(1)

ศกษาเสถยรภาพของลาดดนโดยคณสมบตทางวศวกรรม กรณศกษา เทพราช อ าเภอสชล

Study of Slope Stability by Used Engineering Properties : A Case Study of Theppharat Sichon District

รชพล คชาอนนต Ratchaphon Khacha-anan

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมโยธา

มหาวทยาลยสงขลานครนทร A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of

Master of Engineering in Civil Engineering Prince of Songkla University

2558 ลขสทธของมหาวทยาลยสงขลานครนทร

(2)

ชอวทยานพนธ ศกษาเสถยรภาพของลาดดนโดยคณสมบตทางวศวกรรม กรณศกษาเทพราช อ าเภอสชล

ผเขยน นายรชพล คชาอนนต สาขาวชา วศวกรรมโยธา (วศวกรรมธรณเทคนค)

อาจารยทปรกษาวทยานพนธหลก คณะกรรมการสอบ …………………………………………… ……………………...………...ประธานกรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร.ธนนท ชบอปการ) (รองศาสตราจารย ดร.ดนพล ตนนโยภาส) …………...………..………………...…กรรมการ อาจารยทปรกษาวทยานพนธรวม (ผชวยศาสตราจารย ดร.ธนนท ชบอปการ) …………………………………………… ……………...…………...…..………...กรรมการ

(รองศาสตราจารย ดร.ธนต เฉลมยานนท) (รองศาสตราจารย ดร.ธนต เฉลมยานนท)

………………...………….....…………กรรมการ (รองศาสตราจารย ดร.สทธศกด ศรลมพ)

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยสงขลานครนทร อนมตใหนบวทยานพนธฉบบนเปนสวนหนงของการศกษา ตามหลกสตร ปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา(วศวกรรมธรณเทคนค) ………………………..…….…………. (รองศาสตราจารย ดร.ธระพล ศรชนะ)

คณบดบณฑตวทยาลย

(3)

ขอรบรองวา ผลงานวจยนมาจากการศกษาวจยของนกศกษาเอง และไดแสดงความขอบคณบคคลท

มสวนชวยเหลอแลว

ลงชอ………………………………………….…

(ผชวยศาสตราจารย ดร.ธนนท ชบอปการ)

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ

ลงชอ………………………………………….…

(นายรชพล คชาอนนต)

นกศกษา

(4)

ขาพเจาขอรบรองวา ผลงานวจยนไมเคยเปนสวนหนงในการอนมตปรญญาในระดบใดมากอน และ

ไมไดถกใชในการยนขออนมตปรญญาในขณะน

ลงชอ……………………………………………...

(นายรชพล คชาอนนต)

นกศกษา

(5)

ชอวทยานพนธ ศกษาเสถยรภาพของลาดดนโดยคณสมบตทางวศวกรรม กรณศกษาเทพราช อ าเภอสชล

ผเขยน นายรชพล คชาอนนต สาขาวชา วศวกรรมโยธา (วศวกรรมธรณเทคนค) ปการศกษา 2557

บทคดยอ

การพบตของลาดดนเปนภยพบตทางธรรมชาตประเภทหนงทมความอนตราย สรางความเสยหายตอชวตและทรพยสนเปนอยางมาก จากงานวจยทผานมาบงชวาการเปลยนแปลงความชนของลาดดนเปนสาเหตหลกของการเกดการพบตของลาดดนแตกยงมขอสรปทแตกตางกนออกไป วตถประสงคของงานวจยคอ (1) ท าการศกษาตวแปรตางๆทมผลตอเสถยรภาพของลาดดนเชน คณสมบตของดน (คาความซมผานของน าในดน) ความเขมของปรมาณน าฝน และรปแบบของลาดดน (2) ท าการศกษาอทธพลของความชนเพอน าไปวเคราะหดชนความชมชนวกฤตของดน (Critical antecedent precipitation index, API) โดยใชวธลาดดนอนนต (Infinite slope method) และวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนโดยใชวธ Bishop’s simplified ดวยโปรแกรม SLOPE/W เพอบงชถงความวกฤตของสถานการณและเตอนภยการพบตของลาดดนดวยน าฝนในพนท ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช

ผลการศกษาพบวาเมอพจารณาเฉพาะคาความซมน าของดนแตละชนดกบความเขมฝนทมคาเทากบคาความซมน าของดน ดนทมคาความซมน าสง Ks = 10-4 เมตรตอวนาทจะมการเปลยนแปลงการลดลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.) รวดเรวกวาดนทมคาความซมน าปานกลาง Ks = 10-5 เมตรตอวนาทและดนทมคาความซมน าต า Ks = 10-6 เมตรตอวนาทตามล าดบและพบวาความเขมฝนทมคาต ากวาคาการซมน าของดนมากๆจะมการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภยนอยและเปลยนแปลงอยางชาๆ และเมอพจารณาความเขมฝนทคอยๆเพมสงขนจนใกลเคยงหรอสงกวาคาการซมน าของแตละดนพบวาอตราสวนความปลอดภยจะยงลดต าลงโดยเมอพจารณาในชวงเวลา (t ≤ 24 ชวโมง) พบวาอตราสวนความปลอดภยจะลดลงอยางรวดเรวและเมอพจารณาการเปลยนแปลงความลาดเอยงของลาดดนเรมตนพบวาลาดดนทมความลาดเอยงทต ากวาจะมอตราสวนความปลอดภยเรมตนทสงกวา หรอกลาวไดวาคณสมบตของดน (คาความซมผานของน าในดน) และความเขมฝนเปนปจจยหลกทสงผลกระทบตอเสถยรภาพของลาดดนเนองดวย

(6)

น าฝนโดยในสวนของลกษณะของลาดดน (มมลาดเอยงและความหนาของชนดน) เปนปจจยรองทสงผลตอเสถยรภาพของลาดดน ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆกนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของดนจะแปรผกผนกบระดบความอมตวของน าในดน โดยทคาความเชอมแนนประสทธผลมแนวโนมลดลงอยางชดเจนเมอความชนเพมขนและคามมเสยดทานภายในประสทธผลกมแนวโนมลดลงตามความชนทเพมขนอยางมนยส าคญเชนกน ผลการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนจากความสมพนธระหวางระดบความอมตว (Degree of saturation) หนวยแรงกดทบ (Normal stress) และหนวยแรงเฉอน (Shear stress) มาวเคราะหหาคาดชนความชมชนวกฤตในดน (API cri) ดวยวธวเคราะหแบบ Infinite slope พบวาในพนทวจยทมความลาดเอยงเฉลย 26.5 องศา ทอตราสวนความปลอดภยเทากบ 1.0 ลาดดนทพบตมระดบความอมตว 82 - 86 เปอรเซนต โดยมดชนความชมชนในดนวกฤต 166.60 – 253.69 มลลเมตร ในขณะทการวเคราะหดวยแบบจ าลองทางคณตศาสตรดวยวธ Bishop’s simplified method ทอตราสวนความปลอดภยเทากบ 1.0 จะไดปรมาณน าฝนสะสมเทากบ 643.57 มลลเมตร

ค าหลก : เสถยรภาพความลาด, ปรมาณความชน, คณสมบตของดน, ก าลงรบแรงเฉอน, ปรมาณ น าฝน

(7)

Thesis Title Study of Slope Stability from Soil Engineering Properties A Case Study of Theppharat Sichon District

Author Mr. Ratchaphon Khacha-anan Major Program Civil Engineering (Geotechnical Engineering) Academic Year 2557

ABSTRACT Landslide is one of the most dangerous disasters particularly in southern of Thailand, damaged to amount of properties and life. Recently, numerous researches indicated that change of soil moisture content is a major cause of landslide. However, those conclusions were still unreasonable. Therefore, the objectives of this research were (1) to perform parametric study on slope stability due to different effects; hydraulic conductivity of soil, rainfall intensity and slope patterns, and (2) to study influence of moisture content in order to determine critical antecedent precipitation index (API cri) using infinite slope method, and slope stability was then analyzed using Bishop’s simplified method through SLOPE/W to identify critical situation for landslide warning in Sichon District, Nakhonsithammarat province. Parametric study regarding the effect of rainfall intensity and saturated hydraulic conductivity of soil (Ks), which a set of both parameters were assumed to equality, implied that factor of safety (FS) for high hydraulic conductivity (Ks = 10-4 m.s-1) sharply decreased than another cases, respectively median (Ks = 10-5 m.s-1) and low hydraulic conductivity (Ks = 10-6 m.s-

1). In additional case, variations of rainfall intensity related to Ks, FS is gradually varied in consequence of rainfall intensity less than Ks. In contrast, especially 24 hrs period with median Ks, FS is dramatically decreased as a result of rainfall intensity reached over Ks. Other result of parametric study considered steepening of slope, the result indicated that low steep slope represented a greater degree of FS. In conclusion, the rainfall intensity and permeability of soil are a major influence affecting slope stability triggering by precipitation while slope angle and soil thickness are a minor one. Result of direct shear test, varying degree of saturation of soil, confirmed the principle of shear strength reduction that shear strength of soil is inversely varied with the degree

(8)

of saturation. Effective cohesion obviously decreased with increasing soil moisture content. Also, effective internal friction angle of soil had a downward tendency by increment of moisture content significantly. Slope stability analysis has been done by incorporating surface shear strength equation (i.e., it’s a relationship between shear stress and two x-axis, degree of saturation and normal stress) and infinite slope method to determine API cri (FS = 1). Analytical result found that API cri of studied area fell in range 166.60 – 253.69 mm, correlated with 82 – 86 percent of degree of saturation. However, slope stability analysis using mathematical model indicated that over 643.57 mm of precipitation induced to slope failure. Keywords : Slope stability, Moisture content, Soil properties, Shear strength, Rainfall

(10)

สารบญ

หนา สารบญ (10) รายการตาราง (14) รายการภาพประกอบ (16) บทท 1 บทน า

1.1 ทมาและความส าคญ 1 1.2 วตถประสงคของงานวจย 2 1.3 ขอบเขตของงานวจย 3 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3

2 แนวคดและทฤษฎทเกยวของ 2.1 ขอมลทวไปของพนทศกษา 4

2.1.1 ทตงและขอบเขต 4 2.1.2 สภาพภมประเทศ 5 2.1.3 สภาพภมอากาศ 5 2.1.4 ลกษณะทางธรณวทยา 5

2.2 การก าเนดดน 7 2.2.1 วฎจกรของดน 7 2.2.2 การจ าแนกชนดของดนแยกตามวธการก าเนดดน 7

2.3 ลกษณะการพบตของลาดดน 10 2.3.1 การรวงหลน 10 2.3.2 การกลงไปขางหนา 11 2.3.3 การเลอนไถล 11 2.3.4 การเคลอนตวออกทางดานขาง 11 2.3.5 การเคลอนทของมวลดน 12 2.3.6 การไหล 12

2.4 ทฤษฎก าลงเฉอนของดน 14 2.5 คาก าลงตานทานแรงเฉอนสงสดและคาก าลงตานทานแรงเฉอนคงคาง 16

(11)

สารบญ (ตอ)

หนา 2.6 การลดลงของก าลงเฉอนกบเสถยรภาพของลาดดน 17

2.6.1 ก าลงเฉอนทลดลงชวคราว 18 2.6.2 ก าลงเฉอนทลดลงถาวร 18

2.7 ทฤษฎก าลงของดนไมอมตวดวยน า 19 2.8 กระบวนการซมน าลงสดน 26

2.8.1 สงทมอทธพลตออตราการซมของน าผานผวดน 29 2.9 การไหลของน าในดน 32 2.10 การประมาณเสนอตลกษณของน าในดน 35 2.11 การเกบตวอยางดน 40

2.11.1 การเกบตวอยางดนแบบคงสภาพ 40 2.12 การทดสอบก าลงของดน 41

2.12.1 การทดสอบในสนาม 42 2.12.2 การทดสอบในหองปฏบตการ 44 2.12.3 ชนดของการทดสอบ Direct Shear Test 46

2.13 การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดน 47 2.13.1 วธวเคราะหลาดอนนต 48 2.13.2 การแบงมวลดนในผวเคลอนพงออกเปนชนๆ 50

2.14 การหาคาดชนความชมชนของดนเพอการเตอนภยการพบตของลาดดน 52 2.14.1 คาดชนความชมชนของดน 52

2.15 งานวจยทเกยวของ 53 3 วธด าเนนงานวจย

3.1 การเกบตวอยางดนและการทดสอบคณสมบตดน 58 3.1.1 การเกบตวอยางดนแบบคงสภาพ 61 3.1.2 การเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพ 64 3.1.3 การทดสอบคณสมบตทางวศวกรรมของดนในสนาม 65 3.1.4 การทดสอบคณสมบตทางวศวกรรมของดนในหองปฏบตการ 66

3.2 การวเคราะหการไหลซมของน าบนลาดดน 74

(12)

สารบญ (ตอ)

หนา 3.2.1 การวเคราะหความลาดชนและการสรางแบบจ าลองลาดดน 75 3.2.2 ขอมลคณสมบตของดนทใชประกอบการวเคราะห 76 3.2.3 การวเคราะหรปแบบของน าฝน 78

3.3 การศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน 78 3.4 แบบจ าลองก าลงรบแรงเฉอนของดน 83 3.5 การศกษาแบบจ าลองเสถยรภาพของลาดดน 84

3.5.1 แบบจ าลองเสถยรภาพของลาดดนแบบลาดอนนต 84 3.5.2 วเคราะหเสถยรภาพของลาดดนดวยโปรแกรม SLOPE/W 86

3.6 การหาคาดชนความชมชนของดนวกฤต 87 4 ผลการศกษาและการวเคราะหผลการศกษา

4.1 ผลการส ารวจพนทและการทดสอบคณสมบตของดนในสนาม 90 4.1.1 การทดสอบหาก าลงรบน าหนกของดนดวยวธการเจาะหย งแบบเบา 92 4.1.2 ผลการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test 96

4.2 ผลการทดสอบคณสมบตของดนในหองปฏบตการ 97 4.2.1 ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพ 97 4.2.2 ผลการทดสอบคณสมบตของดนทางวศวกรรม 102

4.3 ผลการศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน 110 4.3.1 ผลกระทบจากคาความซมน าของดน 110 4.3.2 ผลกระทบจากความเขมฝน 115 4.3.3 ผลกระทบจากความลาดเอยง 115 4.3.4 ผลกระทบจากความหนาของชนดนทตางกน 116

4.4 ผลการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนเพอหาคาดชนความชมชนของดนวกฤต 120 4.5 ผลการวเคราะหการไหลซมของน าบนลาดดน 126 4.6 ผลการวเคราะหเสถยรภาพลาดดนดวยโปรแกรม SLOPE/W 139 4.7 เสนขอบเขตน าฝนวกฤต 143

5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการวจย 146

(13)

สารบญ (ตอ)

หนา 5.2 ขอเสนอแนะ 147

บรรณานกรม 148 ภาคผนวก 153

ก. ผลการทดสอบการหาก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธหย งเบา 154 ข. ผลการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test 157 ค. ผลการทดสอบเฉอนตรงดวยวธ Multi-stage direct shear test 160

แบบอดตวคายน า-เฉอนแบบระบายของตวอยางดนทความชนธรรมชาต และทความชนตางๆ

ง. ผลการศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน 193

ซงเปนผลกระทบจากคาความซมน าของดน (Ks) การเผยแพรผลงานวทยานพนธ 196

ก. การเผยแพรในงานประชมวชาการครงท 1 196 ข. การเผยแพรในงานประชมวชาการครงท 2 204

ประวตผเขยน 211

(14)

รายการตาราง

ตารางท หนา 2.1 ความสมพนธระหวาง N กบความแขงแรงของดนทราย 42 2.2 ความสมพนธระหวาง N กบความแขงแรงของดนเหนยว 42 3.1 วธการทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนดวยตวอยางดนแบบแปลงสภาพ 68 3.2 ชดตวอยางดนทใชในการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนเมอความชน

เปลยนไป 69

3.3 คณสมบตของดนทใชประกอบการวเคราะหการไหลซมและเสถยรภาพของ ลาดดน

78

3.4 ตวแปรจากปจจยตางๆทมผลตอเสถยรภาพของลาดดนทใชในการศกษา 81 3.5 การศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน 81 4.1 พกดต าแหนง GPS ของบรเวณพนททดสอบและเกบตวอยางดน 90 4.2 ผลการส ารวจและทดสอบดนในสนามดวยวธการเจาะหย งแบบเบาในบรเวณ

ดานบนของลาดดนต าแหนง T 92

4.3 ผลการส ารวจและทดสอบดนในสนามดวยวธการเจาะหย งแบบเบาในบรเวณตอนกลางของภเขาต าแหนง M1 M2

95

4.4 ผลการส ารวจและทดสอบดนในสนามดวยวธการเจาะหย งแบบเบาในบรเวณ ตอนลางสดของภเขาต าแหนง U

96

4.5 คาสมประสทธการซมผานส าหรบดนชนดตางๆ 97 4.6 ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพของตวอยางดน 101 4.7 คาพารามเตอรก าลงรบแรงเฉอนของดน ( 'c และ ' ) ทความชนธรรมชาต 103 4.8 คาพารามเตอรก าลงรบแรงเฉอนของดนทระดบความอมตวตางๆ 109 4.9 คาดชนความชมชนของดนวกฤต (APIcr) ของดนบรเวณตางๆ 126 4.10 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า Pore Water Pressure และปรมาณความชน

Volumetric Water Content ในลาดดน 130

4.11 ผลการวเคราะหเสถยรภาพในชวงเวลาทเรมตนและฝนตกผานไป 24 48 72 96 110 120 และ 144 ชวโมง

139

(15)

รายการตาราง (ตอ)

ตารางท หนา 4.12 ขอมลน าฝนจาก 3 สถานคอ สถานนครศรธรรมราช สถานอบต.ฉลอง

และสถานอบต.สชล ในชวงวนท 21 -27 มนาคม 2554 144

(16)

รายการภาพประกอบ

รปท หนา 1.1 เหตการณดนถลมในเดอน มนาคม พ.ศ. 2554 ในพนท ต.เทพราช อ.สชล

จ.นครศรธรรมราช 2

2.1 แผนทขอบเขตพนทศกษา 4 2.2 ลกษณะทางธรณวทยาทส าคญแบงออกเปน 8 กลม 6 2.3 วฎจกรของดน 8 2.4 ลกษณะของชนดนก าเนดโดยการผสลายของหน ณ ทตง 9 2.5 ลกษณะการวบตของลาดดนและหนแบบตางๆ 13 2.6 เงอนไขการพบตของมวลดนทเสนอโดยมอรและคลอมบ 15 2.7 คาก าลงของดนทสภาพก าลงสงสดและก าลงคงคาง 17 2.8 ความสมพนธของสภาวะฝนตกและระดบน าใตดนกบการพบตของลาดดน 19 2.9 ลกษณะเสนระดบน าของชนดนทวไป 20 2.10 ภาพจ าลองสวนประกอบของดน 21 2.11 แสดงแรงดนและแรงตงทผวเมดดน Contractile 21 2.12 ลกษณะของแรงดนน าในสภาวะสถต 22 2.13 ขนาดรศมของสวนโคงผวน าทมผลตอ Capillary Force 23 2.14 ความสมพนธของการวบตของดนในรปแบบของ Unsaturated Soil 25 2.15 ความสมพนธระหวางระดบความอมตวดวยน ากบ Matric Suction 25 2.16 การเปลยนแปลงปรมาณความชนในดน 26 2.17 แบบจ าลองการเปลยนแปลงปรมาณน าในดนในกรณฝนตกไมคงท 27 2.18 การวเคราะหการเปลยนแปลงปรมาณน าในดนบนลาดเอยงดวยแบบจ าลอง

Green and Ampt 28

2.19 สภาพทไมมน าขงทผว 30 2.20 สภาพมน าขงทผวดน 30 2.21 สภาพดนดานลางอมตวดวยน า 31 2.22 การไหลของน าผานชนสวนเลกๆในระบบ 3 แกน 35 2.23 รปแบบของ Soil-Water Characteristic Curve 38

(17)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา

2.24 รปแบบของ Grain-Size Distribution Curve 39 2.25 ชดเกบตวอยางดน KU- Miniature Sampler 41 2.26 การ X – Ray ตวอยางดนทเกบจาก KU – Miniature 41 2.27 อปกรณในการทดสอบ Kunzelstab Penetration 43 2.28 การทดสอบ Direct Shear Test 44 2.29 กราฟการทดสอบ Multi Stage Direct Shear Test 45

