนินการประยุกต์ใช้จริงด้วยเช่นกัน ได้สามผลงานใหม่ที่สำคัญจากงานวิจัยนี้ต่อองค์ความรู้เดิมที่มีในอดีตที่ผ่านมาสำหรับเสถียรภาพด้านหน้าอุโมงค์ อย่างแรกคือการศึกษานี้ได้มีการตรวจสอบผลกระทบ 3 มิติของอัตราส่วนความปลอดภัย ซึ่งมีค่าประมาณ 2.5 และ 1.8 ของหน้าตัดตามขวางและหน้าตัดตามยาวตามที่ได้วิเคราะห์มาตามลำดับ อย่างที่สองคือการศึกษานี้ได้นำเสนอสมการเซมิ-เอมพิริคัล จากการปรับเส้นโค้ง ซึ่งมีความถูกต้องแม่นยำกับข้อมูลจากผลเฉลยเชิงตัวเลข โดยผลเฉลยที่ได้จากการวิเคราะห์ปัญหาเสถียรภาพในทางปฏิบัติสามารถหาได้ง่ายและถูกต้องแม่นย่ำโดยปราศจากการใช้ชารต์เสถียรภาพ สุดท้ายคือการทรุดตัวสูงสุดบนพื้นผิวดินอาจประมาณได้โดยการใช้ความสัมพันธ์ที่ถูกนำเสนอบนพื้นฐานของการทำนายอัตราส่วนความปลอดภัยจากสมการที่ได้นำเสนอมาแล้วข้างต้น