SOIL TEST
August 20th, 2009
| 
Author: Administrator
| 
 |
|
| การทดลอง Standard Compaction |
| เมื่อดินรับแรงอัดทางกล Mechanical Compaction หรือแรงกระแทกเพื่อไล่อากาศออกไปจาก |
| ช่องว่างระหว่างเม็ดดิน จึงทำให้ เม็ดดินเคลื่อนตัวเข้าหากัน ลดช่องว่างระหว่างเม็ดดิน ปริมาตรมวลดินจึงลดลง ฉะนั้นดินจึงยุบและอัดตัว ความหนาแน่นของเม็ดดินจะสูงขึ้น มีกำลังต้านทานแรงเฉือนและรับน้ำหนักได้มากขึ้น การไหลซึมผ่านของน้ำและการทรุดตัวของดินน้อยลง |
| การศึกษาเกี่ยวกับการทดสอบการบดอัดของดินในห้องทดลองมีด้วยกัน 2 วิธีคือ |
| 1. Standard Proctor Test |
| 2. Modified Proctor Test |
| ซึ่งการที่จะใช้การทดลองโดยวิธีใดก็ตามก็ต้องขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของการทดลองซึ่งผลที่ |
| ได้จาการทดลองทั้งสองจะได้ค่าที่แตกต่างกันเนื่องจากการถ่ายพลังงานลงสู่ดินนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละวิธี แต่อย่างไรก็ตามเราก็จะได้ปริมาณน้ำที่เหมาะสมในการที่จะทำให้ดินนั้นมีค่าความหนาแน่นสูงสุดทั้งสองวิธี |
| การบดอัดดินเป็นกระบวนการที่ใช้แรงหรือน้ำหนักจากเครื่องมือกล กระทำให้เม็ดดินเบียดตัวชิดกัน |
|
เพิ่มความแน่นและความสามารถในการรับน้ำหนัก ลดการทรุดตัว ลดการซึมผ่านของน้ำ เครื่องมือกลที่ใช้ในการบดอัด เช่น รถบดล้อเหล็ก รถบดล้อยาง รถบดตีนแกะ รถบดชนิดสั่นกระแทก เป็นต้น การเลือกใช้เครื่องมือชนิดใดขึ้นอยู่กับประเภทของดินหรือวัสดุที่จะบดอัด |
| ที่มา : www.cte.kmutt.ac.th |
| วัตถุประสงค์ของการทดลอง |
| เพื่อหาความสัมพันธ์ปริมาณความชื้น (ปริมาณน้ำ) และความแน่น (หรือความหนาแน่น - Density) |
| ของดินในห้องปฏิบัติการ ทดสอบความแน่น Density ของดิน ที่บดอัดในห้องปฏิบัติการ และหาปริมาณน้ำ ณ ภาวะ ที่ทำให้ดินที่บดอัดมีความแน่นสูงสุด |
| ทฤษฎี |
| การบดอัดดิน เป็นกระบวนปรับปรุงคุณภาพดิน คือทำให้ดินแน่น (Dense) สูงสุด เพื่อเหมาะสมแก่ |
| งานประเภทต่าง ๆ ในเชิงวิศวกรรม การทำให้ดินแน่น หรือทำให้ดินมีความหนาแน่นสูงสุดนอกจากจะใช้พลังงาน เช่น บดอัด (Compact) แล้ว ยังต้องคำนึงถึงปริมาณความชื้น (หรือปริมาณน้ำ) และช่องว่าง (Void) ในดิน เพราะ ปกติดินประกอบด้วย มวลดิน ช่องว่าง และน้ำดังแสดงในรูปที่ 1 |
|
|
และความแน่นของดิน ณ ภาวะต่าง ๆ (ที่มา: www.sdhabhon.com) |
| Hogentogler (1936) อธิบายว่า หากปริมาณความชื้นน้อย แรงตึงผิวระหว่างอนุภาคดินสูง |
| มีความฝืด หรือแรงเสียดทานมาก ดังนั้นจึงบดอัดยาก หากเพิ่มความชื้นอนุภาคดินจัดเรียงตัวดีขึ้น บดอัดง่ายขึ้น หากปริมาณน้ำเกินปริมาณที่เหมาะสม จะเกิดแรงผลักกันระหว่างน้ำกับอนุภาคดิน ทำให้อนุภาคดินไม่สามารถเรียงหรืออัดตัวกันได้ดีเท่าที่ควรและบวมตัว (Swell) หากปริมาณน้ำมากเกินไป จนเข้าไปแทนที่ช่องว่าง ระหว่างอนุภาคดินทำให้ดินใกล้อิ่มตัวด้วยน้ำ (Saturation) |