2.30 การพงทลายของลาดดนทมรปรางของผวเคลอนพงเปนแผนบางขนาน

กบผวของลาดดน 48

2.31 รปแบบการวเคราะหดวยวธ Bishop’s Simplified Method 50 2.32 การหาคา )(nm ทใชในการวเคราะหดวยวธ Bishop’s Simplified Method 51 3.1 แผนภมการด าเนนงานวจย 59 3.2 แผนทขอบเขตพนทศกษา 60 3.3 ชดเกบตวอยางดนทพฒนามาจากชดเกบตวอยาง KU – Miniature Sampler 62 3.4 การเกบตวอยางดนแบบคงสภาพ 63 3.5 การเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพ 64 3.6 การทดสอบวธหย งเบา Kunzelstab Penetration Test 66 3.7 การทดสอบความซมน าดวยวธ Double Ring Test 67 3.8 ขนตอนการทดสอบ Multi-Stage Direct Shear Test โดยสรป 70 3.9 การทดสอบการเฉอนโดยตรงดวยวธ Multi-Stage Direct Shear Test 71 3.10 การทดสอบหา Soil-Water Characteristic Curve, SWCC 73 3.11 แบบจ าลองหนาตดลาดดนทใชวเคราะห 76 3.12 เสนอตลกษณของน าในดน (Soil-Water Characteristic Curve, SWCC)

ของชนดน (Top Soil) และชนหน (Bed Rock) 77

3.13 ความสามารถในการไหลซมของดน (Permeability Function) ของชนดน (Top Soil) และชนหน (Bed Rock)

77

(18)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา

3.14 ขอมลน าฝนราย 3 ชวโมงทใชวเคราะหแบบเปลยนแปลงตามเวลา (Transient)

ตงแตวนท 22 - 27 มนาคม 2554 มปรมาณน าฝนสะสม 731.7 มลลเมตร 79

3.15 ขนตอนการวเคราะหตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน 80

3.16 Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) และ Permeability Function

ของดนทง 3 ชนด 82

3.17 การวเคราะหความสมพนธดวยระบบ 3 แกน 83 3.18 การวเคราะหลาดดนแบบลาดอนนต (Infinite Slope) 85 3.19 ขนตอนการวเคราะหเสถยรภาพดวยโปรแกรม SLOPE/W 87 4.1 บรเวณพนทศกษาทเคยเกดการพบตของลาดดน 91 4.2 พนทศกษาในบรเวณต าแหนง T 93 4.3 ผลการทดสอบ Kunzelstab Penertration Test (KPT) ในบรเวณดานบน

ของลาดดนต าแหนง T และในบรเวณตอนลางสดของภเขา U 94

4.4 สภาพดนบรเวณต าแหนง M1 และ M2 95 4.5 พนทศกษาในบรเวณต าแหนง U 96 4.6 คาการซมน าเทยบกบเวลาดวยวธ Double-Ring Test 97 4.7 การกระจายตวของเมดดนบรเวณต าแหนง T ทง 5 จด 99 4.8 การกระจายตวของเมดดนบรเวณต าแหนง M1 และ M2 100 4.9 การกระจายตวของเมดดนบรเวณต าแหนง U ทง 3 จด 100 4.10 คาก าลงรบแรงเฉอนของตวอยางดนในรปแบบแผนภาพของมอรท

ความชนธรรมชาตในบรเวณ T1@1 m. ความชนเทากบ 1.97% M1-1@1 m. ความชนเทากบ 16.84% M2-4@0.85 m. ความชนเทากบ 17.10% U2@1 m. ความชนเทากบ 15.82%

102

4.11(ก) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆในบรเวณ T 105 4.11(ข) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนเมอความชนเปลยนไปทต าแหนง M1 106 4.11(ค) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆในบรเวณ M2 106 4.11(ง) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆในบรเวณ U 107

(19)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา

4.12(ก) ความสมพนธระหวางคาความเชอมแนนประสทธผล ( 'c )

กบคาระดบความอมตวดวย (Sr) 107

4.12(ข) ความสมพนธระหวางมมเสยดทานภายในประสทธผล ( ' )

กบระดบความอมตวดวยน า (Sr) 108

4.13 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.)

ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 25 องศา 111

4.14 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.)

ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 30 องศา 112

4.15 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.)

ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 45 องศา 113

4.16 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 60 องศา

114

4.17 ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir) ของดนทง 3 กลม ทความลาดชน 45 องศา ดนมความหนาของดน 6 เมตร

117

4.18 ผลกระทบจากความลาดเอยง ( ◦) ของดนทง 3 กลม ทความหนาของดน 6 เมตร

118

4.19 อตราสวนความปลอดภยต าสด (F.S.(min) ) ทเปนผลมาจากความหนาของชนดน ทตางกนโดยมคาการซมน าของดน Ks = 10-5 เมตรตอวนาท ความลาดชนคงท 45 องศา

120

4.20(ก) ความสมพนธระหวาง Degree of Saturated Normal Stress และ Shear Stress ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนบนของลาดดน T

121

4.20(ข) ความสมพนธระหวาง Degree of Saturated Normal Stress และ Shear Stress ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนกลางของลาดดน M1

122

4.20(ค) ความสมพนธระหวาง Degree of saturation Normal stress และ Shear stress ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนกลางของลาดดน M2

123

(20)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา

4.20(ง) ความสมพนธระหวาง Degree of saturation Normal stress และ Shear stress

ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนลางของลาดดน U 124

4.21 ปรมาณน าฝนเฉลย 30 ปยอนหลงขอมลจากสถาน 552201 – นครศรธรรมราช 127

4.22 ปรมาณน าฝนเฉลยรายเดอนยอนหลง 30 ป และน าฝนรายเดอน

ในปทมปรมาณน าฝนมากผดปกต 127

4.23 ระดบน าใตดนและระดบแรงดนน าในชองวางในสภาวะแบบคงท (Steady State) 128 4.24 ขอมลน าฝนราย 3 ชวโมงทตกตอเนองกนจากสถาน 552201 – นครศรธรรมราช 129

4.25 ระดบน าใตดนทเปลยนแปลงตามปรมาณน าฝนในชวงทฝนตกซงเปลยนแปลง

ตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง 131

4.26 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 1 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

132

4.27 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 2 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

133

4.28 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 3 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

134

4.29 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 4 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

135

4.30 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 5 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

136

(21)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

รปท หนา

4.31 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 6 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

137

4.32 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 7 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

138

4.33 ต าแหนงรปแบบการพบตกบการเปลยนแปลงของระดบน าใตดน

ในชวงเวลา 0 และ 24 ชวโมง 140

4.34 ต าแหนงรปแบบการพบตกบการเปลยนแปลงของระดบน าใตดน

ในชวงเวลา 48 72 และ 96 ชวโมง 141

4.35 ต าแหนงรปแบบการพบตกบการเปลยนแปลงของระดบน าใตดน

ในชวงเวลา 110 120 และ 144 ชวโมง 142

4.36 เสนขอบเขตน าฝนวกฤตระหวางปรมาณน าฝนสะสมกบปรมาณน าฝนรายชวโมง ทอตราสวนความปลอดภย F.S. = 1.2 1.1 และ 1.0 ในพนทศกษา ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช (การพบตในป 2554)

145

4.37 เสนขอบเขตน าฝนวกฤตระหวางปรมาณน าฝนสะสมกบปรมาณน าฝนเฉลยตอชวโมงทอตราสวนความปลอดภย F.S. = 1.2 1.1 และ 1.0 ในพนทศกษา ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช (การพบตในป 2554)

145

1

บทท 1 บทน ำ

1.1 ทมำและควำมส ำคญ

ในชวงหลายสบปทผานมาประเทศไทยไดประสบกบภยธรรมชาตหลายประเภท

เชน อคคภย วาตภย อทกภย เปนตน การพบตของลาดดนกเปนภยธรรมชาตอกประเภทหนงซงเมอเกดขนในแตละครงจะสรางความเสยหายตอชวตและทรพยสนเปนอยางมาก จากขอมลสถตการเกดภยพบตยอนหลงพบวา เมอป พ.ศ. 2531 จงหวดนครศรธรรมราช มผเสยชวตและบาดเจบจ านวน 242 คน มมลคาความเสยหายสงถง 1,000 ลานบาท ในป พ.ศ. 2544 จงหวดเพชรบรณ มผเสยชวตและบาดเจบจ านวน 245 คน มมลคาความเสยหายสงถง 645 ลานบาท และในป 2549 จงหวดอตรดตถ มผ เสยชวตและบาดเจบจ านวน 83 คน มมลคาความเสยหายสงถง 308 ลานบาท (กรมทรพยากรธรณ , 2552) และดวยปจจยทเอออ านวยยงสงผลใหมแนวโนมทจะเกดภยพบตประเภทนอยอยางตอเนองและมความเสยหายเพมขนทกป ท าใหเปนปญหาตอการด ารงชวตตลอดจนสงผลตอสภาพเศรษฐกจทงประเทศ

ปจจยทสงผลใหเกดการพบตของลาดดนมอยหลายปจจย ไดแก ธรณวทยา ความ

ลาดชนของพนท คณสมบตของดน ปรมาณน าฝน และการใชประโยชนจากทดนซงเปนการกระท าของมนษย เชน การบกรกพนทปาเพอการท าเกษตร การเปลยนแปลงลาดดนเพอทอยอาศย หรอเพอประโยชนใชสอยอนๆ ท าใหลาดดนเสยสมดลจากการเปลยนแปลงความลาดชนไป ซงเปนสาเหตหนงตอการพบตของลาดดน จากขอมลกรมทรพยากรธรณพบวาการเขาไปใชสอยในพนททมความลาดชนสงๆมแนวโนมเพมขนและเปนการเพมความเสยงทจะเผชญกบภยการพบตของลาดดน

จากเหตการณลาดดนพบตในเดอน มนาคม พ.ศ. 2554 ในพนท ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช ดงแสดงในรปท 1.1 ซงเปนพนทเสยงภยตามแผนทกรมทรพยากรธรณ โดยในชวงทเกดการพบตของลาดดนมปรมาณน าฝนตกสะสมกน 9 วน ตรวจวดปรมาณน าฝนได 1337.6 มลลเมตร และจากภยพบตทเกดขนสรางความเสยหายตอชวตและทรพยสนในบรเวณพนทเปนอยางมาก ดงนนจดมงหมายของงานวจยนเปนการศกษาปจจยทมผลกระทบตอการพบตของลาดดนโดยใชคณสมบตทางวศวกรรมของดนในบรเวณทเกดการพบต และศกษากลไกของการพบตของลาดดนทไดรบอทธพลจากปรมาณน าฝน และวเคราะหหาคาดชนความชมชนในดน

2

(Antecedent Precipitation Index: API) เพอเปนแนวทางในการเตอนภยพบตของลาดดนเพอลดความสญเสยของชวตและทรพยสนของประชาชนในพนทเสยง

รปท 1.1 เหตการณดนถลมในเดอน มนาคม พ.ศ. 2554 ในพนท ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช

1.2 วตถประสงคของงำนวจย

1.2.1 ศกษาปจจยทมผลกระทบตอการพบตของลาดดนและลกษณะการพบตของ

ลาดดน 1.2.2 ศกษาอทธพลของความชนทมผลตอก าลงรบแรงเฉอนของดนทผสลายอยกบ

ท 1.2.3 ศกษาเสถยรภาพของลาดดนทเปลยนแปลงอนเนองมาจากอทธพลของ

ปรมาณน าฝน 1.2.4 ศกษารปแบบการเตอนภยพบตลาดดนเนองจากปจจยปรมาณน าฝน

3

1.3 ขอบเขตของงำนวจย

1.3.1 ศกษาและวเคราะหการพบตของลาดดนในพนท ต าบลเทพราช อ าเภอสชล จงหวดนครศรธรรมราช 1.3.2 วเคราะหหาคณสมบตทางกายภาพของดนเพอน ามาใชเปนปจจยสนบสนนของการวเคราะห

1.3.3 การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนชนดไมถกรบกวนใชวธ Multi State Direct Shear Test โดยทดสอบแบบระบายน า

1.3.4 หาความสมพนธระหวางก าลงรบแรงเฉอนกบระดบความอมตวดวยน า และปจจยทเกยวของเพอน ามาวเคราะหเสถยรภาพของลาดดน

1.3.5 วเคราะหเสถยรภาพของลาดดนโดยเลอกใชวธวเคราะหแบบ Bishop’s Simplified Method และลาดดนอนนต (Infinite Slope)

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1.4.1 สามารถเขาใจถงลกษณะและสาเหตของการพบตของลาดดน 1.4.2 สามารถอธบายถงการเปลยนแปลงของก าลงเฉอนของดนเมอความชนในดน

เปลยนแปลงไป 1.4.3 สามารถวเคราะหและตรวจสอบเสถยรภาพของลาดดนในพนทศกษาได 1.4.4 สามารถหาคาดชนความชมชนในดน (Antecedent Precipitation Index: API)

ซงเปนดชนทชถงความวกฤตของสถานการณการพบตของลาดดนได 1.4.5 สามารถก าหนดเกณฑทชวยในการเตอนภยการพบตของลาดดนเพอลด

ความสญเสยของชวตและทรพยสนของประชาชนในพนทเสยง

4

บทท 2 แนวคดและทฤษฎทเกยวของ

2.1 ขอมลทวไปของพนทศกษา 2.1.1 ทตงและขอบเขต

พนทการพบตของลาดดนทศกษาเปนสวนหนงของเทอกเขาหลวง และมต าแหนงการพบตของลาดดนทพกดละตจด 8º 52' 53" เหนอ และลองจจด 99º 45' 22" ตะวนออก ซงเปนพนทสวนหนงในต าบลเทพราช อ าเภอสชล จงหวดนครศรธรรมราช โดยอยหางจากตวอ าเภอสชลไปทางทศใตประมาณ 14 กโลเมตร ทางทศเหนอตดตอกบต าบลฉลอง ทศใตตดตอกบต าบลเปลยน ต าบลนบพต า ต าบลกรงชง ทศตะวนออกตดตอกบต าบลเปลยน และทศตะวนตกตดตอกบต าบลเสาเภา (http://www.theppharat.go.th/general1.php) แสดงดงรปท 2.1

รปท 2.1 แผนทขอบเขตพนทศกษา (http://maps.google.com)

5

2.1.2 สภาพภมประเทศ

ลกษณะภมประเทศโดยทวไปเปนพนทราบระหวางหบเขาและมเทอกเขาสงสลบซบซอนทอดยาววางตวไปทางเหนอจรดใตขนานไปกบชายฝงทะเลดานตะวนออก มยอดเขาสงสดคอยอดเขาหลวง มสงจากระดบน าทะเล 1,835 เมตร บรเวณพนทศกษามความสงเทยบกบระดบน าทะเลปานกลาง 339 เมตร มความลาดชนเฉลย 25 องศา พนทสวนใหญไดรบอทธพลจากลมมรสมทงสองดานท าใหมสภาพชนและมปรมาณน าฝนเฉลยสง พชพรรณไมสวนใหญจงเปนสงคมพชปาดงดบ เชน ปาดบเขา และปาดงดบชน

2.1.3 สภาพภมอากาศ

ต าบลเทพราชตงอยในเขตรอนใกลเสนศนยสตรและตงอยบนคาบสมทรท าใหม

ลกษณะภมอากาศแบบโซนรอน เนองจากไดรบลมมรสมทพดผานทะเลทงสองดาน ท าใหมฝนตกเกอบตลอดปและมอากาศคอนขางเยนชน โดยมเมฆปกคลมถงรอยละ 14-15 และมฤดกาลเพยง 2 ฤด คอ

ฤดฝน เรมตงแตเดอนพฤษภาคมถงเดอนมกราคม ปรมาณฝนทตกมมากในชวงเดอนตลาคมถงเดอนธนวาคม มปรมาณน าฝนเฉลยตลอดป 3,500-4,000 มลลเมตร

ฤดรอน เรมตงแตเดอนกมภาพนธถงเดอนเมษายน ในชวงเดอนเมษายน จะมอณหภมสงสดประมาณ 40 องศาเซลเซยส 2.1.4 ลกษณะทางธรณวทยา

สภาพธรณวทยาโดยทวไปในพนทสวนใหญเปนหนแกรนตยคจแรสสก-ครเท

เชยส (Jurassic-Cretaceous) ซงมการกระจายตวและครอบคลมพนทบรเวณภาคใตโดยมพนทครอบคลม 1.84% ของพนททงประเทศ ดงแสดงในรปท 2.2 เนองจากหนกลมนมอตราการผพงสงจงจดใหหนกลมนมความออนไหวตอการเกดการพบตของลาดดนบรเวณพนทภาคใต (สทธศกด, 2550)

6

รปท 2.2 ลกษณะทางธรณวทยาทส าคญแบงออกเปน 8 กลม (ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก, 2549)

7

2.2 การก าเนดดน

ดนคอวสดทเกดจากการผสลายของหนตางๆโดยกระบวนการทางธรรมชาตอยบนพนผวโลกซงอยในสภาพทไมตดกนแนน (Uncemented Materials) มขนาดคละตางๆกน ดนแตละชนดจะมลกษณะจ าเพาะแตกตางกนออกไปอนเนองมาจากอทธพลของ อณหภม ความชน ความดน แรงดงดดของโลก ปฏกรยาทางเคม และการถกพดพาขณะเกดการแปรเปลยนสภาพ ซงโดยทวไปมวลดนจะประกอบไปดวย เมดดน น า อากาศ และสารอนทรย

2.2.1 วฎจกรของดน

วฏจกรของหนและการก าเนดดนแสดงดงรปท 2.3 เรมจากหนหนดทเกดจากการ

ระเบดของภเขาไฟเยนตวลงและตกผลกจบตวกนเปนกอนแขงจะกลายเปนหนอคน (Igneous Rock) และเมอหนอคนท าปฏกรยากบสภาพแวดลอมตางๆจนเกดการผสลายอยกบทกจะกลายเปนดนทเกดในทตง (Residual Soil) จากนนเมอถกกระบวนการพดพาใหเคลอนทไปตกยงสถานทใหมจะเรยกดนประเภทนวาดนก าเนดโดยการพดพา (Transported Soil) เมอไปตกตะกอนทบถมกน ณ ทแหงใหมจะเรยกดนประเภทนวาดนตะกอน (Sedimentary Soil) เกดการทบถมผานไปเปนเวลานานจนจบตวกนแนน (Lithification) จะท าใหตะกอนเหลานกลายเปนหนชน (Sedimentary Rock) และในขณะทหนอคนและหนชนไดรบความรอนและความดนทเหมาะสม (Metamorphism) กสามารถแปรเปลยนสภาพมาเปนหนแปร (Metamorphic Rock) ในขณะทหนชนและหนแปรท าปฏกรยากบสภาพแวดลอมเกดการผสลายและถกพดพาไปตกตะกอนกจะแปรเปลยนกลบไปเปนดนตะกอนไดเชนกน และเมอหนทง 3 คอ หนอคน หนชน และหนตะกอนไดรบความรอนและความดนจนหลอมละลายกจะแปรเปลยนกลบไปเปนหนหนดใหมอกครงเปนวฏจกรเชนนเรอยไป

2.2.2 การจ าแนกชนดของดนแยกตามวธการก าเนดดน ดนเกดจากการผสลายของหนตางๆโดยกระบวนการทางธรรมชาต เชน การ

เปลยนแปลงของสภาพดนฟาอากาศ อณหภม ความชน ความดน แรงดงดดของโลก และปฏกรยาทางเคม และเมอถกพดพาโดยตวกลางไปทบถมยงทตางๆท าใหสามารถก าเนดเปนดนชนดใหม ดงนนการจ าแนกชนดของดนตามลกษณะหรอรปแบบการก าเนดแบงไดเปน 2 ชนด ไดแก

8

1) ดนก าเนดโดยการผสลายของหน ณ ทตง (Residual Soil)

ดนซงก าเนดโดยการผสลายของหน ณ ทต ง เปนดนท เกดจากการผสลาย

เนองมาจากการท าปฏกรยาของหนตอดนฟาอากาศ (Weathering) และตกตะกอนทบถมอยกบทไมเคลอนยายไปไหน โดยดนชนดนมตนก าเนดมาจากการแปรสภาพของหนอคน หนตะกอนหรอหนแปร มลกษณะเดนคอ ดนเมดละเอยดจะอยบรเวณผวหนาของชนดนและจะมขนาดโตขนตามความลก (ชนะวฒน, 2545) และมคณสมบตทแตกตางกนอยางมากแมจะก าเนดในบรเวณทใกลเคยงกน ลกษณะการวางตวในแตละชนดนแสดงดงรปท 2.4 ซงแตละชนดนมลกษณะดงน

A-Horizon หรอ Zone of Leaching เปนดนผวบนซงมสภาพผสลายเปนดนโดยสมบรณ มสเขมเนองจากอนทรยวตถตกตะกอนทบถมอย ดนช นนมการชะลาง (Leaching) สารละลายเกลอแรและถกกดเซาะไดงายจงไมเหมาะสมส าหรบงานดานวศวกรรม ชนถดไปเรยกวา B- Horizon หรอ Zone of Accumulation เปนชนดนหลกของหนาตดดนมกจะมความหนามากกวาชนดนอนๆ เปนดนทเกดจากการตกตะกอนทบถมกน โดยมหนผพงทมขนาดใหญปานกลางทสามารถบบใหแตกไดดวยมอปะปนอย เนอดนมลกษณะเปนสแดงเนองจากมออกไซดของเหลกผสมอย ชนถดลงไปเรยกวา C- Horizon เปนชนหนซงมการผกรอนเพยงบางสวนจากชนหนแม

รปท 2.3 วฏจกรของดน (http://www.dmr.go.th)

