ผลกระทบของรูปแบบการวางวัสดุผิวต่อความสูงคลื่นซัดบนโครงสร้างพื้นเอียงแบบลูกบาศก์คอนกรีต

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของรูปแบบการวางลูกบาศก์คอนกรีตที่มีต่อพฤติกรรมของคลื่นที่ซัดขึ้นไปบนโครงสร้างพื้นเอียงแบบลูกบาศก์คอนกรีต และเพื่อสร้างสมการเชิง ประสบการณ์ในการประมาณความสูงคลื่นซัดบนโครงสร้างพื้นเอียงแบบลูกบาศก์คอนกรีต ที่คำนึงลักษณะคลื่นเข้ากระทบ ความลาดชันของโครงสร้าง และความสูงขรุขระของพื้นผิวโครงสร้างการศึกษาดำ เนินการในรางจำลองคลื่น กว้าง 60 ซม. ลึก 80 ซม. และยาว 16 ม. ในห้องปฏิบัติการวิศวกรรมชลศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา จังหวัดชลบุรี โดยทำทดลองบนโครงสร้างพื้นเอียงผิวลูกบาศก์คอนกรีต ที่มีการจัดเรียงวัสดุผิวแตกต่างกัน 3 รูปแบบ ได้แก่ จัดเรียงแบบเรียบ จัดเรียงแบบขั้นบันได และจัดเรียงแบบเทสุ่ม ขนาดของวัสดุผิวซึ่งเป็น ลูกบาศก์คอนกรีต มี 3 ขนาด ได้แก่ 30x30x30 ลูกบาศก์มิลลิเมตร, 40x40x40 ลูกบาศก์มิลลิเมตร และ 50x50x50 ลูกบาศก์มิลลิเมตร โครงสร้างพื้นเอียงแบบลูกบาศก์คอนกรีต ทำมุม 15.0 ถึง 25.0 องศา ความลึกของน้ำที่ใช้ในการทดสอบเท่ากับ 35 ซม. คลื่นที่ใช้ในการศึกษาเป็นคลื่นแบบสม่ำเสมอที่ถูกสร้างขึ้นด้วยความถี่ 1.00 ถึง 1.67 เฮิรตซ์ ดำเนินการทดลองทั้งหมด 1,350 กรณีผลการทดลองในห้องปฏิบัติบ่งชี้ว่า ความสูงคลื่นซัดบนโครงสร้างพื้นเอียงมีความสัมพันธ์อย่างชัดเจนกับความลาดชันของโครงสร้าง ความชันของคลื่นเข้ากระทบ ความขรุขระของผิวโครงสร้างซึ่งขึ้นกับการจัดเรียงด้วย การจัดเรียงแบบเรียบทำให้ความขรุขระของผิวน้อย ไม่ส่งผลกระทบต่อความสูงคลื่นซัดมากนัก การจัดเรียงแบบขั้นบันไดและการจัดเรียงแบบเทสุ่ม ทำให้ความขรุขระของผิวพื้นเอียงเพิ่มมากขึ้น แรงเสียดทานระหว่างคลื่นกับโครงสร้างเพิ่มขึ้น และทำให้ความสูงคลื่นซัดลดลงอย่างมีนัยสำคัญผลการทดลองในห้องปฏิบัติการถูกนำมาพัฒนาเป็นสมการทำนายความสูงคลื่นซัด โดยคำนึงถึงความสูงขรุขระ ทำให้มีความแม่นย ามากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับสมการของพื้นเรียบ สมการที่มีความแม่นยำมากขึ้นทำให้เราสามารถออกแบบโครงสร้างให้มีความสูงลดลง ซึ่งทำให้ค่าก่อสร้างลดลงไปด้วย