การจำลองการทรุดตัวของผิวดินในสามมิติ โดยใช้แบบจำลองเชิงกายภาพย่อส่วน

บทคัดย่อ

โครงทดสอบได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นสำหรับใช้จำลองเชิงกายภาพในสามมิติแบบย่อส่วนของการทรุดตัวของผิวดินที่เกิดจากช่องเหมืองใต้ดิน โดยวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือเพื่อหาผลกระทบของลักษณะช่องเหมืองใต้ดินต่อค่ามุมการไหลของชั้นหินปิดทับและการทรุดตัวสูงสุดที่ผิวดิน โดยได้นำกรวดคละขนาด (2.0-9.5 มิลลิเมตร) มาใช้จำลองเป็นชั้นหินปิดทับ มีการวิเคราะห์หาขนาดของเม็ดกรวดและการทดสอบกำลังเฉือนแบบตรงเพื่อหาคุณสมบัติทางกลศาสตร์ของกรวด การทรุดตัวของชั้นหินปิดทับได้ถูกจำลองขึ้นภายใต้ปัจจัยที่ผันแปรคือ ความลึกของช่องเหมืองใต้ดิน 5 ถึง 20 เซนติเมตร ความกว้าง 5 ถึง 25 เซนติเมตร ความสูง 1 ถึง 5 เซนติเมตร และความยาว 5 ถึง 25 เซนติเมตร ซึ่งการทรุดตัวของชั้นหินปิดทับได้ถูกจำลองขึ้นภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ผลการทดสอบระบุว่ามุมการไหลของชั้นหินปิดทับจะถูกควบคุมด้วยความลึก ความกว้าง ความสูง และความยาวของช่องเหมืองใต้ดิน โดยมุมการไหลของชั้นหินปิดทับและการทรุดตัวสูงสุดจะลดลงเมื่อทำการเพิ่มความลึกของช่องเหมืองใต้ดิน และเมื่อเพิ่มความกว้างของช่องเหมืองใต้ดินจะส่งผลให้มุมการไหลลดลง ในขณะที่ค่าการทรุดตัวสูงสุดเพิ่มขึ้น นอกจากนี้มุมการไหลของชั้นหินปิดทับและการทรุดตัวสูงสุดจะเพิ่มขึ้นเมื่อทำการเพิ่มความสูงและความยาวของช่องเหมืองใต้ดิน โดยมุมการไหลของชั้นหินปิดทับจะเริ่มคงที่เมื่ออัตราส่วนระหว่างความยาวต่อความกว้างของช่องเหมืองใต้ดินเท่ากับ 3:1 หรือมากกว่า ผลการทดสอบจากแบบจำลองเชิงกายภาพสามารถนำมาใช้ในการคำนวณองค์ประกอบของการทรุดตัวด้วยไฮเปอร์โบลิกโปรไฟล์ฟังก์ชัน และมีความสอดคล้องเป็นอย่างดีกับผลที่คำนวณได้จากแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์โดยใช้โปรแกรม PFC2D

คำสำคัญ