9

โดยมการจบตวกนอยอยางหลวมๆ และชนสดทายเรยกวา D- Horizon เปนชนหนแมของวตถตนก าเนดดนหรอชนหนพน (Bedrock) ในชนนมความแขงแรงสามารถวางฐานรากของสงกอสรางไดทกชนด (วศษฐ, 2549)

2) ดนก าเนดโดยการพดพาไปตกตะกอน (Transported Soil)

ดนซงก าเนดโดยการพดพาไปตกตะกอน เปนดนทเกดจากการผสลายเนองมาจาก

การท าปฏกรยาของหนตอดนฟาอากาศ (Weathering) แลวถกพดพาโดยตวกลาง ไดแก แรงโนมถวง ลม น า เปนตน แลวท าใหไปตกตะกอนไกลจากแหลงก าเนด ดนทก าเนดโดยการพดพาไปตกตะกอน (Transported Soil) อาจจะเรยกวา ดนตะกอน (Sedimented Soil) (สรฉตร, 2540) ซงชนดของดนประเภทนยงมชอเรยกตางๆกนตามชนดของตวกลางและสถานทตกตะกอนทบถมกนดงน

ก) ดนทเกดจากการพดพาและตกตะกอนเนองจากแรงโนมถวง (Colluvial Soil) ไดแก ดนบรเวณเชงเขาหรอบรเวณทลาดชน อนภาคเมดดนของดนชนดนจะมขนาดคละกนโดยม

รปท 2.4 ลกษณะของชนดนก าเนดโดยการผสลายของหน ณ ทตง (http://www.factmonster.com/dk/encyclopedia/soil.html)

10

ลกษณะเปนเหลยมมมเนองจากมการขดสทนอยมากท าใหยงคงรปรางเดมอย ซงดนประเภทนจะมคณสมบตทไมตางจากตนก าเนดมากนก

ข) ดนทถกพดพาไปตกตะกอนดวยลม (Aeolian Soil) สวนใหญเกดกบดนทมขนาดอนภาคเลก เชน ทราย ดนตะกอน ดนเหนยว ตวอยางของดนชนดนไดแก เนนทราย (Sand Dune) ซงหมายถงดนทถกพดพาไปทบถมกนกองเปนเนนทรายในบรเวณทะเลทราย เปนตน ดนชนดนมกทบถมกนอยางหลวมๆ มชองวางระหวางเมดดนมาก มการเปลยนแปลงความชนไดงายท าใหมโอกาสเลอนไถลของแผนดน (Land Slide) ไดงายเมอไดรบความชน

ค) ดนทถกพดพามากบน าตามล าน า (Alluvial Soil) เมอความเรวของการไหลของน าทพดพามาลดลงจะท าใหเกดการตกตะกอนของดนทบถมกน เมดดนทมขนาดอนภาคใหญกวาจะตกตะกอนกอนบรเวณตนน าและจะคอยๆลดขนาดลงมาจนถงบรเวณปลายน า ดนชนดนจะมการเรยงตวมลกษณะเปนชนๆ ซงในแตละชนจะมขนาดของเมดดนทสม าเสมอกน ตวอยางของดนชนดนไดแก ดนทะเลสาบ (Lacustrine Soil) หมายถงดนทเกดจากการพดพาและตกตะกอนทบถมกนอยางตอเนองจากแมน าลงสทะเล

ง) ดนทถกพดพามากบธารน าแขง (Gracial Soil) ดนประเภทนเรมจากการผกรอนของหนดวยวธทางกายภาพและทางปฏกยาทางเคมแลวถกพดพามาโดยธารน าแขง เมอธารน าแขงละลายกจะเกดการตกตะกอนโดยมขนาดอนภาคของเมดดนทมขนาดคละกนด ดนชนดนยงมความหนาแนนสงมการทรดตวนอยแตจะบวมตวเมอสมผสน า 2.3 ลกษณะการพบตของลาดดน

การจ าแนกชนดของการพบตของลาดดนและการพงทลายของลาดเขามการจ าแนกตามลกษณะรปแบบการพบตและปจจยทเกยวของหลายอยาง เชน ความเรวและกลไกในการเคลอนท ชนดของตะกอน รปรางของรองรอยการพบต และปรมาณของน าทเขามาเกยวของในกระบวนการพบตของเชงลาดซงการจ าแนกชนดของการพบตของลาดดนทใชกนอยางแพรหลายไดอาศยหลกการจ าแนกตามชนดของวสดทพงทลายลงมา (Type of Material) และตามลกษณะการเคลอนท (Type of Movement) (Varnes, 1975) ดงแสดงในรปท 2.5 ซงสามารถแบงออกไดดงน

2.3.1 การรวงหลน (Falls) เปนการเคลอนทอยางรวดเรวลงมาตามลาดเขาหรอหนา

ผาสงชนดวยอทธพลของแรงโนมถวงของโลก มอตราการเคลอนทมากกวา 3x10-3 เมตร/วนาท อาจ

11

เกดการตกอยางอสระหรอมการกลงลงมาตามลาดเขารวมดวย โดยมน าเขามาเกยวของนอยหรอไมมสวนเกยวของ ดงนนตะกอนดนหรอหนทพงทลายลงมาจะกองสะสมกนอยบรเวณเชงเขาหรอหนาผา ดงแสดงในรปท 2.5 (ก)

2.3.2 การกลงไปขางหนา (Topples) เปนการเคลอนทโดยมการหมนหรอลมคว าลง

มาตามลาดเขา เปนรปแบบของการเคลอนตวตอเนองกลายเปนแบบรวงหลน (Falls) หรอแบบเลอนไถล (Slides) ไดตอไป มกพบบรเวณเชงหนาผาดนหรอหนทมรอยแตก กระบวนการพบตมน าเขามาเกยวของนอยหรอไมมสวนเกยวของ ดงแสดงในรปท 2.5 (ข)

2.3.3 การเลอนไถล (Slides) การพบตชนดนมน าเขามาเกยวของเสมอสามารถ

จ าแนกตามลกษณะของระนาบการเคลอนทไดเปน 2 ลกษณะ คอ

ก) การเลอนไถลแบบหมน (Rotational Slide) เปนการเลอนไถลของวตถลงมาตามระนาบของการเคลอนททมลกษณะโคงครงวงกลมคลายชอน (Spoon-Shaped) ท าใหมการหมนตวของวตถขณะเคลอนทซงจะเปนไปอยางชาๆ ดงแสดงในรปท 2.5 (ค) ลกษณะดงกลาวมกเกดขนในบรเวณทดนมความเปนเนอเดยวกน (Homogeneous Material) เชน บรเวณทมชนดนหนามากหรอดนทน ามาถม

ข) การเลอนไถลแบบระนาบ (Translational Slide) เปนการเลอนไถลลงมามลกษณะเปนระนาบตรง โดยทวไปเปนการเคลอนทตามระนาบของโครงสรางทางธรณวทยา เชน ตามระนาบรอยแตก (Joint) ระนาบทศทางการวางตวของชนหน (Bed) และรอยตอระหวางชนดนและหน ดงแสดงในรปท 2.5 (ง)

2.3.4 การเคลอนตวออกทางดานขาง (Lateral Spread) โดยทวไปจะเกดบนพนราบ

หรอพนทมความลาดชนนอย ชนดนจะประกอบดวยตะกอนขนาดละเอยดมาก การเกดโดยทวไป จะเกดกบชนตะกอนละเอยดทอมตวดวยน าและมพฤตกรรมเหมอนของไหล เนองจากอาจจะไดรบแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว หรอเกดจากการทมชนหนหรอชนดนแขงและไมอมน าวางตวทบอยบนชนดนทอมน า เมอชนดนทอมน าถกทบดวยน าหนกทมากกจะไหลออกดานขางท าใหชนดนและชนหนทอยดานบนแตกออกและยบตว ดงแสดงในรปท 2.5 (จ)

12

2.3.5 การเคลอนทของมวลดน (Soil Creep) เปนการเคลอนทของมวลดนอยางชาเนองจากกระบวนการสญเสยแรงตานทานการไหลของชนดน สงผลใหเกดแรงผลกดนใหชนดนมการเคลอนตวอยางชาๆแตไมมากพอทจะท าใหเกดการพงทลายของมวลดน ซงหลกฐานทใชในการสงเกตคอ แนวรวหรอก าแพงและหรอตนไมทขนในบรเวณนนมการเอยงตวหรอบดเบยวไปจากเดม ดงแสดงในรปท 2.5 (ฉ)

2.3.6 การไหล (Flows) เปนการพบตของลาดดนทมน าเขามาเกยวของมากทสด

โดยน าจะท าใหตะกอนมลกษณะเปนของไหลและเคลอนทไปบนพนระนาบของลาดดนลงไปกองทบถมกนทดานลางของลาดดนหรอเชงเขา ตะกอนอาจเคลอนทไปไดเปนระยะทางไกลและความเรวในการเคลอนทอาจสงมากถาลาดดนมความชนสง ท งนยงสามารถแบงตามชนดของตะกอนไดเปน 4 ชนด คอ

ก) Debris Flow ตะกอนทไหลลงมาจะมอนภาคหลายขนาดปะปนกนมกเกดขนตามทางน าเดมทมอยแลวหรอบนรองเลกๆบนลาดเขาซงมน าเปนสวนประกอบ โดยทวไปจะเปนน าฝนทตกอยางหนกเปนตวกลางพดพาเอาตะกอนดนและหนรวมถงซากตนไมตนหญาไหลมารวมกนกอนทจะไหลลงมากองทบถมกนบรเวณทราบเชงเขาในลกษณะของเนนตะกอนรปพดหนาหบเขา ดงแสดงในรปท 2.5 (ช)

ข) Avalanche Flow เปนการเคลอนทลงมาตามลาดเขา มวลดนจะประกอบดวยตะกอนหลากหลายขนาดปนกนและจะมขนาดของรองรอยการพบตทมขนาดใหญ ดงแสดงใน รปท 2.5 (ซ)

ค) Earth Flow เปนการเคลอนทของมวลดนทประกอบดวยตะกอนขนาดละเอยดจ าพวกดนเหนยว ดนทรายแปงตามพนททมความลาดชนไมมากนก ดงแสดงในรปท 2.5 (ญ)

ง) Mud Flow มกระบวนการเกดเชนเดยวกบ Debris Flow แตกตางกนทขนาดของตะกอนแบบ Mud Flow จะมขนาดเลกกวาตะกอนของ Debris Flow คอประกอบไปดวยตะกอนดน และมน าเปนสวนประกอบทส าคญ

13

(ก) การรวงหลน (Falls) (ข) การกลงไปขางหนา (Topples) (ค) Rotational slide (ง) Translational slide (จ) การแผออกทางดานขาง (Lateral spread) (ฉ) การเคลอนทของมวลดน (Soil creep) (ช) การไหลแบบ Debris flow (ซ) การไหลแบบ Avalanche flow (ญ) การไหลแบบ Earth flow

รปท 2.5 ลกษณะการวบตของลาดดนและหนแบบตางๆ (Highland and Bobrowsky, 2008)

14

2.4 ทฤษฎก าลงเฉอนของดน (Shear Strength Theory)

มวลดนเมอมแรงมากระท า เชน น าหนกจากดนชนบนทกดทบ หรอมแรงภายนอกมากระท า มวลดนจะออกแรงตานเพอรกษาสมดลของแรงในมวลดนเอาไว และเมอแรงทมากระท ามคาเพมขนจนมวลดนไมสามารถตานทานแรงทมากระท าได หรออาจกลาวไดวาแรงทมากระท ามคามากกวาหนวยแรงเฉอนในดนมวลดน (Shear Stress, ) มวลดนกจะเกดการเคลอนตวหรอเกดการพบต (Fialure) ซงการพบตจะมลกษณะเกดขนเปนระนาบของมวลดนแยกจากกน ระนาบทเกดการพบตนคอระนาบทมวลดนสามารถตานทานแรงเฉอนไดต าทสด

Coulomb (1776) ไดเสนอความสมพนธระหวางหนวยแรงเฉอนกบหนวยแรงตงฉากทระนาบใดๆของมวลดนในรปของสมการเชงเสนตรงแสดงขอบเขตการพบตของมวลดน ซงสามารถเขยนไดดงสมการท 2.1

tan c (2.1)

เมอ = หนวยแรงเฉอนทจดพบตหรอ คาก าลงเฉอนของดน (Shear Strength of Soil) = หนวยแรงตงฉากบนระนาบแรงเฉอน (Normal Stress) c = การยดเกาะกนของเมดดน (Cohesion) = มมเสยดทานภายในของเมดดน (Internal Friction Angle) และสามารถเขยนในนพจนของหนวยแรงประสทธผลไดดงสมการท 2.2

'tan'' c (2.2)

เมอ ' = หนวยแรงตงฉากประสทธผลบนระนาบแรงเฉอน = u u = แรงดนน า (Pore water Pressure) 'c = การยดเกาะกนประสทธผลของเมดดน (Effective Cohesion) ' = มมเสยดทานภายในประสทธผลของเมดดน

15

คาความตานทานแรงเฉอนของดน (Shearing Resistance) ขนอยกบองคประกอบทส าคญ 2 ประการคอ มมเสยดทานภายในระหวางเมดดน (Internal Friction) และการยดเกาะระหวางเมดดน (Cohesion) โดยคาความตานทานแรงเฉอนของมวลดนจะขนอยกบปรมาณรอยละของเมดดนหยาบ เมดดนละเอยดและปรมาณความชนทอยในมวลดน ส าหรบดนเมดหยาบทไมมการยดเกาะกน (Cohesion Less Soil) เชน กรวด ทราย จะมอตราสวนของน าหนกตอพนทผวมากกวาเมดดนละเอยดท าใหคาความตานทานแรงเฉอนของดนขนอยกบมมเสยดทานภายในระหวางเมดดนและความหนาแนนของมวลดน ส าหรบดนเมดละเอยดทมการยดเกาะกน (Cohesion Soil) เชน ดนเหนยว จะมอตราสวนพนทผวมากกวาดนทรายคาความตานทานแรงเฉอนของดนจงขนอยกบการยดเกาะกนระหวางเมดดนซงเปนผลมาจากแรงดงดดของประจไฟฟาตามผวเมดดนและความหนาแนนของมวลดน

การพบตของมวลดนมกมพฤตกรรมใกลเคยงกบกฎการพบตทเสนอโดยมอรและคลอมบ (Mohr and Coulomb) ซงก าหนดไววา มวลดนจะเรมเกดการพบตเมอวงกลมของมอรทแทนสภาพของหนวยแรงในมวลดนสมผสกบเสนขอบเขตการพบต (Failure Envelop) พอดดงรปท 2.6 (ก) แตหากวงกลมของมอรอยภายในหรอต ากวาเสนขอบเขตการพบตมวลดนกยงสามารถรบแรงไดไมพบตดงรปท 2.6 (ข)

(ก) (ข)

รปท 2.6 เงอนไขการพบตของมวลดนทเสนอโดยมอรและคลอมบ (วศษฐ, 2540)

16

การเลอกใชคาก าลงของดนเพอน ามาวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนจะตองพจารณาถงลกษณะของหนวยแรงซงมท งหนวยแรงรวม (Total Stress Analysis) และหนวยแรงประสทธผล (Effective Stress Analysis) เพอความถกตองแมนย าในการวเคราะหผล หนวยแรงทน ามาวเคราะหจงควรมลกษณะทสอดคลองกบสภาวะของลาดดน

วรากร (2542) อธบายวาการเลอกใชคาก าลงเฉอนของดนในการวเคราะหทางปฐพกลศาสตรแบงลกษณะการวเคราะหออกเปน 2 ลกษณะคอ วเคราะหดวยวธหนวยแรงรวม และวเคราะหดวยวธหนวยแรงประสทธผล โดยถาสามารถวดคาความดนน าเพอทจะสามารถแยกหนวยแรงทเกดขนจากความดนน าออกไปได เนองจากแรงดนน าในมวลดนไมกอใหเกดก าลงท าใหคงเหลอแตหนวยแรงทสงผานระหวางเมดดนเทานนเรยกวา หนวยแรงประสทธผล (Effective Stress, ' ) แตในทางปฏบตบางครงท าไดยากมากทจะค านวณคาความดนน าใหถกตอง ดงนนในบางกรณทไมสามารถทราบคาความดนน าทชดเจนมกผนวกความดนน าทเกดขนเขาไปในก าลงของดนซงเรยกวา หนวยแรงรวม (Total Stress, ) ส าหรบคาก าลงของมวลดนทใชในการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนจะแบงเปน 3 ลกษณะคอ

1. Su หรอ Undrained Shear Strength ส าหรบดนเหนยวอมตวและมการกอสรางโดยเรวหรอพบตแบบทนททนใด ( = 0 Condition)

2. uc , u หรอ Total Strength ส าหรบดนชนไมอมตวและไมทราบความดนน าชดเจน เชน ดนบดอดในขณะกอสรางเขอนหรอคนดน

3. 'c , ' หรอ Effective Strength ส าหรบดนอมตวและสามารถทราบความดนน าชดเจน เชน กอสรางเสรจนานแลวก าลงใชงานและมความดนน าเขาสสภาพสมดลหรอมน าไหลผานคงท 2.5 คาก าลงตานทานแรงเฉอนสงสดและคาก าลงตานทานแรงเฉอนคงคาง

ในการทดสอบหาคาก าลงรบเฉอนของดนซงในขณะทดนก าลงถกท าการทดสอบ

ภายในมวลดนจะมแรงตานทานการเฉอนเกดขน ซงการทดสอบโดยทวไปมกจะหยดด าเนนการตอเมอผลการทดสอบแสดงคาก าลงสงสด (Peak Strength) อยางชดเจน แตหากท าการทดสอบตอเนองไปจนเลยจดซงเปนคาก าลงสงสด จะพบวาคาแรงตานทานการเฉอนในมวลดนจะคอยๆลดลงจนกระทงคงทซงเปนแรงตานทานการเฉอนทนอยทสดซงเรยกวา คาก าลงตานทานแรงเฉอนคงคาง (Residual Strength) ในมวลดน ดงแสดงในรปท 2.7

17

รปท 2.7 คาก าลงของดนทสภาพก าลงสงสดและก าลงคงคาง (Lambe and Whitman, 1979)

Timothy,et al. (2005) ไดแนะน าการวเคราะหเสถยรภาพลาดดนวาในกรณลาดดนทเคยเกดการพบต (Old Land Slide) แนวเฉอนพบตมกจะเกดขนในแนวผวการเฉอนทมอยกอนแลวซงควรทจะใชคาก าลงคงคางในการวเคราะห (Residual Strength Condition)

Price (2006) อธบายถงความส าคญของคาก าลงคงคาง (Residual Strength) วาการ

วเคราะหโดยใชคาสภาวะก าลงคงคาง (Residual Strength Condition) ในทางปฏบตมความส าคญมากเนองจากถาดน ณ ทเดม (In Situ) มแนวเลอนหรอผวการเฉอนอยแลวคาก าลงของดนบรเวณผวการเฉอนจะนอยกวาคาก าลงสงสดและถามการเลอนตวมากพอ คาก าลงของดนจะลดนอยลงจนเทากบคาก าลงคงคางได 2.6 การลดลงของก าลงเฉอนกบเสถยรภาพของลาดดน

ปรมาณน าหรอความชนทเพมขนในมวลดนท าใหก าลงเฉอนของดนลดลงสงผล

โดยตรงกบเสถยรภาพของลาดดน ตวอยางทเหนไดชดคอ การกอสรางทมการตดลาดดนในชวงฤดแลงซงดนมความชนนอยก าลงเฉอนของดนสงลาดดนยงมเสถยรภาพมงคงอยได แตเมอเวลาผานไปเขาสฤดฝนในขณะทฝนตกท าใหความชนในลาดดนเพมขนสงผลใหก าลงเฉอนของดนลดลงตามปรมาณความชนทเพมขน ในชวงเวลาทมปรมาณน าฝนมากจนก าลงเฉอนของดนไมอาจตานทานแรงทกระท าไดกจะกอใหเกดการพบตของลาดดน

18

Soralump and Kulsuwan (2006) ไดทดสอบก าลงเฉอนของดนดวยวธเฉอนตรงทสภาวะความชนธรรมชาตและสภาวะชมน าโดยการทดสอบมชอวา ดชนการลดก าลง (Strength Reduction) โดยผลการทดสอบพบวาดนผจากจากหนแกรนตผมการลดลงของก าลงเฉอนอยระหวางรอยละ 10 ถง 50 ดนผจากหนโคลนและหนดนดานมการลดลงของก าลงเฉอนอยระหวางรอยละ 20 ถง 70 และดนผจากหนทรายมการลดลงของก าลงเฉอนอยมากกวารอยละ 50

เสถยรภาพลาดดนเปนการพจารณาสดสวนของแรงตานทาน (Resisting Force) กบ

แรงขบ (Driving Force) ทกระท ากบมวลดน คาเสถยรภาพจะลดลงเมอแรงขบมากขนหรอแรงตานลดลง เมอแรงขบมากกวาแรงตานกจะท าใหเกดการพบตของลาดดน การลดลงของก าลงเฉอนในดน (Shear Strength Reduction) เปนปจจยส าคญทท าใหเกดการพบตของลาดดน โดยก าลงเฉอนของดนทลดลงสามารถแบงไดเปน 2 ลกษณะ คอ