| การบดอัดดินจะทำให้ค่าความหนาแน่นแห้ง (Dry Density) ของดินสูงขึ้น ขณะที่ช่องว่าง หรือ |
| โพรงอากาศระหว่างเม็ดดินลดลง ปริมาณความชื้นที่เหมาะสมจะทำให้ได้ค่าความหนาแน่นของดินสูงสุด (Maximum Dry Density) เรียก “Optimum Moisture Content, OMC ” |
| ที่มา :www.sdhabhon.com |
| R.R. Proctor (1933) ได้กำหนดวิธีการทดสอบหาความสัมพันธ์ระหว่างเปอร์เซ็นต์ความชื้นกับ |
| ความแน่น Density ของดินที่ได้จากการบดอัดในห้องปฏิบัติการ ซึ่งต่อมาได้เป็นที่ยอมรับและนิยมใช้ในการทดสอบการบดอัดในงานก่อสร้างโดยทั่วไปว่าเป็นวิธีการทดสอบมาตรฐาน Standard Proctor Test โดยเฉพาะการทดสอบเพื่อควบคุมงานก่อสร้าง สนามบิน เขื่อนดิน พื้นโรงงาน เป็นต้น ในปัจจุบันยานพาหนะที่ใช้ในการขนส่งได้วิวัฒนาการมีขนาดใหญ่ขึ้น บรรทุกน้ำหนักได้มากหลายเท่าตัว พลังงานที่ใช้ในการบดอัดก็จำเป็นจะต้องเพิ่มขึ้นด้วย จึงได้มีการกำหนดวิธีการทดสอบการบดอัดดินด้วยการเพิ่มพลังงานให้สูงขึ้น เพื่อจะได้ฐานดินที่มีความแน่นสูงรับน้ำหนักได้มาก เรียกว่า วิธีการทดสอบแบบโมดิฟายด์ Modified Proctor Test |
|
Standard Proctor และ Modified Proctor (ที่มา : www.gerd.eng.ku.ac.th) |
|
 |
 ) และเป็นเปอร์เซ็นต์ความชื้น (Percent water content) ของ Standard Proctor (1) และ Modified Proctor (2) |
| ในการทำการบดอัดในห้องทดลอง ซึ่งปกติจะใช้เป็นมาตรฐานในการควบคุมการบดอัดในสนาม |
| ต่อไป จะทำได้โดยการนำเอาวัสดุที่จะใช้ในการบดอัดในสนาม เข้ามาผึ่งให้แห้งแล้วค่อยๆเพิ่มน้ำไปในปริมาตรที่พอเหมาะ แล้วเริ่มทำการบดอัดใน Mold (แบบที่ใช้อัด) โดยวิธีการและรายละเอียดจะพูดถึงที่หลัง เมื่อชั่งน้ำหนักเพื่อคำนวณหาค่าความหนาแน่น ในครั้งต่อไปจะเพิ่มปริมาณน้ำขึ้นเรื่อย อย่างน้อย 4 – 6 ครั้ง เมื่อทราบความชื้นของการบดอัดในแต่ละครั้ง ก็จะหาค่าความสัมพันธ์ของความหนาแน่นของดินแห้งกับความชื้น จะปรากฏเป็นเส้นกราฟโค้งขึ้นมีจุดยอด ซึ่งเรียกว่า “ความหนาแน่นสูงสุด” (Maximum Dry Density) ความชื้นที่จุดนั้นเรียกว่า “ความชื้นที่ความหนาแน่นสูงสุด” (Optimum Water Content) ดังแสดงในรูปที่หนึ่ง |
| ถ้าเอาพลังงานในการบดอัดสูงขึ้นในดินชนิดเดียวกัน เส้นกราฟการบดอัดจะขยับสูงขึ้น ดังเช่นใน |
|
รูปที่ 2 (2) จะสามารถสังเกตลักษณะพิเศษ 2 ประการ คือ ค่า ของ Modified Proctor จะสูงกว่า ของ Standard Proctor และค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่จุด สูงสุด ซึ่งเรียกว่าความชื้นเหมาะสม (Optimum Moisture Content) ก็จะลดลงด้วย ขณะที่ เพิ่มขึ้น ซึ่งลักษณะพิเศษนี้เป็นคุณสมบัติของดินโดยทั่วไปเมื่อได้รับการบดอัด
|
| ที่มา : www.gerd.eng.ku.ac.th |