การศึกษาการปรับปรุงคุณสมบัติของดินสำหรับการก่อสร้างคันทางรถไฟโดยการใช้สารผสมเพิ่ม

Abstract

งานวิจัยนี้ได้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการปรับปรุงคันดินทางรถไฟในบริเวณภาคเหนือตอนล่าง เพื่อให้คันทางมีเสถียรภาพและความคงทนมากขึ้น โดยใช้การผสมด้วยปูนซีเมนต์และปูนขาว เนื่องจากคันดินจะเสียกำลังเมื่อต้องอยู่ในสภาวะน้ำท่วมในฤดูฝน งานวิจัยนี้จึงได้นำตัวอย่างดินเหนียวจากบริเวณภาคเหนือตอนล่างมาปรับปรุงคุณภาพด้วยการผสมปูนซีเมนต์หรือปูนขาวในปริมาณต่าง ๆ (0%, 2%, 5% 8% และ 10% ที่ปริมาณความชื้นในการบดอัดต่าง ๆ (OMC-6%, OMC-3%, OMC, OMC+3% และ OMC +6%) และที่ระยะเวลา การบ่มต่าง ๆ (0, 7 14, และ 28 วัน) เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกลศาสตร์ของดินที่ปรับปรุงคุณภาพแล้ว จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการคือ CBR, Unconfined compression test และ Direct shear test เมื่อผสมซีเมนต์ในปริมาณ 8% ของน้ำหนักดินแห้ง ดินจะมีคุณสมบัติเป็น Frictional material และเมื่อผสมที่ปริมาณซีเมนต์ 10% ดินจะมีคุณสมบัติเป็น Non frictional material สำหรับการปรับปรุงด้วยการผสมปูนขาวจะมีคุณสมบัติด้านกำลังต่ำกว่าดินที่ผสมซีเมนต์ และมีค่า stiffness ที่ใกล้เคียงกัน แต่มีคุณสมบัติเด่น คือสามารถลดการบัวตัวได้ดีและเร็วกว่าดินผสมซีเมนต์ จากนั้นก็จะนำผลจากการทดลองไปวิเคราะห์ด้วย Finite element โดยใช้คุณสมบัติที่ผสมซีเมนต์ 8% และ 10% ใช้คุณสมบัติดินที่ผสมปูนขาว 5% และ 8% ที่ปริมาณความชื้นในการบดอัดเดียวกันคือ OMC+ 3% และที่ระยะเวลาการบ่ม 14 วัน ทั้งนี้ได้จำลอง Model โดยปรับปรุงลึกจากผิวบนของคันทางลงไป .05, 1.0 และ 1.5 เมตร และให้คันทางอยู่ในสภาพแช่น้ำ ซึ่งผลจากการวิเคราะห์แล้วสามารถสรุปได้ว่าดินที่ปรับปรุงด้วยปริมาณซีเมนต์ 10% บดอัดที่ปริมาณความชื้น OMC+3% และบ่มที่ระยะเวลา 14 วัน โดยจะต้องปรับปรุงที่ระดับความลึก 1.5 เมตร จึงจะเหมาะสมที่สุด เนื่องจากมีความปลอดภัยมากที่สุด (FS = 3.73) และมีระยะการเคลื่อนตัวแนวดิ่งที่เกิดจากน้ำหนักรถไฟต่ำ (Displacement = 27.05nm.)