2.6.1 ก าลงเฉอนทลดลงชวคราว

สาเหตมาจากการเพมขนของความชนเดมซงเกยวเนองกบสภาวะทฝนตกและ

ระดบน าใตดนทสงขน ปรมาณความชนหรอน าทเพมขนท าใหการยดเกาะกนในดนลดลงเพราะน าไดเขาไปท าลายแรงตงผวของอากาศในดนและระดบน าใตดนทสงขนท าใหหนวยแรงตงฉากในดนลดลงเนองมาจากแรงลอยตว (Uplift Pressure) ท าใหก าลงเฉอนจากแรงเสยดทานในดนลดลง โดยก าลงเฉอนทลดลงจะกลบมาเพมขนอกเมอความชนในดนลดนอยลงหรอระดบน าลดลงตามล าดบ

2.6.2 ก าลงเฉอนทลดลงถาวร

เมอดนถกแรงเฉอนกระท าเพมขนเรอยๆจนเกนก าลงตานทานสงสด (Peak

Strength) มวลดนจะเกดการเลอนตวของดนในแนวพบต คาก าลงเฉอนของดนจะลดลงเรอยๆในขณะเกดการเลอนตวจนกระทงเหลอแรงตานทานทนอยทสดและคงททคาก าลงคงคางของดน ซงเกดจากการทโครงสรางเดมของดนถกท าลายเนองจากการเลอนตวของดนในแนวพบต เมดดนเกดการเรยงตวกนใหมขนานกบทศทางของแรงเฉอนท าใหก าลงเฉอนของดนลดลง

Price (2006) อธบายวา การเปลยนแปลงของคาอตราสวนความปลอดภย (F.S) ทชวงระยะเวลาส นๆ (Short Term) มกจะเกดขนเนองจากการเปลยนแปลงของปรมาณความชนใน

19

ดนและระดบน าใตดนทเปลยนแปลงไปตามฤดกาลโดยเฉพาะในชวงทฝนตกหนก (Heavy Rainfall) จะท าใหคาอตราสวนความปลอดภยลดลงมาก แตเมอปรมาณความชนและระดบน าใตดนไดลดลงแลวอตราสวนความปลอดภยกกลบมาเพมขนไดอก ในขณะเดยวกนการไหลของน าบรเวณพนผวดนยงสามารถกดเซาะหรอชะลางหนาดนท าใหเปนการลดอตราสวนความปลอดภยลงอยางชาๆ แตการเปลยนแปลงอตราสวนปลอดภยทเกดจากการกดเซาะทฐานลางของลาดดน (Slope Toe) จะท าใหอตราสวนความปลอดภยลดลงและไมอาจกลบเพมขนไดหากไมมการซอมแซมลาดดน บรเวณดงแสดงในรปท 2.6

รปท 2.8 ความสมพนธของสภาวะฝนตกและระดบน าใตดนกบการพบตของลาดดน (Price, 2006)

2.7 ทฤษฎก าลงของดนไมอมตวดวยน า (Unsaturated Soil)

โดยทวไปสภาพพนดนตามธรรมชาตจะประกอบไปดวยชนดนตางๆทวางตว

ซอนทบกนลกลงไปจากผวดน (Ground Surface) และจะมระดบน าใตดน (Ground Water Table) วางตวอย ท าใหชองวางภายในมวลดนทอยภายใตระดบน าใตดนเตมไปดวยน าหรอเพมขนตามความลกของระดบน าเรยกวา มวลดนอมตวดวยน า (Saturated Soil) ซงจะสงผลใหดนในสวนนจะมแรงดนน าทเปนบวก สวนมวลดนทอยเหนอจากชนระดบน าใตดน (Vadose Zone) จะประกอบไปดวยดนอมตว (Capillary Saturated Zone) และดนทไม อมตว (Unsaturated Zone) ดงแสดงใน รปท 2.9 หากไมมน าซมลงมาหรอระเหยขนไปจากผวดนและระดบน าใตดนคงทแลวเสนแรงดนน า

20

จะสมดลทเสน (1) ในขณะทเสน (2) และ (3) หมายถงมการระเหยในฤดแลงและการมน าซมลงมาในฤดฝนตามล าดบ โดยททง 3 กรณจะมแรงดนน าทเปนลบทงสน

มานะ (2541) อธบายวาดนสภาพไมอมตวดวยน าจะมอากาศสอดแทรกในชองวาง

ระหวางอนภาคของเมดดน ลกษณะน าในมวลดนจะไมตอเนองกน โดยจะมแรงตงผวทเกดจากผลตางของแรงดนน าและแรงดนอากาศในมวลดนอยระหวางผวสมผสของเมดดน

รปท 2.9 ลกษณะเสนระดบน าของชนดนทวไป (Fredlund and Rahardjo, 1993)

Fredlund และ Morganstern (1977) เสนอทฤษฎเกยวกบการวเคราะหหนวยแรงในดนไมอมตวดวยน าวา ดนไมอมตวดวยน ามสวนประกอบ 4 สวน คอ เมดดน น า อากาศ และContractile Skin ซงเปนชนรอยตอระหวาง อากาศกบน า ดงแสดงในรปท 2.10

Fredlund (1993) กลาววา ความแตกตางระหวาง Saturated Soil กบ Unsaturated Soil ม 2 สวนใหญๆ คอ สวนประกอบของดนกบแรงดนน าและแรงดนอากาศในมวลดน โดยทผวของ Contractile Skin จะมผลตางของแรงดนอากาศและแรงดนน าในมวลดน (ua–uw) หรอ Matric Suction ดงแสดงในรปท 2.11 โดยผลตางของแรงดนอากาศกบแรงดนน าในมวลดนจะเปลยนแปลงไปตามปรมาณน าหรอความชนในมวลดนและจะสงผลตอคาก าลงรบแรงเฉอนของดน

21

รปท 2.10 ภาพจ าลองสวนประกอบของดน Unsaturated Soil (Fredlund and Morganstern, 1977)

รปท 2.11 แสดงแรงดนและแรงตงทผวเมดดน Contractile (Fredlund and Rahardjo, 1993)

Matric suction มหนวยเดยวกบแรงดน (เชน กโลปาสคาล หรอ บาร) แตตางจากแรงดนเนองจากมคาเปนลบ คาแรงดดเมทรกนแปรผกผนกบปรมาณความชนในดน เชน ในกรณทน าอยในสภาวะสถตย (Hydrostatic) น าในชองวางดนทอยเหนอระดบน าใตดน (Ground Water Table) จะอยภายใตสภาวะแรงดง (Tension) จากน าหนกของน าดานลาง แรงดงหรอแรงดดนเรยกวาแรงดดเมทรก (Matric Suction, s ) ซงสามารถค านวณไดดงสมการท 2.3 )( wa uus (2.3)

เมอ au = แรงดนอากาศในชองวางดน (Pore-Air Pressure)

wu = แรงดนน าในมวลดน (Pore-Water Pressure)

22

s = แรงดดเมทรก (Matric Suction)

ในสภาวะทคา au ของดนมคาเทากบศนยและคาแรงดดเมทรกทวดไดกคอคาทตดลบของแรงดนน าดงแสดงในรปท 2.12

รปท 2.12 ลกษณะของแรงดนน าในสภาวะสถต (อภนต, 2549)

หลงจากฝนตกและน าสวนหนงระบายออกไปจากมวลดนแลวมวลดนนนจะยงคงเปนมวลดนทมความชนอยตอไปอกระยะหนง การทน าบางสวนยงสามารถอยในชองวางของมวลดนโดยไมระบายออกไปจนหมดแสดงวามวลดนมแรงดดยดตอน าจ านวนนน แรงดดยดนอาจแบงได 2 ลกษณะ คอ

1. แรงดดเมทรก (Matric Suction) คอ คาทแสดงถงความสามารถในการดดน าเขาหาตวของเมดดนหรอแรงดงทยดน าไวกบเมดดนซงเกดจาก 2 สวนดวยกนคอ

1.1 การดดซบ (Adsorption) เปนการดดซบโมเลกลของน าบนผวอนภาคเมดดนโดยเฉพาะผวอนภาคทมประจเกดจากสมบตมขวของโมเลกลของน า การดดซบนมกเกดขนในขณะทดนมระดบความชนคอนขางต าและอาจเกดขนไดในอกกรณคอ เมออนภาคดนมไอออนบวกถกดดซบอยและไอออนเหลานนดดซบโมเลกลของน าเอาไวลอมรอบตวมนเอง (Water of Hydration)

1.2 แคพลลารต (Capillarity) เปนแรงดงน าซงเกดเนองจากแรงตงผวของน าทเปนผลรวมระหวางความเชอมแนน (Cohesion) ของน าและการประสาน (Adhesion) ระหวางน ากบผว

23

ของอนภาคดนตรงผวของน า (Air-Water Interface) ปรากฏการณนสงเกตไดจากเมอจมหลอดเลกๆทผนงดานในเปยกน าลงไปในน าผวเรยบจะพบวามน าบางสวนถกดงดดขนไปขงอยในหลอด จะสงเกตเหนวาผวของน าในหลอดจะเวาลงไปในน าและความโคงของผวน ากบความสงของน าทขงอยในหลอดจะเพมขนเมอขนาดหรอรศมของหลอดเลกลง ดงแสดงในรปท 2.13 จากปรากฏการณนท าใหทราบวาความสงของน าในหลอดกบความโคงของผวน าในหลอดแคพลลารตมความสมพนธกบรศมของหลอดซงสามารถใชไดกบดนโดยทดนมรพรนเปนชองแทรกตวอยท วไปทงในเมดดนและระหวางเมดดน ถงแมชองในดนจะมรปรางและความตอเนองทแตกตางจากหลอดแคพลลารตมากแตสามารถน าปรากฎการณแคพลลาร (Capillarity Phenomenon) มาใชกบดนได รปท 2.13 ขนาดรศมของสวนโคงผวน าทมผลตอ Capillary Force (Janssen and Dempsey, 1980)

2. การดดผานชองเลกๆ (Osmotic Suction) คอน าในดนมสารละลายอยหลายชนด

ละลายหรอแขวนลอยอย ไอออนตางๆโดยเฉพาะอยางยงไอออนบวกจะถกดดซบอยทผวนอกของดนเหนยวทมประจเปนลบและท าใหความเขมขนของไอออนในชนของไอออนบวกทถกดดซบสงกวาในสารละลายรวม (Bulk Solution) ถาความชนของดนคอนขางต าอนภาคดนเหนยวมโอกาสทบซอน (Overlap) ซงกนและกนและท าใหสารละลายในระหวางช นท งสองน นเขมขนยงขน สารละลายทเขมขนจะมการดดแบบออสโมตกสงถาน ามาสมผสกบน าบรสทธผานเมนเบรนกงซมได (Semipermeable Membrane) น าจะเคลอนตวผานเมนเบรน (Membrane) ไปหาสารละลายนนๆ ปรากฏการณนกสามารถใชไดกบดน คอ ถาสารละลายในบรเวณการดดซบ (Adsorption Zone)

24

ของอนภาคดนเหนยวเขมขนมากดนนนจะมแรงดงดดน าทเพมขนและน าทถกดงดดเขาไปในระหวางดนเหนยว 2 แผนทเรยงซอนกนจะดนใหดนเหนยวพองตวท าใหแรงยดเกาะภายในมวลดนมคาลดต าลง

ปรากฏการณหลกๆทใชอธบายการเกดแรงดดเมทรกนมอย 2 ปรากฏการณดวยกนคอ การดดซบ และแรงตงผวคาปลลาร อยางไรกตามศกยหรอความสามารถในการดดน าเขาหาตวของดนกยงขนอยกบปรมาณของสารละลายเกลอของน าในดนซงเรยกวา แรงดดออสโมตก (Osmotic Suction) โดยดนทมสารละลายเกลอปนอยในน ามากกจะมศกยในการดดน าเขาหาตวเองไดมากไปดวย โดยทวไปแลวจะสามารถพจารณาแรงดดทงสองชนดรวมกนเรยกวา แรงดดรวม (Total Suction) ดงสมการท 2.4

)( wa uu (2.4)

เมอ )( wa uu = Matric Suction

au = แรงดนอากาศในชองวางดน (Pore-Air Pressure) wu = แรงดนน าในมวลดน (Pore-Water Pressure) = Osmotic Suction

Fredlund (1993) พบวาในดนไมอมตวดวยน าจะมสวนทประกอบดวยแรงดนของ

น าและอากาศ ดงในสมการท 2.5 โดยมความสมพนธกนในเชงเสนตรง ดงรปท 2.14 โดยท b เปนความสมพนธระหวาง Matric Suction กบ Cohesion ( 'c ) คอ ถายงมคา Matric Suction มากขนคา

b กจะมากขนดวย และในกรณทดนอมตวดวยน าแลว b ' ซงกจะไดสมการในรปของสมการหนวยแรงประสทธผลดงสมการท 2.6

b

waan uuuc tan'tan' (2.5)

'tan'' nc (2.6)

25

รปท 2.14 ความสมพนธของการวบตของดนในรปแบบของ Unsaturated Soil (Fredlund,1993) ปรมาณน า ความชน และระดบความอมตวดวยน า (Degree of Saturation) ท

เพมขนไดสงผลตอผลตางระหวางแรงดนอากาศในชองวางดน (Pore-Air Pressure) และแรงดนน าในมวลดน (Pore-Water Pressure) ดงแสดงในรปท 2.15 ทแสดงความสมพนธระหวางระดบความอมตวดวยน ากบ Matric Suction โดยความสมพนธนสงผลใหเหนวาระดบความอมตวดวยน าจะมความสมพนธโดยตรงกบก าลงรบแรงเฉอนของมวลดน

รปท 2.15 ความสมพนธระหวางระดบความอมตวดวยน ากบ Matric Suction (Fredlund,1993)

26

2.8 กระบวนการซมน าลงสดน (Infiltration Process)

กระบวนการซมของน าลงสดนเรมตนขนเมอมน าหรอน าฝนตกลงสผวดนน าจะซมผานผวดนและแทรกซมลงไปสดนชนลางดวยอทธพลของแรงดงความชนในมวลดนจนกระทงดนอมตวดวยน าจากนนแรงดงดดของโลกจะท าใหน าไหลซมลกลงไปในดน

ในการวเคราะหการเปลยนแปลงปรมาณน าในมวลดนอนเนองมาจากปรมาณน าฝนไดอาศยแบบจ าลองทางคณตศาสตรของ Green and Ampt ซงเสนอไวในป 1911 มาพจารณาการไหลซม (Infiltration) โดยก าหนดใหดนมคณสมบตสม าเสมอ (Homogeneous) ทนทเมอฝนตก ใหดนมอตราการไหลซม (Hydraulic Conductivity, K) เทากบความเขมน าฝนแตไมมากกวาอตราการไหลซมขณะทดนอมตว (Saturated Hydraulic Conductivity, Ks) และปรมาณความน าในมวล

ดนเพมขนตามความลก ดงแสดงในรปท 2.16 โดยในชวงเรมตนทเวลา t0 ปรมาณความน าในดนจะเทากบ i ตลอดความลกและมปรมาณน านอยทสดเทากบ r และเมอฝนตกในอตราคงทน าในมวลดนจะเพมขนทนท เมอเวลาผานไปน าในมวลดนกจะคงทและขยายขอบเขตสชนดนดานลาง

รปท 2.16 การเปลยนแปลงความชนในดน (ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก, 2555)

ส าหรบดนทไมอมตวดวยน าและการไหลเปนแบบไมคงท (Unsteady Flow) ซง

ปรมาณน าฝนทตกลงมาจะซมลงสช นดนดานลางโดยมอทธพลของแรงดงน าในดน (Matric Suction) เขามาเกยวของซงจะท าใหความลกของของดนดานเปยก (Wetting Front) เพมขนตามเวลาทฝนตก การค านวณความลกของดนดานเปยกสามารถค านวณไดจากสมการท 2.7

27

)(1ln)(

0

0

f

f

ffHH

LHH

KtL

(2.7)

เมอ = ปรมาณน าในดนทเพมขน )( i

K = ความสามารถในการซมน าของดน )/( TL

0H = แรงดงน าในดนทอยดานลางของดนดานเปยก fH = แรงดงน าในดนทผวดน fL = ความลกของดนดานเปยก (Wetting Front)

ส าหรบในกรณทฝนตกไมคงทหรอไมตอเนอง Ogden and Saghafian (1997) ไดน าเสนอการวเคราะหการเปลยนแปลงปรมาณน าในดนเนองจากฝนตกไมคงทดวยการพฒนาแบบจ าลอง Green-Ampt โดยมหลกการสมดลความชน ดงแสดงในรปท 2.17

รปท 2.17 แบบจ าลองการเปลยนแปลงปรมาณน าในดนในกรณฝนตกไมคงท (ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก, 2555)

จากความเขมของน าฝน )(r ทเปลยนแปลงไปจากเดมในชวงเวลา dt ท าให

ปรมาณน าสวนทอยในความลกของดนดานเปยกเกดการเปลยนแปลงซงในขณะเดยวกนความลกของดนดานเปยกกยงคงเพมขนโดยความลกของดนดานเปยกสามารถค านวณไดจากสมการท 2.8

28

)()( 0 ii Krdt

dZ

dt

dZ

(2.8)

เมอ dt

dz

= อตราการเปลยนแปลงความลกของดนดานเปยกตอเวลา i 0 = ปรมาณความชนทเปลยนแปลงไป Z = ความลกของดนดานเปยก (Wetting Front)

dt

d = อตราการเปลยนแปลงความชนตามเวลา

r = ความเขมน าฝน )/( TL

)( iK = ความสามารถในการซมน าของดนทความชน i

Li and Young (2006) ไดน าแบบจ าลองของ Green and Ampt มาประยกตใชในการวเคราะหการเปลยนแปลงปรมาณน าในดนบนลาดเอยง ดงแสดงในรปท 2.18 (ก) ซงการวเคราะหด าเนนการเชนเดยวกนกบในแนวราบโดยหมนแกนจากพกด X-Z ซงเปนแนวราบและแนวดงตามทศทางของแรงโนมถวงไปเปน X*-Z* ซงเปนแกนขนานกบลาดเอยงทมมมความลาดชนเทากบ และใชแบบจ าลองของ Green and Ampt ในการวเคราะหดงแสดงในรปท 2.18 (ข) ซงการวเคราะหหาความลกของดนดานเปยกบนพนทลาดเอยงสามารถค านวณไดจากสมการท 2.9

(ก) (ข)

รปท 2.18 การวเคราะหการเปลยนแปลงปรมาณน าในดนบนลาดเอยง ดวยแบบจ าลอง Green and Ampt (ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก, 2555)

29

HS

HSZHStKZ

f

fffe

f

cosln

cos

)(cos *

* (2.9)

เมอ fZ* = ความลกของดนดานเปยก (Wetting Front) ในแนวแกน *Z = มมของลาดเอยง fS = fHH 0 H = ความลกของน ากรณทมน าทวมผวดน

2.8.1 สงทมอทธพลตออตราการซมของน าผานผวดน

การเปลยนแปลงของอตราการซมน าสามารถเกดไดจากหลายสาเหตทงนอาจจะเปนผลมาจากสภาพทางธรรมชาตทมความหลากหลาย เชน ชนดของดนทวางตวซอนทบกน ฤดกาลทเปลยนแปลง และสภาพของพนผวหนาดน เปนตน จากความหลากหลายของปจจยทมผลตอการซมของน าลงดนสามารถสรปไดดงน (http://pirun.ku.ac.th /chotiga/Infilltration.html, 2553)

1) สภาพน าทผวดนและปรมาณน าทตกลงบนผวดน อตราการซมน าลงดนขนอยกบปจจยหลายอยางโดยสภาพน าทผวดนและปรมาณ

น าทตกลงบนผวดนจะเปนตวหนงทก าหนดวาน าจะซมลงดนอยางไรซงแบงไดเปน 3 ลกษณะคอ

ก) สภาพทไมมน าขงทผว (No Ponding) ในสภาพทไมมน าขงอยบนผวดนในชวงทฝนเรมตกหรอชวงเรมใหน า อตราการซมลงดนจะเทากบอตราการใหน าทผวดนแตจะมปรมาณไมเกนอตราการซมลงดนสงสด ดงแสดงในรปท 2.19 หากอตราทน าตกลงบนผวดนมากกวาอตราการซมลงดนสงสดแลวน ากจะเรมขงทผวดน

30

รปท 2.19 สภาพทไมมน าขงทผว (https://www.meted.ucar.edu/loginForm.php, 2003)

ข) สภาพมน าขงทผวดน (Saturation From Above) ในสภาพทมน าขงอยบนผวดน

อตราการซมน าลงดนจะเทากบการซมน าลงดนสงสดแตจะมปรมาณไมเกนอตราการตกของน าทผวดนดงแสดงในรปท 2.20 หากอตราทน าตกลงผวดนนอยกวาอตราการซมลงดนสงสดแลวน ากจะซมลงดนจนกระทงไมมน าขงบนผวดนการซมน าลงดนจะเปลยนกลบเปนสภาพแรก

