การพัฒนาวัสดุเสริมกำลังจากวัสดุพลาสติกใยแก้วสำหรับกำแพงกันดินเสริมกำลังเชิงกล

บทคัดย่อ

การประยุกต์ใช้วัสดุเสริมกำลังในดินมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับแรงเฉือนในดิน ซึ่งทำให้ดินมีเสถียรภาพมากขึ้น งานวิจัยนี้จะศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการใช้วัสดุพลาสติกใยแก้ว มาทดแทนการใช้เหล็กรูปพรรณ และประยุกต์ใช้กับกำแพงกันดินเสริมกำลังเชิงกล วัสดุเสริมกำลังจากวัสดุพลาสติกใยแก้วประกอบด้วยวัสดุพลาสติกใยแก้วแบบแถบและแบบหน้าตัดฉากประกบกันและยึดด้วยสลักเกลียว งานวิจัยนี้ศึกษากำลังรับแรงฉุดแบกทาน พฤติกรรมของกำแพงกันดินเสริมกำลังด้วยวัสดุ FRP ที่ก่อสร้างจริงในสนาม ส่วนสุดท้ายนำเสนอการประยุกต์ใช้การจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ การจำลองมอนติคาร์โล และการหาค่าที่เหมาะสมของกำแพงกันดินเสริมกำลังด้วยวัสดุ FRP พบว่ามุมเสียดทานระหว่างดินและวัสดุพลาสติกใยแก้วมีค่าเท่ากับ 0.92tan? กำลังต้านทานแรงฉุดแบกทานของวัสดุเสริมกำลังจากวัสดุพลาสติกใยแก้วที่หน่วยแรงตั้งฉากเท่ากับ 25 กิโลนิวตันต่อตารางเมตรมีค่าใกล้เคียงกับกลไกการวิบัติแบบเฉือนทั่วไป เนื่องจากวัสดุเสริมกำลังจากวัสดุพลาสติกใยแก้วถูกฉุดและเฉือน โซนของดินที่ล้อมรอบวัสดุเสริมกำลังจากวัสดุพลาสติกใยแก้วมีแนวโน้มที่จะขยายตัว สำหรับหน่วยแรงตั้งฉากเท่ากับ 50 และ 75 กิโลนิวตันต่อตารางเมตร กำลังต้านทานแรงฉุดแบกทานมีค่าใกล้เคียงกับกลไกการวิบัติแบบเฉือนทะลุปรับปรุง (Modified punching failure) กลไกการรบกวนสามารถแบ่งออกเป็น 3 โซน โซนที่ 1 กลไกการวิบัติแบบบล็อก เมื่อ S/B มีค่าน้อยกว่า 5.0 โซน 2 กลไกการวิบัติแบบรบกวนกัน เมื่อ S/B มีค่าระหว่าง 5.0 และ 32 และโซน 3 กลไกการวิบัติแบบอิสระ เมื่อ S/B มีค่าเกินกว่า 32 หลังสิ้นสุดการก่อสร้างการทรุดตัวเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งมีค่าประมาณ 30-35 มิลลิเมตร ในขณะที่ ความเค้นที่ตำแหน่งใกล้กับแผ่นกำแพงมีค่าสูงกว่าความเค้นในแนวดิ่งที่ได้จากการคำนวณ การเคลื่อนตัวในแนวราบสูงสุดมีค่าเท่ากับเท่ากับ 4.1 และ 8.28 มิลลิเมตร สำหรับที่ 15 วันหลังสิ้นสุดการก่อสร้าง และที่ 20 วันหลังการเพิ่มน้ำหนักบรรทุก ตามลำดับ แรงดึงสูงสุดในวัสดุพลาสติกใยแก้วเส้นเกิดขึ้นอยู่ใกล้กับแผ่นกำแพงในช่วงล่าง และแรงดึงสูงสุดเกิดที่ระยะ 0.90 เมตรจากแผ่นกำแพงในช่วงกลางและช่วงบน ที่ 15 วันหลังสิ้นสุดการก่อสร้าง และที่ 20 วันหลังการเพิ่มน้ำหนักบรรทุก ตามลำดับ ระนาบแรงดึงสูงสุดของวัสดุเสริมกำลังจากวัสดุพลาสติกใยแก้วมีลักษณะเป็นส่วนของเส้นตรงสองช่วง ทรุดตัว ความเค้น การเคลื่อนตัวในแนวราบ และแรงดึงสูงสุดในวัสดุพลาสติกใยแก้วได้จากการวิเคราะห์ด้วยไฟไนต์เอลิเมนต์มีค่าใกล้เคียงกับผลการตรวจวัดในสนาม ต้นทุนและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของกำแพงกันดินเสริมกำลังด้วยวัสดุพลาสติกใยแก้วจากการคำนวณโดยวิธีดั้งเดิมมีค่าสูงกว่าการคำนวณโดยวิธีดั้งเดิม และการจำลองมอนติคาร์โล งานวิจัยนี้สามารถลดการใช้เหล็กโดยการใช้วัสดุ FRP ซึ่งเป้นวัสดุทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

คำสำคัญ