รปท 2.20 สภาพมน าขงทผวดน (Environment Agency, 2006)

ค) สภาพดนดานลางอมตวดวยน า (Saturation From Below) หากดนชนลางทลกลงไปอมตวดวยน าแลวไมวาจะมน าขงบนผวดนหรอไมจะไมมการซมลงดนอก ดงแสดงในรปท 2.21

31

รปท 2.21 สภาพดนดานลางอมตวดวยน า (http://www.groundwater.org/gi/whatisgw.html, 2011)

2) ความสามารถในการซมน าของดน (Hydraulic Conductivity) อตราการซมน าลงดนสงสด (Infiltration capacity) จะมคาลดลงตามระยะเวลาซงจะลดลงถงคาต าสดและจะคงทโดยคาต าสดนจะใกลเคยงกบความสามารถในการซมน าของดนอมตวดวยน าซงความสามารถในการซมน าจะขนอยกบเนอดนเปนหลก

3) ปรมาณความชนในชองวางเมดดน เมอปรมาณความชนในดนเพมขนจะท าใหคาความสามารถในการซมน าเพมขน

ตาม แตในทางตรงขามจะมผลท าใหแรงดงน า (Suction) ในดนลดลง หรอเมอความชนในดนเพมขนการซมน าลงดนกจะลดลง ในกรณทสภาพดนชนลางมชนน าใตดนตนหรอมน าใตดนไหลมาเพมจากพนทอนจะมผลใหชนดนทอมตวดวยน าสงขนมาใกลผวดนจนท าใหน าไมสามารถซมลงไดอก

4) ความลาดชนและความขรขระของผวดน

ความลาดชนและความขรขระของผวดนมอทธพลตอการเกดน าขงบนผวดน ใน

สภาพผวดนทไมมน าขงอตราการซมน าลงดนจะมคามากกวาอตราการตกของน าทผวดน และในกรณทมน าขงบนผวดนการซมน าลงดนจะมคานอยกวาอตราการตกของน าทผวดน พนทซงมความลาดชนสงและไมมสงปกคลมจะมปรมาณน าผวดนมากและไหลอยางรวดเรวซงในทางตรงขามจะมปรมาณน าทซมลงดนนอย

32

5) คณสมบตทางเคมของดน

สารอนทรยวตถบางชนดในดนมลกษณะเปนมนเมอสมผสกบน าแลวจะยดน าไวทผวแทนทจะปลอยใหน าซมลงไปตามชองวางของดน กระบวนการในลกษณะนมอทธพลตอการซมไมมากนกในพนทปาธรรมชาตแตในกรณทเกดไฟปาพนทเปลยนสภาพเปนดนโลงท าใหสารเหลานขนมาสะสมบรเวณผวดนซงมผลท าใหอตราการซมลงดนลดลงอยางมาก การดดน าเขาหาตวของดนกยงขนอยกบปรมาณของสารละลายเกลอของน าในดนซงเรยกวา แรงดดออสโมตก (Osmotic Suction ) โดยดนทมสารละลายเกลอปนอยในน ามากกจะมศกยในการดดน าเขาหาตวเองไดมากไปดวย

6) คณสมบตทางกายภาพและทางเคมของน า

คณสมบตของน าทงในดานแรงตงผว (Surface Tension) ความหนาแนน (Density) ความหนด (Viscosity) ลวนแลวแตมอทธพลตอการไหลของน าในดนซงคณสมบตเหลานขนอยกบอณหภมโดยเฉพาะอยางยงความหนดของน าซงจะเพมขนเมออณหภมต ามากๆมผลใหอตราการซมน าลงดนลดลง 2.9 การไหลของน าในดน

ในธรรมชาตน าในดนจะมการเคลอนทระหวางชองวางของเมดดน (Pore Space)

โดยชองวางทตอเนองกนนจะยอมใหน าไหลผานจากจดทมพลงงานสงกวาไปยงจดทมพลงงานต ากวา ดงเชนเมอมฝนตกลงมาน าฝนจะแบงออกเปน 2 สวนดวยกนคอ สวนแรกจะเปนน าทไหลไปตามผวหนาดน (Surface Runoff) และสวนทสองคอน าทซมลงสใตดน (Infiltration) โดยน าในสวนนจะไดรบอทธผลจากพลงงานหรอแรงภายนอกทมอทธพลตอการไหลไดแก แรงโนมถวงของโลก ความดนบรรยากาศ และแรงดงดดทเกดขนระหวางเมดดนและน า เปนตน ท าใหเกดการไหลซมลงชนน าใตดน ความเรวของการไหลของน าในดนจะมความเรวทชามากและความเรวในแตละจดจะแตกตางกนโดยขนอยกบขนาดของชองวางระหวางเมดดน การไหลของน าในดนทอมตวสวนใหญจะเปนการไหลแบบราบเรยบซงการไหลของน าผานดนทมขนาดเทากบหรอเลกกวาทรายสามารถอธบายไดโดยกฎของดารซ (Darcy’s Law)

33

Darcy (1856) ไดเสนอวาอตราการไหลเปนความสมพนธของสมประสทธการซมน าของดน (Hydraulic Conductivity,k) กบสดสวนของพลงงานกบระยะการไหล (Hydraulic Gradient, i ) ดงสมการ 2.10

y

hkv w

ww

(2.10)

เมอ wv = อตราการไหลของน า

wk = สมประสทธการซมน า

y

hw

= ความลาดชนทางชลศาสตร (Hydraulic Gradient, i)

สมประสทธการซมน าเปนความสมพนธเฉพาะดนอมตว โดยในสมการขางตน

สามารถเขยนในรปทศทางของ x หรอ z ได โดยเครองหมายลบในสมการหมายถงการไหลของน าทมทศทางท าให Hydraulic Head ลดลง

ในบางปญหาของการไหลทซบซอนสามารถน าสมการความตอเนองมาใชในการ

วเคราะหการไหล โดยเมอพจารณาจากชนสวนเลกๆของการไหลของน า ดงแสดงในรปท 2.22 .ในทศทาง x, y และ z ชนสวนจะมความกวาง dx, dy และ dz อตราการไหลจะได vwx , vwy และ vwz ตามล าดบ ใหทศทางเปนบวกเมอการไหลของน าเปนบวกในทศทาง x, y และ z ซงสมการความตอเนองสามารเขยนไดดงสมการ 2.11 และสามารถจดรปใหมไดเปนสมการ 2.12

0

dwdyvdz

z

vvdxdzvdy

y

vvdydzvdx

x

vv wz

wz

wzwy

wy

wywx

wx

wx

(2.11)

0

dxdydz

z

v

y

v

x

v wzwywx (2.12)

เมอก าหนดใหการเปลยนแปลงปรมาณน าตอเวลาตอปรมาตรมคาเท ากบ

dxdydzt

จะไดปรมาณการไหล 3 ทศทางทงหมดดงสมการ 2.13

34

dxdydz

tdxdydz

z

v

y

v

x

v wzwywx

(2.13)

จากการไหลของน าในดนทอมตวเปนการไหลแบบคงท (Steady State Flow)

กลาวคอปรมาณน าทไหลเขาเทากบปรมาณน าทไหลออกในหนงชวงเวลาจะวาได 0

t

สามารถเขยนใหมไดเปนสมการ 2.14

0

z

v

y

v

x

v wzwywx (2.14)

จากกฎของดารซ (Darcy’s Law) ในสมการ 2.10 เมอแทนคา vwx , vwyและ vwz ลง

ในสมการ 2.14 จะไดสมการ 2.15

0

2

2

2

2

2

2

z

hk

y

hk

x

hk w

wz

w

wy

w

wx (2.15)

เมอสมประสทธการซมน าเทากนทกทศทาง (Isotropic Permeability) จะไดวา

wxk = wyk = wzk เขยนใหอยในรปของ Laplace’s Equation ไดดงสมการ 2.16

0

2

2

2

2

2

2

z

h

y

h

x

h www (2.16)

ในกรณทการเปลยนแปลงของการไหลในทศทาง z มนอยมากเมอเทยบกบใน

ทศทาง x และ y สามารถกลาวไดวาการไหลนนเกดขนเพยง 2 ทศทางดงสมการ 2.17

0

2

2

2

2

y

h

x

h ww

(2.17)

35

รปท 2.22 การไหลของน าผานชนสวนเลกๆในระบบ 3 แกน 2.10 การประมาณเสนอตลกษณของน าในดน Soil-Water Characteristic Curve

เส น อตลกษ ณ ของน าใน ดน Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) เป น

คณสมบตการซมน าของดนทไมอมตวดวยน า ซงอยในรปความสมพนธของปรมาณน าในมวลดนโดยปรมาตร(Volumetric Water Content) กบแรงดดน าในดน (Matric Suction) การวเคราะหการไหลบนลาดดนเนองจากน าฝนเปนการวเคราะหทเปลยนแปลงตามเวลาและจากดนทไมอมตวมพฤตกรรมทซบซอนเพอใหผลทไดมความแมนย าจงสามารถน าความสมพนธของ Soil-Water Characteristic Curve มาใชวเคราะหปญหาโดย Soil-Water Characteristic Curve และ Permeability Function สามารถทดสอบหาคาไดทงในสนามและในหองปฏบตการซงจะใหความแมนย าสง แตวธนจะใชเวลาทดสอบนานและมคาใชจายสง ทงนยงมผวจยหลายทานไดเสนอวธประมาณคาจากคณสมบตของดนทางกายภาพโดยใชสมการทางคณตศาสตรเปนวธทใหคาตวแปรซงมความถกตองนอยกวาการทดสอบจรงแตสามารถน าไปใชไดอยางรวดเรว

Brook & Corey (1964) ไดเสนอความสมพนธของเสนอตลกษณของน า Soil-Water Characteristic Curve ในลกษณะ Power Law เขยนไดดงสมการ 2.18

s

s b

rsat

r (2.18)

36

เมอ = ความชนโดยปรมาตรในมวลดน

sat = ความชนโดยปรมาตรทสภาวะอมตว

r = ความชนโดยปรมาตร ทสภาวะความชนคงคาง bs = คาแรงดงทอากาศเรมเขาไปในตวอยางดน Air Entry = ตวแปรทใชแสดงถงความชนของกราฟ เมอดนแหงเลยจด

Air Entry

Van Genuchten Model (1980) ไดเสนอความสมพนธของเสนอตลกษณของน า Soil-Water Characteristic Curve ในลกษณะ Symmetric Sigmoidal (S-Curve) เขยนไดดงสมการ 2.19

m

n

rs

r

h

1

1 (2.19)

เมอ = ความชนโดยปรมาตรในมวลดน

s = ความชนโดยปรมาตรในมวลดนในสภาวะอมตว

r = ความชนโดยปรมาตรทสภาวะความชนคงคาง = ตวแปรซงเปนฟงกชนของจดทอากาศเขาไปในชองวางในมวล ดน n = ตวแปรซงเปนฟงกชนแสดงอตราการลดลงของความชนในดน หลงจากจดทอากาศเขาไปในชองวางของมวลดน m = ตวแปรซงเปนฟงกชนแสดงจดทความชนคงคางในมวลดน

nm /11 h = แรงดงน าในมวลดน (Matric Suction)

Fredlund and Xing (1994) เส น อ ว า เ ส น อ ต ล ก ษ ณ ข อ ง น า Soil-Water Characteristic Curve สามารถประมาณไดจากขนาดของเมดดนและความหนาแนนของดนโดยสมมตวาเมดดนเปนทรงกลมและ Metric Suction เทากบ Capillary Force ซงจะเปนผลดกบดนเมดหยาบโดยเฉพาะดนทราย (Sand) ดนตะกอนทราย (Silt) และดนเหนยว (Clay) ทมชวงแรงดดของดนอยระหวาง 0-106 กโลปาสคาล ดงแสดงในรปท 2.23 โดยสมการของ Soil-Water Characteristic Curve เขยนไดดงสมการ 2.20

37

mn

s

aeCmna

))/(ln()(),,,(

(2.20)

โดย )(C คอ Correction Function

)000,000,1

1ln(

))(1ln(

1)(

r

rC

และ ia )ln(67.3i

sm

i

s

m

sm

n

72.331.1 1

)ln(

i

is

เมอ i = ปรมาณน าในมวลดนโดยปรมาตรทจดเปลยนแปลงความชนของ

กราฟ (Inflection Point)

i = แรงดงน าในมวลดน (Matric Suction) ทจดเปลยนแปลงความชน ของกราฟ (Inflection Point)

s = ปรมาณน าในมวลดนโดยปรมาตรทจดความชนคงคางในดน s = แรงดงน าในมวลดน (Matric Suction) ทจดความชนคงคางในดน a = ตวแปรก าหนดจดเปลยนแปลงความชนของกราฟดานบน

n = ตวแปรก าหนดจดทกราฟมความชนสงสด m = ตวแปรก าหนดจดเปลยนแปลงความชนของกราฟดานลาง

s = ความชนของ (Tangent Line)

38

รปท 2.23 รปแบบของ Soil-Water Characteristic Curve (Punrattanasin, 2002)

Fredlund et al. (1997) ไดเสนอการประมาณเสนอตลกษณจากการกระจายตวของเมดดน Grain-Size Distribution Curve ดงสมการ 2.21 ซ งรปแบบของ Grain-Size Distribution Curve แสดงในรปท 2.24

mndaedCdP

)/(ln

100)()(

(2.21)

โดย

7

)1ln(

)1ln(

1)(

m

r

r

d

dd

d

dC

โดยท P = เปอรเซนของดนทมขนาดเลกกวา d d = ขนาดของเมดดน rd = ขนาดของเมดดนทจดคงคาง md = ขนาดของเมดดนทเลกทสด a = ตวแปรก าหนดจดเปลยนแปลงความชนของกราฟดานบน n = ตวแปรก าหนดจดทกราฟมความชนสงสด m = ตวแปรก าหนดจดเปลยนแปลงความชนของกราฟดานลาง

39

รปท 2.24 รปแบบของ Grain-Size Distribution Curve (Punrattanasin, 2002)

พฤตกรรมการไหลซมของน าในดนทไมอมตวดวยน านอกจากจะขนอยกบเสนอตลกษณของน าในดน (Soil-Water Characteristic Curve) แลวยงขนอยกบความสามารถในการไหลซมของดน (Permeability Function) โดยความสมพนธนเปนความสมพนธระหวางคาแรงดดน าในมวลดน (Matric Suction) และคาความสามารถในการซมผานของน าในมวลดน (Hydraulic Conductivity) ซงพฤตกรรมนสามารถสงเกตไดจากเมอความชนในมวลดนเปลยนไปคาแรงดดน าจะเปลยนไปตามความชนดวย สงผลใหความซมน ามคาเปลยนไปตามความสมพนธ

Brooks and Corey (1964) ไดพฒนาสมการเพอใชค านวณหาคาสมประสทธการ

ซมน าของดนจากทฤษฎของ Burdine (1953) ในรปของสดสวนคาสมประสทธการซมน าขณะความชนใดๆกบขณะอมตว โดยเสนอออกมาในรปความสมพนธของคาสมประสทธการซมน ากบความชนในดนและพลงงานก ากบกอนดนดงสมการ 2.22

)22(

c

ae

sKK

(2.22)

Van Genuchten (1980) ค านวณคาสมประสทธการซมน าคลายกบสมการของ

Brooks and Corey ดงสมการ 2.23

40

2/12/1 )1(1 mm

ees SSKK (2.23) โดยท K = คาสมประสทธการซมน าของดนทระดบความชนใดๆ

(เซนตเมตรตอวนาท)

sK = คาสมประสทธการซมน าของดนอมตว (เซนตเมตรตอวนาท)

eS = สดสวนความอมตวดวยน าของดน

= แรงดงน าในมวลดน (Matric Suction) ทความชนใดๆ

ae = แรงดงน าในมวลดน (Matric Suction) ของน าขณะทชองอากาศ ของดนตดตอทวถงกนเปนครงแรกหลงจากทมการระบายน าออกจากดนอมตว

m, = คาคงทของสมการ c = ดชนความไมตอเนองของชองวางในดน 2.11 การเกบตวอยางดน

2.11.1 การเกบตวอยางดนแบบคงสภาพ (Undisturbed Sample)

การทดสอบคณสมบตทางวศวกรรมของดนในสนามบางครงไมสามารถท าไดโดยตรงทงนอาจจะมาจากความซบซอนในกระบวนการทดสอบหรออปกรณเครองมอไมสามารถเคลอนยายน าไปทดสอบในสนามไดจงตองท าการเกบตวอยางดนเพอมาทดสอบคณสมบตในหองปฏบตการ โดยดนทจะใชทดสอบจะตองคงสภาพเดมเชนเดยวกบดนทอยในสนามเพอทจะใหไดผลการทดสอบทแมนย า

ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก มหาวทยาลยเกษตรศาสตรไดพฒนาอปกรณชดเกบตวอยางดนแบบคงสภาพทมชอเรยกวา KU – Miniature Sampler ซงมลกษณะดงรปท 2.25 การเกบตวอยางท าไดโดยใชตมน าหนกตอกเหลกทรงกระบอกทมความบางซงทนตอแรงกระแทกตอกลงไปในดนเพอตดดนรอบๆตวอยางใหขาด จากนนจงหมนกระบอกเพอใหตวอยางดนขาดออกจากกนกบดนดานลาง ขนาดของกระบอกส าหรบเกบตวอยางตองมเสนผาศนยกลางภายในพอดกบขนาดของเสนผาศนยกลางของกลองเฉอน (Shear box) เพอลดปญหาตวอยางดนเสยหายขณะแตงตวอยางดนใหไดขนาด สทธศกดและคณะ (2550) ผลจากการ

41

ตรวจสอบตวอยางดนทเกบดวยเครองมอดงกลาวโดยการ X-Ray พบวาตวอยางมการถกรบกวนนอยดงรปท 2.26

รปท 2.25 ชดเกบตวอยางดน KU- Miniature Sampler (วราการและคณะ,2548 )

รปท 2.26 การ X – Ray ตวอยางดนทเกบจาก KU – Miniature (สทธศกด และคณะ, 2550 ) 2.12 การทดสอบก าลงของดน

การทดสอบก าลงของดนสามารถท าการทดสอบไดท งในสนามและในหองปฏบตการ ทงนการทดสอบในสนามจะเปนการทดสอบดนเพอใหไดคาทเปนจรงทสด สวนการทดสอบในหองปฏบตการจะทดสอบในกรณทมคาตวแปรและเงอนไขบางอยางทซบซอนไมสามารถทดสอบในสนามได เชน การควบคมความชน การระบายน า หรอระยะเวลาทยาวนานในการทดสอบ เปนตน การทดสอบก าลงของดนสามารถแบงไดดงน

42

2.12.1 การทดสอบในสนาม

1) การทดสอบดวยวธหย งเบา (Kunzelstab Penetration Test) การทดสอบดวยวธหย งเบา Kunzelstab Penetration Test หรอวธ Light Ram Sounding Test เปนวธการหย งทดสอบชนดนในสนามโดยใชแรงกระแทกสงแทงทดสอบผานชนดนลงไป โดยจะไมเกดแรงเสยดทานขนทกานเจาะ เนองจากหวเจาะหย ง (Cone Head) มขนาดใหญกวากานเจาะ โดยหวเจาะจะเปนรปกรวยปลายแหลมท ามม 60 องศา มขนาดเสนผานศนยกลาง 25 มลลเมตร กานเจาะมขนาดเสนผานศนยกลาง 20 มลลเมตร คอนตอกหนก 10 กโลกรม มระยะยก 50 เซนตเมตร ดงแสดงในรปท 2.27 ท าการทดสอบโดยนบจ านวนครงของการตอก (N) ทกระยะ 20 เซนตเมตร (blows/20 cm.) เครองมอชนดนจะใชไดดกบดนทรายหรอดนปนกรวด (Cohesionless Soil) ถงแมจะมดนเหนยวหรอดนรวนปนอยบางกสามารถใชได การทดสอบดวยวธ Kunzelstab ยงสามารถแบงแยกคาความแขงแรงของดนได ดงในตารางท 2.1 และตารางท 2.2 ซงแรงตานการเคลอนทของแทงทดสอบสามารถใชประมาณคาก าลงและความหนาของชนดน โดยผลของการทดสอบทไดนจะท าใหทราบสมบตทางกายภาพของชนดนในเบองตน ตารางท 2.1 ความสมพนธระหวาง N กบความแขงแรงของดนทราย (Meyerhof ,1956)

N (blows/ft)

KPT (EGAT) (blows/20 cm)

Angle of internal friction, (degree) Relative density

0 – 4 0 – 6 25 – 30 very loose 4 – 10 6 – 18 27 – 32 loose

10 – 30 18 – 55 30 – 35 medium 30 – 50 55 – 92 35 – 40 dense

>50 > 92 38 - 45 very dense

ตารางท 2.2 ความสมพนธระหวาง N กบความแขงแรงของดนเหนยว (Terzaghi และ Peck ,1967) N

(blows/ft) KPT (EGAT) (blows/20 cm)

Unconfined compressive strength Qu (T/m2)

Consistency

< 2 0 – 3 < 2.5 very soft 2 – 4 3 – 6 2.5 – 5.0 soft 4 – 8 6 – 14 5.0 – 10.0 medium stiff 8 - 15 14 – 27 10.0 – 20.0 stiff

15 – 30 27 – 55 20.0 – 40.0 very stiff > 30 > 55 > 40.0 hard

43

รปท 2.27 อปกรณในการทดสอบ Kunzelstab Penetration (EGAT, 1980)

44

2.12.2 การทดสอบในหองปฏบตการ

1) การทดสอบแบบการเฉอนตรง (Direct Shear Test)

การทดสอบหาคาพารามเตอรก าลงเฉอนของวสด (Angle of internal friction , and Cohesion, c ) ท งทรายและดนเหนยวคงสภาพ ตวอยางดนจะถกบงคบใหพบตในแนวทคาดการณไดซงโดยปกตจะอยทกงกลางตวอยางดน

ในการทดสอบแบบการเฉอนตรง (Direct Shear Test) จะกระท าโดยใสตวอยางดนไวในกลองใสตวอยางดน (Shear Box) และใสน าหนกกดทบ (Normal Load) กระท าในแนวดงกบตวอยางดนและท าการเฉอนตวอยางดนทบรรจอยในกลองใสตวอยางดนพรอมทงตรวจสอบการเคลอนทของตวอยางดนท งในแนวดงและแนวราบ ดงแสดงในรปท 2.28 รปรางของกลองใสตวอยางดนขณะทดสอบอาจมหลายรปราง เชน ส เหลยมหรอวงกลม เพอสะดวกในการหาพนทหนาตดและเพอความเหมาะสมกบสภาพและชนดของดนทน ามาทดสอบ

\

รปท 2.28 การทดสอบ Direct Shear Test

45

2) การทดสอบ Multi Stage Direct Shear Test ในทดสอบการเฉอนตรง (Direct Shear Test) โดยทวไปจะตองใชตวอยางในการ

ทดสอบอยางนอย 3 ตวอยาง (Conventional Test) เพอหาความสมพนธในรปของมอรและคลอมบ (Mohr-Coulomb Envelope) ซงจะไดพารามเตอรก าลงเฉอน (Shear Strength Parameter c , ) แตในวธ Multi Stage Direct Shear Test เปนวธทสามารถหาพารามเตอรเหลานไดโดยใชตวอยางดนเพยงตวอยางเดยว โดยทดสอบเฉอนตวอยางดนจนเกอบถงจดพบตอยางนอย 3-5 น าหนกกดทบ (Normal Load) โดยผลทไดแสดงดงกราฟก าลงรบแรงเฉอนแบบ Multi Stage ดงรปท 2.29 วธนเหมาะส าหรบในกรณทมตวอยางดนนอยหรอตวอยางดนมความแปรปรวนสงซงจะใหคา ( c , ) ทนาเชอถอ

รปท 2.29 กราฟการทดสอบ Multi Stage Direct Shear Test

สถาพร (2541) อธบายวา การทดสอบการเฉอนตวอยางดนเปนการบงคบใหดนพบตในแนวทก าหนดซงอยในแนวราบประมาณครงของความสงของตวอยางดน โดยในความเปนจรงการพบตในลกษณะนจะไมเกดขนทวไป ยกเวนในกรณการพบตเนองจากการลนไถล (Slide) ของลาดดน

46

2.12.3 ชนดของการทดสอบ Direct Shear Test ในการทดสอบก าลงเฉอนของดนยงสามารถจ าลองสภาพการทดสอบไดหลาย

แบบขนอยกบวาในสภาพสนามจรงจะมสภาพเปนอยางไรเพอใหไดคาพารามเตอรไปออกแบบไดอยางถกตอง ซงสามารถแบงชนดการทดสอบไดเปน 3 แบบคอ

1) การทดสอบแบบเรว (Quick Test)

การทดสอบแบบเรวเหมาะส าหรบหาคาก าลงเฉอนแบบไมระบายน า กระท าโดย

การใสน าหนกกดทบ (Normal Load) ลงไปบนตวอยางดนแลวท าการเฉอนตวอยางทนทโดยไมรอใหเกดการทรดตว (Unconsolidated) โดยไมยอมใหน าสามารถระบายออกไดทน สงผลท าใหเกดแรงดนน าสวนเกนในตวอยางดน (Excess Pore Pressure) ตวอยางจะอยในชวง 1-2.5 มม./นาท การทดสอบนสามารถเทยบไดกบ “Unconsolidated Undrained Test (UU Test)” ในการทดสอบก าลงอดแบบสามแกน (Triaxial Test)

2) การทดสอบอดตวคายน า-เฉอนแบบเรว (Consolidated-Quick Test )

การทดสอบอดตวคายน า-เฉอนแบบไมระบายน าจะยอมใหตวอยางดนเกดการทรด

ตวจากน าหนกกดทบ (Normal Load) กอนกระท าการเฉอน โดยจะใชแผนหนพรน (Porous Stone) วางดานบนและดานลางของตวอยางดนเพอชวยระบายน าออกจากตวอยางดนขณะอดตวคายน า (Consolidated) จนตวอยางดนทรดตวสมบรณแลวจงท าการเฉอน โดยอตราเรวทใชในการเฉอนตวอยางจะอยในชวง 1-2.5 มลลเมตรตอนาท การทดสอบนสามารถเทยบไดกบ “Consolidated Undrained (CU Test)” ในการทดสอบก าลงอดแบบสามแกน (Triaxial Test)

3) การทดสอบอดตวคายน า-เฉอนแบบชา (Consolidated-Slow Test)

ในการทดสอบอดตวคายน า-เฉอนแบบระบายน ามการเตรยมตวอยางและท าการ

อดตวคายน าเชนเดยวกบวธการทดสอบอดตวคายน า-เฉอนแบบเรวแตจะเฉอนตวอยางในอตราการเฉอนทชามากเพอไมใหเกดแรงดนน าสวนเกนภายในตวอยางดนในระหวางการเฉอนหรอยอมใหน ามการไหลออกจากมวลดนนนเอง โดยอตราเรวทใชในการเฉอนประมาณ 0.0003 นวตอนาท

47

ค าพ าร า ม เต อ ร ท ได จ าก ก ารท ดส อบ เป น Effestive Parameter โด ยส าห รบ ดน เห น ยว ,' ,0 cc และส าหรบทราย 0,0 ,' c การทดสอบนสามารถเทยบไดกบ

“Consolidated Drained Test (CD Test)” ในการทดสอบก าลงอดแบบสามแกน (Triaxial Test)

Abramson, et al. (2001) อธบายวา ในการทดสอบการเฉอนตรงจะไมสามารถท าใหดนอมตวไดเหมอนกบการทดสอบสามแกน (Triaxial Test) แตสามารถท าใหดนมความชนมากทสดดวยวธแชตวอยางดนในน าภายในกลองเฉอนเปนระยะเวลานานพอทน าจะซมเขาไปในตวอยางดนไดมากทสด ซงกระบวนการแชน า (Soaking) จะใชเปนตวแทนทมสภาพใกลเคยงกบลาดดนจรงทอยในสภาพการไหลซมคงท (Steady Infiltration)

สถาพร (2541) แนะน าวาอตราการกระท าแรงเฉอนในการเฉอนแบบระบายน า ตองใชอตราทชาพอทจะไมเกดความดนน าในระหวางการเฉอนซงสามารถหาคาไดจากการทดสอบการอดตวคายน า (Consolidation Test) และตวอยางดนควรจะพบตอยางนอยภายใน 6 – 7 ชวโมง หรออตราประมาณ 0.0076 มลลเมตรตอนาท 2.13 การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดน

การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดน (Slope Stability) เปนการศกษาปญหาความมนคงของลาดดนซงมทงลาดดนธรรมชาต (Natural Slopes) และลาดดนทมนษยสรางขน (Man-Made Slopes) ลาดดนโดยทวๆไปจะมรปแบบการพบตทตางกนท าใหวธทจะน ามาวเคราะหจงแตกตางออกไป บางวธเหมาะส าหรบการวเคราะหลกษณะของการพบตทมผวเคลอนพงเปนเสนตรง บางวธเหมาะกบการพบตทมผวเคลอนพงเปนสวนโคงของวงกลมหรอบางวธสามารถใชไดกบลกษณะของผวการเคลอนทเปนทงเสนตรงและสวนโคงของวงกลม ซงแตละวธลวนมาจากพนฐานการแกสมการสมดลยของระบบของมวลดน (Limit Equilibrium) วธวเคราะหทนยมกนโดยทวไปไดแก

48

2.13.1 วธวเคราะหลาดอนนต (Infinite Slope Analysis)

วธวเคราะหลาดอนนตเปนการวเคราะหการพงทลายของลาดดนทมรปรางของผว

เคลอนพงเปนแผนบางขนานกบผวของลาดดนโดยมความยาวตอเนองขยายไปไกล มความหนาของชนดนทเคลอนพงนอยกวา 1 ใน 10 ของความยาวของมวลดนทเคลอนพง แสดงดงรปท 2.30 เมอพจารณาสมดลของแรงเปรยบเทยบระหวางแรงตานทาน (Strength) และแรงฉดลง (Stress) จะสามารถหาอตราสวนปลอดภยไดดงสมการท 2.24 ถงสมการท 2.29

รปท 2.30 การพงทลายของลาดดนทมรปรางของผวเคลอนพง เปนแผนบางขนานกบผวของลาดดน (Thomas, 1998)

49

ส ำหรบดนทรำย

บนลำดดนแหง

iSF

tan

tan..

' (2.24)

บนลาดดนทจมอยใตน าแตไมมการไหล

iSF

tan

tan..

' (2.25)

บนลาดดนทมการไหลของน าขนานกบผวลาดดน

iSF

total

b

tan

tan..

'

(2.26)

ส าหรบดนเหนยว

บนลาดดนแหง

iiid

cSF

tan

tan

cossin..

''

(2.27)

บนลาดดนทจมอยใตน าแตไมมการไหล

iiid

cSF

b tan

tan

cossin..

''

(2.28)

บนลำดดนทมกำรไหลของน ำขนำนกบผวลำดดน

iiid

cSF

total

b

total tan

tan

cossin..

''

(2.29)

50

2.13.2 การแบงมวลดนในผวเคลอนพงออกเปนชนๆ (Method of Slices) วธนจะแบงมวลดนทอยเหนอสวนทเกดการเคลอนตวออกเปนชนๆตามแนวดง โดยการน าเอาแรงทกระท าตอดนในแตละชนซงอยในสภาพสมดลตามแนวขนานและตงฉากกบผวเคลอนพงมาพจารณา วธนสามารถวเคราะหกรณทดนไมเปนเนอเดนวกนและพจารณาแรงดนน าได Bishop (1955) ไดท าการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนโดยสมมตฐานใหมแรงกระท าตอผนงดานขางในแนวดงของดนแตละชนซงแนวการพบตไดสมมตใหเปนสวนหนงของวงกลม ดงแสดงในรปท 2.31 และอตราสวนความปลอดภยสามารถค านวณไดจากสมการท 2.30

รปท 2.31 รปแบบการวเคราะหดวยวธ Bishop’s Simplified Method (Das, 1994)

pn

n

nn

pn

n n

nn

W

mTWcb

SF

1

1 )(

sin

1tantan

..

(2.30)

เมอ nW = น าหนกของมวลดน

T = แรงเฉอนทผนงดานขางในแนวดง

c = แรงเชอมแนนของเมดดน

nb = ความกวางของชนสวนของมวลดน

51

)(nm = หาไดจากความสมพนธ ดงรปท 2.32

วรากร (2542) อธบายวา การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนปกตใชวธสมดลจ ากดของมวลดน (Limit Equilibrium) โดยสมมตวา ณ ชวงเวลาทเกดการพบตพอดมวลดนอยในสภาวะสมดล โดยการวเคราะหเรมตนดวยการสมมตรปแบบลกษณะของผวการพบตวาเปนรปแบบใดแลวค านวณแรงตานทานทเพยงพอทท าให เกดสมดลของมวลดนทพบตแลวเปรยบเทยบอตราสวนระหวางก าลงของดนตอหนวยแรงตานทานขณะสมดล เรยกวา “อตราสวนปลอดภย” (Factor of Safety, F.S.) แลวท าการทดลองสมหาคาของอตราสวนความปลอดภย โดยการเปลยนลกษณะหรอต าแหนงของผวการพบตทนาจะมโอกาสเกดขนไปไดเรอยๆ จนพบอตราสวนความปลอดภยทนอยทสด โดยอาจทราบลกษณะการวบตไดแนนอนจากการส ารวจในสนาม

รปท 2.32 การหาคา )(nm ทใชในการวเคราะหดวยวธ Bishop’s Simplified Method (Das, 1994)

52

2.14 การหาคาดชนควา มชมชนของดน Antecedent Precipitation Index, (API) เพอการเตอนภย การพบตของลาดดน

2.14.1 คาดชนความชมชนของดน (Antecedent Precipitation Index, API)

คาดชนความชมชนของดน (Antecedent Precipitation Index: API) เปนคาทบงบอกถงปรมาณน าในชนดนทดนอมน าไว ณ เวลาใดๆ ซงสามารถประเมนไดโดยอาศยปจจยความชนในดน (Soil Moisture) กบปรมาณน าฝนทตกในแตละวนหรอแตละชวงเวลา โดยสามารถหาไดจากความสมพนธของ Linsely et. al. (1949) ดงสมการท 2.31

tttt PAPIKAPI 1 (2.31) เมอ tAPI = คา API ณ เวลาใดๆ (t) (มลลเมตร)

1tAPI = คา API ของเวลากอนหนา (t-1) (มลลเมตร)

tP = คาปรมาณน าฝน ณ เวลาใดๆ (t) (มลลเมตร)

tK = คาคงทคณลด ณ เวลาใดๆ

ซง K นหาไดจากความสมพนธของ Chodhury and Blanchard (1983) ดงสมการท 2.32

WEK tt /exp (2.32) เมอ tE = การคายระเหย ณ เวลาใดๆ

W = ความชนในดนทสามารถระเหยได (มลลเมตร)

Viessman et al. (1989) อธบายวา ปรมาณความชนในดนจะมความผนแปรไปในแตละจดของพนทลมน าจงไมนยมเกบวดจากพนทจรงแตมกจะใชคาดชนทเรยกวา Antecedent Precipitation Index หรอคา API เปนตวแทน โดยคา API นจะมความสมพนธกบปจจยตางๆเชน ปรมาณน าฝน ปรมาณการระเหยน า และปรมาณน าใตดน เปนตน

53

พงษศกด และวารนทร (2548) กลาววา API หรอ Antecedent Precipitation Index เปนคาดชนทใชชวดปรมาณความชมชนทมอยกอนในดนโดยเปนผลทเกดขนจากการสะสมของน าฝนทตกลงมา น าในดนทระเหยกลบขนไปในอากาศ และน าในดนทระบายใหกบล าธารทงทางผวดนและใตผวดน จากพฤตกรรมดงกลาวสามารถน ามาจ าลองใหเปนสมการทใชหาคาดชนความชมชนทมอยกอนในดน (API(t)) ได โดยใชขอมลจากดชนความชมชนทมอยในดนของวนกอนหนา (API(t-1)) ปรมาณน าฝนในขณะนน (P(t)) และอตราสวนลดของปรมาณน าในดนของวนกอนหนา (K(t-1))

ส าหรบการหาคาดชนความชมชนของดนรายวน (API) เพอการเตอนภยลาดดนพบต สามารถด าเนนการไดโดยการน าคาปรมาณน าฝนทตกลงมาเปนครงแรกในรอบปมาก าหนดใหเปนคาดชนความชมชนแรกเรม (API(t-1)) แลวจงน าคาปรมาณน าฝนทตกตามลงมา และคาคงทคณลด (K) มาประเมนคาความชมชนรายวน (API) ตามล าดบ

คาดชนความชมชนของดน (API) ทเกดขนในแตละวนสามารถน าไปใชเปนขอมล

สนบสนนการเตอนภยลวงหนาการเกดลาดดนพบตได เพราะในชวงเวลาใดทพนทลมน ามคาดชนความชมชน (API) สง จะเปนชวงทมความเสยงตอการเกดลาดดนพบตสงตามไปดวย โดยเฉพาะอยางยงเมอฝนตกหนกหรอมฝนตกตอเนองเปนระยะเวลานาน ในชวงเวลาดงกลาวนมวลดนสวนใหญจะมความชมชนมากและมการยดเกาะระหวางมวลดนอยางหลวมๆ ฝนทตกลงมาจงมโอกาสท าใหเกดลาดดนพบตไดงาย

2.15 งานวจยทเกยวของ จากการพบตของลาดดนทมความรนแรงและเกดขนบอยครงในปจจบน ท าใหมผใหความสนใจและศกษาในดานนกนอยางแพรหลายโดยงานวจยทเกยวของมดงน

Brain and Dobroslav (2004) ไดศกษษการว เคราะห เส ถยรภาพของลาดดนเนองจากฝนตกและอธบายการไหลซมลงดนของน าฝนวา การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนกรณเลวรายทสด (Worst - Case) จะสมมตใหระดบน าใตดนอยทผวดนและลาดดนมลกษณะอมตวเตมทซงจะไมมการไหลซมลงดนเพมขนอก ดงนนเมอฝนตกลงมาจะไมสงผลตอเสถยรภาพของลาดดนอกตอไป

54

Orr (1987) ไดศกษาถงผลกระทบของการเปลยนแปลงระดบน าใตดนตอคาอตราสวนความปลอดภยของลาดดน ในงานวจยของ Orr เปนการวจยทางสถตทแสดงถงคาความไมแนนอนของระดบน าใตดนทมอทธพลตอเสถยรภาพของลาดดน ความนาจะเปนของลาดดนทจะเกดการพงทลายจะเพมขนอยางมากเมอระดบน าใตดนมการเปลยนแปลงสงขนและในงานวจยนยงไดแสดงใหเหนวาระดบน าใตดนและความไมแนนอนของระดบน าใตดนมอทธพลของความปลอดภยของลาดดนมากกวาปจจยอน

นงลกษณ ไทยเจยมอารย (2547) ไดท าการศกษาเสถยรภาพของลาดดนในพนทลม

น ากอโดยใชคณสมบตทางวศวกรรมเพอวเคราะหเสถยรภาพลาดดนทเปลยนแปลงไปตามปรมาณของน าฝนซงวเคราะหโดย Finite Element จากการส ารวจลกษณะชนดนมความหนา 1-4 เมตรและไดเกบตวอยางดนคงสภาพส าหรบการทดสอบแรงเฉอนดวยวธเฉอนตรง (Direct Shear Test) พบวาก าลงรบแรงเฉอนของดนลดลงเมอระดบความอมตวเพมขนโดยชวงคาความอมตวท 15-60 เปอรเซนต มปรมาณน าในดนนอยคาท าให Shear Strength Parameter ( ,c ) จงมคาสง และไดวเคราะหการไหลซมในสภาวะการไหลแบบคงท (Steady) และสภาวะการไหลทเปลยนแปลงตามเวลา (Transient) สภาวะการไหลแบบคงทจะใชน าฝนเฉลยตลอดทงปสวนอกสภาวะใชน าฝนทเปลยนแปลงซงมรปแบบน าฝน 5 รปแบบ คอ 1,3,5,10 และ 14 วน โดยวเคราะหทรอบปการเกดซ าท 5,10,20,50 และ 100 ป ผลการวเคราะหการไหลซมของรปแบบน าฝนพบวารปแบบน าฝนและปรมาณความเขมของน าฝนมผลตอการเคลอนตวของระดบน าและความชนซงสงผลโดยตรงตอเสถยรภาพ ในการวเคราะหเสถยรภาพใชวธลาดดนอนนต (Infinite Slope) วเคราะหลาดดนทมก าลงรบแรงเฉอนเปลยนแปลงตามความชนในดนทไดโดยผลการวเคราะหจะเปนเสถยรภาพเฉพาะจดท าใหทราบการเปลยนแปลงคาความมนคงของลาดดน (F.S.) ของแตละจด สวนการวเคราะหแบบ Circular Failure เปนการวเคราะหเสถยรภาพโดยรวมและเปนตวแทนของทงลาดดน จากผลการวเคราะหความสมพนธดงกลาวสามารถก าหนดเสนขอบเขตน าฝนวกฤตทมคาความมนคงของลาดดน (F.S.) เทากบ 1 จากความเขมฝนเฉลยตอวนและน าฝนสะสมของรปแบบน าฝนทใชวเคราะหในชวง 1-14 วนได

บรรพต (2548) ไดศกษาพฤตกรรมการพบตของลาดดนในพนทตนน าของลม

น ายอยแมน าจนทบร ในพนทคลองกระทง คลองตะเคยน และคลองทงเพล พบวาคาก าลงฉอนของดนมคาแปรผกผนกบระดบความอมตวของน าในมวลดน รปแบบของฝนทตกตางกนมอทธพลตอการพบตของลาดดน คาความซมน าในชนหนและคาความชนทสภาวะเรมตนมผลตอปรมาณน าท

55

ไหลซมสชนดนและเปนปจจยส าคญในการวเคราะหการไหลซมของน าฝน ชวงเวลาทฝนตกมผลตอการเปลยนแปลงระดบน าใตดนมากกวารปแบบของฝนทตกและรอบปการเกดซ า มวลดนทมความลกนอยจะมการเปลยนแปลง Factor Safety (F.S.) สอดคลองกบรปแบบของฝนอยางชดเจน จากการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนและปรมาณน าฝนในอดตทเกดการพบตท าใหไดเสนขอบเขตน าฝนวกฤตทคา F.S. เทากบ 1.1 โดยแผนทเสยงภยทมคา F.S.<1.1 มอย 60.87 เปอรเซนตของพนทพบต

สทธศกด ศรลมพ ,วรวชร ตอววฒน และวรากร ไมเรยง (2550) ไดท าการศกษา

การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนเพอสนบสนนการเตอนภยดนถลมจากฝนตกหนก โดยศกษา ดวยวธการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนส าหรบงานดนถลม 2 วธคอ KU-Multi state Direct Shear Test : KU-MDS และ Strength Reduction Index : SRI วธการทดสอบไดออกแบบใหศกษาพฤตกรรมการเปลยนแปลงก าลงรบแรงเฉอนและอตราสวนชองวางเมอความชนเพมขนโดยเกบตวอยางคงสภาพของดนผจากชดหนกลมตางๆทดสอบก าลงรบแรงเฉอนแบบเฉอนตรงเพอหาคณสมบตการลดลงของก าลงรบแรงเฉอนเมอดนอมตวดวยน าทเรยกกนวา SRI ใชตวอยางดน 2 สภาวะอนไดแกสภาวะตามความชนในธรรมชาต (Unsoaked) และสภาวะเมอน าดนแชน า (Soaked) รวมเปน 1 การทดสอบและการทดสอบ KU-MDS ทดสอบโดยวธ Multi-stage ในแตละตวอยางและเปลยนแปลงความชนท งหมด 3 ตวอยางรวมเปน 1 ชดการทดสอบ ผลการทดสอบ SRI พบวาดนผจากหนแกรนตมรอยละการลดลงของก าลงรบแรงเฉอนอยระหวางรอยละ 10 ถง 50 ดนผจากหนโคลนและหนดนดานมรอยละการลดลงทคอนขางกระจายตวระหวางรอยละ 20 ถง 70 ส าหรบดนทผจากหนทรายมรอยละการลดลงมากกวารอยละ 50 ผลการทดสอบ KU-MDS ไดวาเมอระดบความอมตวเพมมากขนคา Shear stress ของดนจะมคาลดลงซงเปนสาเหตการพบตของลาดดนสวนใหญทเกดขนในชวงทมฝนตกหนก จากผลการทดสอบ SRI แสดงใหเหนวาการยบตวในดนบางประเภทสงผลใหก าลงรบแรงเฉอนเปลยนไปและวธการทดสอบแบบ SRI TEST เหมาะส าหรบการทดสอบในพนทกวางเพอหาแนวโนมการลดลงของก าลงรบแรงเฉอนของดนเมอความชนเปลยนแปลง ผลการทดสอบ KU-MDS นอกจากจะไดผลการทดสอบทละเอยดมากขนยงมนยส าคญในการน ามาใชเตอนภยดนถลมเนองจากฝนตกหนกไดตอไป

อดลย ยะโกบ (2551) ไดท าการศกษาเสถยรภาพของลาดดนในทางหลวงหมายเลข

41 ตอน อ.ทงสง - อ.รอนพบลย ชวงกโลเมตร 13+900 ถง 14+050 ภาคใตประเทศไทย : โดยไดท าการเกบตวอยางดนแบบคงสภาพมาทดสอบหาก าลงเฉอนทความชนธรรมชาตและในสภาวะวกฤต

56

ทความชนเกอบอมตวเมอฝนตกและพจารณาถงกรณทลาดดนมการเลอนตวมากอนโดยใชคาก าลงสงสดและก าลงคงคาง จากผลการทดสอบคาก าลงเฉอนของดน (Shear Strength) พบวาคาก าลงเฉอนของดนชมน ามคานอยกวาในดนความชนธรรมชาต ในการวเคราะหเสถยรภาพลาดดนก าหนดใหสภาวะดนชมน าเปนสภาวะวกฤตทมระดบน าใตดนอยทผวของลาดดนและดนความชนธรรมชาตเปนสภาวะปกตไมมระดบน าใตดน ผลการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนในปจจบน (At Present) ทความชนตามธรรมชาตอยในเกณฑทปลอดภย (Peakn F.S.=2.312, Residualn F.S.=1.832) ในสภาวะลาดดนชมน าคาอตราสวนปลอดภยของลาดดนนอยกวา 1 (Peak F.S.=0.935, Residual F.S.=0.812) และการวเคราะหแบบยอนกลบ (Back Analysis) ไดวาอตราสวนปลอดภยในทกสภาวะจะมคานอยกวาอตราสวนปลอดภยของลาดดนปจจบน (Peakn F.S.=2.152, Residualn F.S.=1.728, Peak F.S.=0.867, Residual F.S.=0.762 ตามล าดบ ) อน เนองจากการเป ลยนแปลงรปทรงของลาดดนหลงการพงทลายเปนสาเหตส าคญเพราะในขณะพงทลายลาดดนไดปรบรปรางเพอใหอยในสภาวะสมดลจากสวนทเปนแรงกระท า (Driving Force) บางสวนไดเลอนไถลลงมากลบกลายเปนสวนตานทานการพงทลาย (Resisting Force) ท าใหไดคาอตราสวนปลอดภยทมากกวา

Rahardjo et al (2007) ไดศกษาปจจยควบคมทสงผลตอความไมแนนอนของเสถยรภาพของลาดดนเนอเดยวกนภายใตปรมาณน าฝนโดยศกษาปจจยทเกยวของ เชน คณสมบตของดน ความเขมฝน ต าแหนงของระดบน าใตดน ลกษณะของลาดดน (มมลาดเอยง ความหนาของชนดน) ซงชดตวแปรทศกษาประกอบไปดวยความหนาของชนดน Hs (5, 10, 20 และ 40 เมตร) ความลาดเอยงของลาดดน (26.6, 33.7, 45.0 และ 63.4 องศา) ความลกของระดบน าใตดน Hw (2.5, 5, 7.5, 10 และ 15 เมตร) และดนทใชศกษาม 3 ชนดคอ f10,-4 แทนดนทราย f50,-5 แทนดนตะกอนทราย f100,-6 แทนดนเหนยว มความเขมฝน Ir ทใชศกษา (0.9, 1.8, 3.6, 5.4, 9, 18, 36, 54, 80, 90, 180, 360 และ 900 มลลเมตรตอชวโมง) โดยใหฝนตกตอเนอง 24 ชวโมงและมพารามเตอรก าลงรบแรงเฉอนทใชศกษาคอความเชอมแนนประสทธผล 'c เทากบ 10 กโลปาสคาล มมเสยดทานภายในประสทธผล ' เทากบ 26 องศา อตราเพมขนของก าลงรบแรงเฉอนเนองจากแรงดด b

เทากบ 26 องศา และหนวยน าหนกของดนเทากบ 20 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร ขอมลจากการทดสอบในพนทสงคโปร (Rahardjo, 2000) ผลการศกษาพบวาคณสมบตของดน (คาความซมผานของน าในดน) และความเขมฝนเปนปจจยหลกทสงผลกระทบตอเสถยรภาพของลาดดนเนองดวยน าฝนโดยในสวนของระดบน าใตดนเรมตนและลกษณะของลาดดน (มมลาดเอยงและความหนา

57

ของชนดน) เปนปจจยรองทสงผลตอเสถยรภาพของลาดดน และยงชใหเหนวาความส าคญของฝนทตกกอนหนานนขนอยกบคาการซมผานของดน

58

บทท 3 วธด ำเนนงำนวจย

การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนไดอยางแมนย าจ าเปนตองมความรและเขาใจปฐพกลศาสตร กระบวนการเกดลาดดนพบตภย และขอมลทางวศวกรรมทเกยวของ ดงนนงานวจยนมวตถประสงคทจะท าการศกษาคณสมบตทางวศวกรรมของดนและวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนทมการไหลซมเนองจากน าฝน ทงนเพอความเขาใจในขนตอนและขอบเขตของงานวจยจงท าการแบงขนตอนการด าเนนงานของงานวจยออกไดเปน 4 กลมขนตอนหลก ไดแก ศกษารวบรวมขอมลลาดดนพบตในอดต การทดสอบตวอยางดนทางวศวกรรม การศกษาวเคราะหแบบจ าลอง และการจดท าระบบเตอนภยเนองจากลาดดนพบตภยของพนทศกษาดงแสดงในรปท 3.1 3.1 กำรเกบตวอยำงดนและกำรทดสอบคณสมบตดน ในการวเคราะหพฤตกรรมลาดดนพบตภยจ าเปนจะตองมขอมลทางภมประเทศ ธรณวทยา และคณสมบตทางวศวกรรมของดนในพนท ดงนนจงท าการส ารวจและเกบตวอยางดนในพนทมาท าการวเคราะหหาคณบตทางกายภาพ (Physical Property) และคณบตทางวศวกรรม (Engineering Property) ซงจะท าการทดสอบในสนามและในหองปฏบตการ ในงานวจยนไดก าหนดเขตพนท ต าบลเทพราช อ าเภอสชล จงหวดนครศรธรรมราช เปนพนทศกษา ดงแสดงในรปท 3.2 (ก) ซงมประวตการเกดลาดดนพบตภย โดยจากการส ารวจเบองตนไดก าหนดพนทศกษาออกเปน 3 บรเวณ ซงพนทศกษาทงหมดมความตอเนองของการเกดลาดดนพบตภย ดงแสดงในรปท 3.2 (ข) คอ

1) บรเวณดานบนใกลกบจดเรมตนของการพบตเดม โดยใชสญลกษณ T เปนตวแทนกลมตวอยางในพนททดสอบ

2) บรเวณตอนกลางของภเขาซงยงเปนดนทมลกษณะคงสภาพเดมโดยจะแบงออกเปนสองต าแหนงใชสญลกษณ M1, M2

3) บรเวณเชงเขาหรอตอนลางสดของภเขาใชสญลกษณ U

59

(3)

(2)

(4)

(1) (3)

รปท 3.1 แผนภมการด าเนนงานวจย

ศกษาขอมลดนถลมในอดต

ส ารวจพนทและก าหนดพนทศกษา

ศกษาขอมลทางธรณวทยา ศกษาขอมลดนถลมในพนทศกษา

ลกษณะภมประเทศ

ความลาดชนของพนท

เกบตวอยางดนในสนามและ ทดสอบดนในสนาม

ทดสอบตวอยางดนในหองปฏบตการ

Index Properties

ทดสอบก าลงเฉอนเมอความชน

เปลยนแปลงไป

ศกษาตวแปรทสงผลตอเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน

น าฝนจาก กรมอตฯ

วน/เวลาการ เกดดนถลม

รวบรวมขอมลและสรางแบบจ าลองการวเคราะห

ศกษาวเคราะหการไหลซมและวเคราะหเสถยรภาพของลาดดน

เสนขอบเขตน าฝนวกฤต (API)

วเคราะหเสถยร ภาพของลาดดน

วเคราะหผลการวจย

สรปผลการวจย และเขยนรายงาน

60

(ก) อาณาเขตพนทต าบลเทพราช อ าเภอสชล จงหวดนครศรธรรมราช

(ข) พนทเกบตวอยางดน 3 บรเวณ รปท 3.2 แผนทขอบเขตพนทศกษา

ต ำบลเทพรำช อ ำเภอสชล จงหวดนครศรธรรมรำช

ต ำบลเทพรำช อ ำเภอสชล จงหวดนครศรธรรมรำช

61

ในการเกบตวอยางเพอใชส าหรบทดสอบในหองปฏบตการไดท าการเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพ (Disturbed Samples) และแบบคงสภาพ (Undisturbed Sample) รวมทงมการทดสอบคณสมบตดนในสนามซงมขนตอนดงน

3.1.1 การเกบตวอยางดนแบบคงสภาพ (Undisturbed Sample) การทดสอบคาความแขงแรงของลาดดน ณ สภาวะธรรมชาตและเมอมการ

เปลยนแปลงปรมาณน าสามารถท าไดโดยใชตวอยางดนแบบคงสภาพซงเปนตวแทนของลาดดนในธรรมชาตของพนททศกษา โดยการเกบตวอยางดนแบบคงสภาพจะใชชดเกบตวอยางกระบอกบาง (Thin Wall Tube) ซงถกพฒนาโดยมหาวทยาลยเกษตรศาสตร เรยกวา KU – Miniature Sampler (วรากรและคณะ, 2548) ดงแสดงในรปท 3.3 (ก) และ (ข) ชดเกบตวอยางกระบอกบางทใชจะตองมสงส าคญคอ ความบางมากพอทจะไมท าใหโครงสรางดนเสยรปและสามารถทนตอแรงกระแทกไดด ดงนนชดกระบอกบางจะประกอบดวย 2 สวนหลกคอ กระบอกสแตนเลสดานนอกเพอทนตอแรงกระแทกและภายในจะบรรจกระบอก PVC ส าหรบเกบตวอยางแบบคงสภาพ ซงขนาดของกระบอกถกออกแบบใหมเสนผานศนยกลางภายในพอดกบขนาดของเสนผานศนยกลางของกลองเฉอน (Shear Box) เพอลดปญหาตวอยางดนเสยหายขณะขนตอนเตรยมตวอยางดนส าหรบการทดสอบความแขงแรงโดยวธเฉอนตรง (Direct Shear Test)

ในการเกบตวอยางดนจะท าการขดดนดวยสวานมอ (Hand Auger) ไปจนถงระดบ

ทตองการเกบตวอยาง จากนนใชตมน าหนกตอกบนแทนรองตอกเพอตดดนรอบๆใหขาดแลวจงท าการหมนกระบอกเพอใหตวอยางดนขาดออกจากกนกบภายนอกกระบอกดงแสดงในรปท 3.4 (ก) และ (ข) โดยตวอยางดนจะถกบรรจอยภายในกระบอก PVC ทอยดานในกระบอกเกบตวอยาง เมอน าชดเกบตวอยางขนมาจากหลมจะท าการน าตวอยางดนหอดวยพลาสตกเพอปองกนความชนและใสในถงอกชนเพอความสะดวกในการเกบรกษาและขนสง

62

(ก) ชดเกบตวอยางกระบอกบางทพฒนามาจาก KU – Miniature Sampler

(ข) ชดเกบตวอยาง KU – Miniature Sampler (วรากรและคณะ, 2548) รปท 3.3 ชดเกบตวอยางดนทพฒนามาจากชดเกบตวอยาง KU – Miniature Sampler

63

(ก) การตอกตมเหลกเพอเกบตวอยาง

(ข) ตวอยางดนแบบไมถกรบกวน (Undisturbed Sample) เมอดนออกจากกระบอกเหลกแลว รปท 3.4 การเกบตวอยางดนแบบคงสภาพ (Undisturbed Sample)

64

3.1.2 การเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพ (Disturbed Sample) การเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพมความประสงคเพอศกษาคณสมบตทางกายภาพ ไดแก การทดสอบหาปรมาณความชนในมวลดน การวเคราะหการกระจายขนาดของเมดดน การทดสอบหาความถวงจ าเพาะของดน การทดสอบหาคาพกดเหลวและคาพกดพลาสตก และการจ าแนกชนดของดน เปนตน โดยคณสมบตทางกายภาพจะบอกลกษณะการกระจายตวของชนดนในพนทศกษา จากการส ารวจเบองตนพบวาพนทศกษาเปนบรเวณภเขาทมชนดนวางตวไมลกมากนก จงก าหนดใหเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพทกๆระยะ 0.5 เมตร ไปจนถงชนหนดานลางหรอไมสามารถเกบตวอยางตอได

การเกบตวอยางท าไดโดยใชสวานมอ (Hand Auger) เจาะดนลงไปจนถงระดบความลกทตองการ จากนนท าการเกบดนใหไดในปรมาณทตองการและบรรจใสลงในถงทเตรยมไวพรอมกบระบต าแหนงและระดบความลกใหชดเจน ดงแสดงในรปท 3.5 (ก) และ (ข) โดยตวอยางดนแบบแปลงสภาพทเกบตวอยางละประมาณ 2.5 กโลกรม

(ก) การเกบตวอยางดนโดยใชสวานมอ (ข) ตวอยางดนแบบแปลงสภาพ (Hand Auger) (Disturbed Sample)

รปท 3.5 การเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพ

65

3.1.3 การทดสอบคณสมบตทางวศวกรรมของดนในสนาม การทดสอบคณสมบตของดนในสนามเปนการทดสอบดนตามสภาพจรงสามารถทดสอบไดในขณะทดนยงคงสภาพเดมอย แตการทดสอบวธนมขอเสยคอไมสามารถควบคมเงอนไขการทดสอบไดท าใหผลการทดสอบทไดมขอจ ากดดานความละเอยดของคาตวแปรและยากตอการตความ โดยวธทดสอบทใชทดสอบดนในสนามมดงน

ก) การทดสอบวธหย งเบา (Kunzelstab Penetration Test) การทดสอบวธหย งเบา ( Light Ram Sounding Test) อางองในมาตรฐาน DIN

4094 (Swedish Geotechnical Institute, 1989) ผลการทดสอบทไดสามารถเปรยบเทยบกบคาของ Standard Penetration Test (SPT-N) ท าใหสามารถทราบคาก าลงรบน าหนกสงสด (Ultimate Bearing Capacity) ของดน นอกจากนสามารถประมาณความหนาแนนของชนดนและคามมเสยดทานภายใน ( ) ได (Mayerhof, 1956) โดยผลของการทดสอบทไดนจะท าใหทราบถงคณลกษณะของชนดนเบองตน

การทดสอบจะทดสอบในบรเวณใกลๆกบการเกบตวอยางแบบแปลงสภาพและแบบคงสภาพในทกๆต าแหนง โดยมาตราฐานก าหนดใหตมน าหนกขนาด 10 กโลกรม มระยะยก 50 เซนตเมตร กระแทกสงแทงทดสอบผานชนดนลงไปโดยนบจ านวนครงของการตอก (N) ทกระยะ 20 เซนตเมตร ดงแสดงในรปท 3.6 แลวจดบนทกจ านวนครงทท าการตอกเพอน ามาแปลเปนขอมลคณสมบตของดน โดยคาก าลงตานทานแรงเฉอนทไดจะเปนคาก าลงตานทานแรงเฉอนแบบไมระบายน า (Undrained Shear Strength)

ข) การทดสอบความซมน าแบบ (Double Ring Test) การทดสอบการซมน าตามมาตรฐาน ASTM 3385-03 ซงเปนการทดสอบแบบ

Constant Head เหมาะกบการทดสอบความซมน าของดนทผสลายอยกบท หรอบรเวณพนทของกลมดนทรายหรอตะกอนทราย โดยการทดสอบจะท าการตอกโลหะทรงกระบอกทมปลายเปดทง 2 ดานลงไปในดน เรมจากทรงกระบอกดานนอกซงมขนาดเสนผานศนยกลาง 60 เซนตเมตร ตอกลงไปใหลกประมาณ 10 เซนตเมตร ถดไปท าการตอกทรงกระบอกในทมเสนผานศนยกลาง 30

66

เซนตเมตร ใหลกลงไปในดนประมาณ 15 เซนตเมตร ตรวจสอบปากกระบอกใหอยในแนวระดบ จากนนเตมน าเขาไปในทรงกระบอกดานนอกโดยใหน ามความสงจากระดบผวดนประมาณ 7.5 เซนตเมตร และท าการเตมน าในทรงกระบอกในใหมความสงเทากน โดยทรงกระบอกทงสองจะตอเขากบถงจายน าอก 2 ถงโดยถงจายน าจะมมาตรวดระดบน าทลดลงเมอน าไดเตมเขาสทรงกระบอกท งสอง แสดงดงรปท 3.7 (ก) และ (ข) ท าการวดระดบน าในถงจายน าของท งสองกระบอกในระยะเวลา 15, 30, 45, 60, 90, 120 นาท และทกๆชวโมง โดยควรควบ คมให ระดบน าในทรงกระบอกทงสองคงทและมความสงเทากนอยเสมอ อตราของน าทซมลงสดนเมอน ามาเทยบกบเวลาทบนทกไวจะสามารถหาความสมพนธของความซมน าของดนได

รปท 3.6 การทดสอบวธหย งเบา Kunzelstab Penetration Test

3.1.4 การทดสอบคณสมบตทางวศวกรรมของดนในหองปฏบตการ การทดสอบในหองปฏบตการเปนการน าตวอยางดนแบบแปลงสภาพและแบบคง

สภาพทถกเกบมาจากสนามมาท าการทดสอบ โดยสามารถแบงเปนชนดการทดสอบไดดงน

67

ก) การทดสอบหาคณสมบตทางกายภาพ (Index Properties) ในการทดสอบคณสมบตทางกายภาพจะน าตวอยางดนแบบแปลงสภาพซงเปน

ตวแทนของพนทลาดดนมาทดสอบเพอจ าแนกประเภทของตวอยางดน และเปนขอมลคณสมบตพนฐานของดนทจะน าไปใชในการวเคราะหรวมกบคณสมบตทางวศวกรรม โดยมจ านวนตวอยางและวธการทดสอบแสดงรายละเอยดดงตารางท 3.1

(ก) การวดคาความซมน าของดนโดยใช Double Ring Test

(ข) ชดควบคมการไหลของน าเขาสโลหะทรงกระบอก

รปท 3.7 การทดสอบความซมน าดวยวธ Double Ring Test

68

ตำรำงท 3.1 วธการทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนดวยตวอยางดนแบบแปลงสภาพ

ชนดของการทดสอบ มาตรฐานการทดสอบ ASTM

จ านวนตวอยาง

การทดสอบหาปรมาณความชนในมวลดน (Water content, w) ASTM D 2216 15 การวเคราะหหาขนาดเมดดนดวยตะแกรง (Sieve analysis) ASTM D 421 15

การทดสอบหาคาความถวงจ าเพาะของดน (Specific gravity, )

ASTM D 854-02 5

การทดสอบหาคาพกดเหลว (Liquid limit, LL) และคาพกดพลาสตก (Plastic limit, PL)

ASTM D 4318 9

การจ าแนกดนแบบ USCS (Unified soil classification system) ASTM D 2487 15

ข) การทดสอบการเปลยนแปลงก าลงรบแรงเฉอนเมอความชนเปลยนไป การทดสอบเพอหาคาก าลงเฉอนของดน (Shear Strength Parameter) เนองจาก

ตวอยางดนทน ามาทดสอบเปนดนทผพงในพนท (Residual Soil) ดงนนตวอยางทน ามาทดสอบจ าเปนตองทดสอบแบบคงสภาพ ซงการทดสอบใชชดเครองมอการทดสอบแรงเฉอนโดยตรง (Direct Shear Test) ตามมาตรฐาน ASTM 3080-03 การทดสอบหาคาก าลงเฉอนของดน ),( c โดยทวไปจะตองใชจ านวนตวอยางดนอยางนอย 3 ตวอยาง เพอทจะหาความสมพนธในรปแบบ Mohr – Coulomb’s ซงจากจ านวนของตวอยางดนทมอยอยางจ ากดและลกษณะของดนทมความแปรปรวนสงผลใหก าลงตานทานแรงเฉอนของตวอยางดนทง 3 ตวอยางมพฤตกรรมทแตกตางกน ดงนนเพอลดปญหาความแปรปรวนจงท าใหการทดสอบหาคาตวแปรก าลงรบแรงเฉอนใชตวอยางดนเพยงหนงตวอยาง ซงการทดสอบเรยกวา Multi-Stage Direct Shear Test (วรากร และคณะ 2546, 2548) วธนจะใหคาก าลงเฉอนของดนทนาเชอถอกวาในกรณการทดสอบแบบปกตเมอทดสอบกบดนทผพงมาจากหน โดยการทดสอบแบบ Multi-Stage จะใหคาก าลงเฉอนสดทาย (Ultimated Shear Strength) เทานนซงไมสามารถหาคาก าลงเฉอนสงสด (Peak Shear Strength) อยางไรกตามดนทผสลายอยกบท (Residual Soil) โดยทวไปเปนดนทไมจบตวแนน (Loose Structure) ดงนน Ultimated Shear Strength จงเปนคาสงสด

sG

69

จากงานวจยในอดตพบวาปรมาณความชนมความสมพนธกบก าลงตานทานแรงเฉอนของดนโดยเฉพาะดนทมสวนประกอบของกลมดนเหนยวจะมการเปลยนแปลงตามปรมาณความชนทเปลยนไป โดยความชนจะสงผลตอการเปลยนแปลงของแรงดงน า (Metric Suction) อยางไรกตามเนองจากขอจ ากดของเครองมอในขณะเฉอนตวอยางไมสามารถหาคาของแรงดงน าไดโดยตรง ดงน นในการศกษานการทดสอบการเปลยนแปลงก าลงรบแรงเฉอนเมอความชนเปลยนไปสามารถกระท าไดโดยใชตวอยางดนแบบคงสภาพก าหนดชดตวอยางดนออกเปน 4 กลมชดการทดสอบตามต าแหนงทสนใจศกษา (ต าแหนง T, M1, M2, และ U ตามล าดบ) โดยแบงเปนระดบความชนตางๆ ซงชดตวอยางดนทใชในการทดสอบแสดงดงตารางท 3.2 ในขนตอนของการเฉอนตวอยางดนจะทดสอบแบบอดตวคายน า-เฉอนแบบระบายน า (Consolidated-Drained Test) โดยใชอตราเรวในการเฉอนประมาณ 0.06 มลลเมตรตอนาท ซงสมพนธกบการระบายน าของตวอยางดน สามารถค านวณอตราการเฉอนตวอยางจากปรมาณการทรดตวตามสตรของ ASTM D3080 เพอไมใหเกดแรงดนน าสวนเกนในตวอยางดน ซงอตราเรวทใชในการเฉอนควรอยในชวง 0.007- 0.6 มลลเมตรตอนาท โดยคาก าลงทไดจะไมแตกตางกน Cheung et al. (1988) กอนการเฉอนตวอยางจะตองท าการอดตวคายน าตวอยางดน (Consolidated) จนตวอยางดนทรดตวเสรจสมบรณ ซงในน าหนกกดทบแรก (First Stage of Normal Load) ใชเวลาประมาณ 24 ชวโมง หรอจนไมเกดการทรดตวแลว จงท าการเฉอนตวอยางจนเกอบถงจดพบตในแตละน าหนกกดทบ โดยกอนการเฉอนตวอยางในน าหนกกดทบถดไปตองท าการผอนคลายหนวยแรงทเกดขนในตวอยางดน (Unloading) เพอเพมน าหนกกดทบใหมแลวกเรมท าการอดตวคายน าแลวเฉอนตวอยางเชนเดม ท าซ าเชนนอยางนอย 3-5 น าหนกกดทบ ขนตอนการทดสอบสามารถสรปได ดงแสดงในรปท 3.8 และเครองมอทใชในการทดสอบแสดงดงในรปท 3.9 (ก) และ (ข) ตำรำงท 3.2 ชดตวอยางดนทใชในการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนเมอความชนเปลยนไป

ต าแหนง ความลก (m)

ความชนเรมตน (%)

Degree of saturation (%)

0-10 10-20 20-40 40-60 60-70 70-80 80-100 T 1.5 14.32 / / / / / / /

M1 1 15.87 / / / / / / / M2 1.5 17.42 / / / / / / / U 1 15.82 / / / / / / /

70

รปท 3.8 ขนตอนการทดสอบ Multi-Stage Direct Shear Test โดยสรป

ตรวจสอบความอมตว (Degree of Saturation)

ความอมตวทก าหนด (Target Degree of Saturation)

เตรยมตวอยางดนแบบคงสภาพ(Undisturbed Sample)

เตรยมตวอยางดนในชดทดสอบเพอท าการทดสอบ (Sample Setup In Direct Shear Box)

',' c

อดตวคายน าตวอยาง (Consolidation Stage)

เฉอนตวอยางดวยอตรา 0.066 มม./นาท ตาม ASTM D3080-03

(Shearing Stage)

เพมหรอลดความอมตว (Increase or Decrease)

ทดสอบ ,,, 4,2, vvv (Normal Load)

Yes

No

ตรวจสอบความอมตวของตวอยางหลงการทดสอบ (Check Degree of Saturation)

24 ชวโมง

71

(ก) อปกรณในการทดสอบการเฉอนโดยตรงและตวอยางคงสภาพ (Undistubed)

(ข) ขณะทดสอบเฉอนตวอยางดน รปท 3.9 การทดสอบการเฉอนโดยตรงดวยวธ Multi-Stage Direct Shear Test

72

ค) การทดสอบหาเสนอตลกษณของน าในดน (Soil-Water Characteristic Curve) เส นอตลกษณ ของน าใน ดน (Soil-Water Characteristic Curve, SWCC) เปนความสมพนธของแรงดนน าดานลบ (Suction) กบปรมาณความชนซงเปนคณสมบตทส าคญของดนทผสลายอยกบท (Residual Soil) การทดสอบหา SWCC สามารถท าได 2 กรณคอ กรณแบบเปยก (Wetting) และแบบแหง (Drying) โดยการทดสอบทงสองสามารถท าไดหลายวธแตในการศกษานใชเครองมอทมชอวา Tensiometer ซงสามารถวดคาไดอยางตอเนองตลอดเวลาและสามารถตดตงบนตวอยางดนทตองการวดคาไดงาย แตเครองมอชนดนยงมขอจ ากดในการใชงานคอ สามารถวดแรงดนน าไดในชวง 0 – 90 กโลปาสคาล (Jotisankasa et. Al, 2010) เนองจากอากาศจะรวเขาไปในกระเปาะดนเผาท าใหคาทอานไดจะไมเพมขนแตจะคงทจนกระทงมการใหน าแกดนอกครง

การทดสอบดวยวธ Wetting ท าไดโดยการหยดน าลงบนตวอยางดนทจะใชเปนตวแทนลาดดนโดยควบคมใหน ามการกระจายอยางสม าเสมอทวหนาตดดน จากนนทงไวใหน าไหลแทรกซมลงสตวอยางดนจนมนใจวาความชนในตวอยางดนมความใกลเคยงกนตลอดตวอยาง แลวจงใช Tensiometer วดความตางศกยทเกดขนในมวลดนพรอมกบชงน าหนกตวอยางดนทเปลยนแปลง คาความตางศกยและน าหนกของตวอยางดนทวดไดจะถกน าไปแปลงผลเปนความสมพนธระหวางคาแรงดนน าในมวลดนกบปรมาณความชนในมวลดนในขณะนน ท าซ าเชนนตอไปจนคาความตางศกดทน ามาแปลงเปนคาแรงดนน าอานคาแรงดนน าไดเทากบศนยหรอมคาคงทกจะไดความสมพนธทอยในรปของ SWCC โดยอปกรณการทดสอบแสดงดงรปท 3.10 (ก) และ (ข)

ในสวนการทดสอบดวยวธ Drying จะเรมตนจากการน าตวอยางดนทเตรยมไว

แบบอมตวมาลดความชน โดยขนตอนการทดสอบจะเปนเชนเดยวกนกบวธทดสอบแบบ Wetting แตจะทดสอบกลบกนโดยเปนการลดความชนหรอเปนการทดสอบจากเปยกไปแหงซงผลการทดสอบโดยทวไปทจะน ามาใชในการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนจะเปนผลในสวนของ Wetting เนองจากมลกษณะการทดสอบทคลายคลงกบในสภาพความเปนจรงโดยเปนการเพมความชนขนไปเรอยๆเชนเดยวกบในสภาพทฝนตกตอเนอง

73

(ก) เครองมอทดสอบ Tensiometer

(ข) การทดสอบดวยวธ Wetting รปท 3.10 การทดสอบหา Soil-Water Characteristic Curve, SWCC

74

3.2 กำรวเครำะหกำรไหลซมของน ำบนลำดดน ในการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนพบวาอตราสวนความปลอดภยมสมการดงสมการท 3.1

F.S. = แรงตานทานการพบต

แรงกระท าใหเกดการพบต (3.1)

= Shear strength of soil (effective−pore water pressure)

Weight of soil mass (soil+water)

= '

tan)(

A

uc ab

= AA

uuuc

w

a

b

aw

'

tan)(tan)( '

เมอ bc = ความสมพนธของแรงยดเกาะของเมดดนในดนทไม อมตวดวยน าอนเนองจากแรงดงน า

c = แรงยดเกาะกนของเมดดน (Cohesion)

= หนวยแรงตงฉากบนระนาบแรงเฉอน (Normal Stress) au = แรงดนอากาศในชองวางดน (Pore Air Pressure) )( au = หนวยแรงสทธ

wu = แรงดนน า (Pore Water Pressure) )( aw uu = แรงดงน า (Matric Suction)

' = มมเสยดทานภายในประสทธผลของเมดดน b = มมทระบอตราการเพมขนของแรงเฉอนทสมพนธกบ

แรงดงน า

= หนวยน าหนกทงหมด (Total Unit Weight) A = พนททแรงเฉอนกระท า

' = ความหนาแนนประสทธผล (Effective Unit Weight)

w = หนวยน าหนกของน า

75

ซงจากสมการพบวาน าในมวลดนสงผลกระทบทงแรงตานและแรงกระท าใหเกดการพบต ดงนนน าหรอความชนมความส าคญตอเสถยรภาพของลาดดนอยางมาก

การพบตของลาดดนโดยสวนใหญจะเกดจากการลดลงของก าลงตานทานแรงเฉอนซงเปนผลมาจากการเพมขนของความชนภายในมวลดนโดยการแทรกซมของน าฝนลงสมวลดน ดงนนจงจ าเปนทจะตองศกษาการไหลซมและเสถยรภาพของลาดดนซงการไหลซมจะขนกบลกษณะภมประเทศและชนดน ดงนนในการวเคราะหจะตองมการก าหนดการพจารณาดงน

3.2.1 การวเคราะหความลาดชนและการสรางแบบจ าลองลาดดน

เนองจากภมประเทศมการเปลยนแปลงตลอดเวลาดงนนการวเคราะหความลาดชนและลกษณะของชนดนของหนาตดลาดดนจงท าไดโดยการลงส ารวจพนทศกษาและเจาะส ารวจเพอหาลกษณะของชนดนและชนหนพรอมทงเปรยบเทยบกบฐานขอมลจากหนวยงานตางๆ เชน ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก มหาวทยาลยเกษตรศาสตร และกรมทรพยากรธรณ เปนตน พบวาชนดนในพนทศกษา (ต าบลเทพราช อ าเภอสชล จงหวดนครศรธรรมราช) มลกษณะเปนดนทผสลายมาจากหนแกรนต มลกษณะคลายคลงกนตลอดทงหนาตด และการวางตวของชนดนมความหนา 2.0 – 3.0 เมตร วางตวอยดานบนของชนหนผและเมอน าพกดต าแหนงมาระบลงในแผนทดาวเทยมจะสามารถเปรยบเทยบหาความลาดชน (Slope) และระดบความสง (Elevation) ของลาดดนทศกษาไดเพอน ามาใชเปนตวแทนในการสรางลาดดนจ าลองเพอวเคราะหการไหลซม รปแบบหนาตดลาดดนจ าลองทใชวเคราะหการไหลซมแสดงดงรปท 3.11 และเนองจากการไหลซมของดนในความเปนจรงมความซบซอน ดงนนจ าเปนตองมการปรบลดความซบซอนลง (Simplify) โดยก าหนดสมมตฐานโดยจะมสมตฐานการไหลซมของหนาตดดนทใชในการวเคราะหดงน

1. องคประกอบของบนลาดดนจะแบงออกเปน 2 ชน คอชนบนสดจะเปนชนดน

(Soil) มความหนา 3.0 เมตร และชนลางสดจะเปนชนหนโดยลาดดนมความลาดเอยงเฉลย 26.5 องศา

2. ช น ดนและช น ห น ม คณ สมบต ความ ซ มน าแบบ ตอ เน อ ง (Continuum Permeability) ไมขนกบทศทาง (Isotropic Permeability)

3. การไหลของน าจะพจารณาการไหลเพยง 2 มต 4. ก าหนดใหน าฝนกระจายสม าเสมอตลอดทงหนาตด

76

5. บรเวณดานซายและดานลางของลาดดนจ าลองก าหนดใหไมมการไหลของน า (No Flow, Q=0) ในสวนของดานขวาของลาดดนจะก าหนดเปน 2 สวน คอชนดนใหมการไหลเปนแบบอสระ (Unit Gradient, i) และในสวนของช น หนก าหนดให มแรงดนน าเท ากบศนย (Pressure =0) โดยสวนบนหรอผวดนก าหนดใหเปนปรมาณน าฝน (Unit Flux ,q =Ir)

รปท 3.11 แบบจ าลองหนาตดลาดดนทใชวเคราะห

3.2.2 ขอมลคณสมบตของดนทใชประกอบการวเคราะห ขอมลหรอตวแปรทใชในการวเคราะหการไหลซมทส าคญ ไดแก เสนอตลกษณ

ของน าในดน (Soil-Water Characteristic Curve, SWCC) ทเปนความสมพนธของแรงดนน าดานลบ (Suction) กบปรมาณความชนในดน (Volumetric Water Content) และความสามารถในการไหลซมของดน (Permeability Function) โดย Soil-Water Characteristic Curve สามารถหาไดจากการทดสอบในตวอยางดน T1@0.8 เมตร ดวยเครองมอทมชอวา Tensiometer ดงแสดงในรปท 3.12 ในสวนของ Permeability Function ของดนสามารถเทยบเคยงไดจากความสมพนธระหวาง Soil-Water Characteristic Curve กบคาความสามารถในการไหลซมของดนทอมตว (Ks)โดยใชการประมาณดวยวธของ Fredlund and Xing ดงแสดงในรปท 3.13 และขอมลของช นหน (Bed Rock) ไดใชขอมลจากการทดสอบหนแกรนตในฮองกง Jiao et al (2005) ซงมสภาพคลายคลงกนและชนหนทใชวเคราะหการไหลซมจะไมพจารณาถงธรณวทยาโครงสราง ขอมลของชนดนและหนแสดงดง

77

แสดงในรปท 3.12-3.13 ในสวนของก าลงรบแรงเฉอนของดนทใชวเคราะหจะใชขอมลของดน T1@0.8 เมตรเปนตวแทนของดนคงสภาพทบรเวณพนททเกดการพบต โดยคณสมบตของดนทใชประกอบการวเคราะหแสดงดงตารางท 3.3

รปท 3.12 เสนอตลกษณของน าในดน (Soil-Water Characteristic Curve, SWCC) ของชนดน (Top Soil) และชนหน (Bed Rock)

รปท 3.13 ความสามารถในการไหลซมของดน (Permeability Function) ของชนดน (Top Soil)

และชนหน (Bed Rock)

78

ตำรำงท 3.3 คณสมบตของดนทใชประกอบการวเคราะหการไหลซมและเสถยรภาพของลาดดน คณสมบต

(Properties) ชนดน

(Top Soil) ชนหน

(Bed Rock) Soil Water Characteristic ทดสอบจากตวอยางดน T1@0.8 เมตร (Jiao et al, 2005)

Permeability Function เท ยบ เค ย ง ได จ าก Volumetric Water Content กบความสามารถในการไหลซมของดนทอมตวดวยวธของ Fredlund and Xing Ks = 3.09e x10-5 m/s

Ks = 1 x 10-8 m/s (Jiao et al, 2005)

Strength Parameter ใชขอมลจากตวอยางดน T1@0.8 เมตร -

3.2.3 การวเคราะหรปแบบของน าฝน ในสวนของรปแบบน าฝนทใชวเคราะหในการไหลซมจะแบงเปน 2 รปแบบ โดย

รปแบบแรกจะวเคราะหการไหลแบบคงท (Steady State) โดยใชน าฝนเฉลยยอนหลง 10 ปทมคาเทากบ 2.99 x 10-4 เมตรตอชวโมงแทนการไหลแบบไมเปลยนแปลงตามเวลาเพอหาระดบน าใตดนปกต ในรปแบบทสองเปนการวเคราะหแบบเปลยนแปลงตามเวลา (Transient ) โดยจะใชขอมลน าฝนจากสถาน 552201 - นครศรธรรมราช จ.นครศรธรรมราช แสดงดงในรปท 3.14 ซงเปนสถานทบนทกขอมลน าฝนไดละเอยดทก 3 ชวโมงและมคาน าฝนใกลเคยงกบสถานทตงอยใกลกบบรเวณพนทศกษามากทสด

3.3 กำรศกษำตวแปรของเสถยรภำพของลำดดนภำยใตปรมำณน ำฝน

การศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนเปนการศกษาตวแปรทสงผลใหเกดความไมแนนอนของเสถยรภาพภายใตปรมาณน าฝนทแตกตางกนและเพอศกษาหาความส าคญของตวแปรแตละชนดทสงผลตอเสถยรภาพของลาดดนวามความส าคญมากนอยเพยงใดทจะสงผลใหเสถยรภาพเปลยนไป วธการวจยท าไดโดยศกษารวบรวมขอมลตวแปรตางๆทใชในการวเคราะหเสถยรภาพเพอน ามาออกแบบรปแบบการศกษาตวแปรโดยมตวแปรคงทคอ แรงยดเกาะประสทธผล 'c เทากบ 14.37 กโลปาสคาล มมเสยดทานภายใน ' เทากบ 24 องศา และหนวย

79

น าหนกของดนเทากบ 16.81 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร จากนนน ารปแบบตวแปรทไดออกแบบไวมาวเคราะหการไหลซมของน าฝนสลาดดนดวยวธไฟไนตอลเมนต (Finite Element) โดยใชโปรแกรม SEEP/W จากนนน ามาวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนดวยวธจ ากดสมดลซงใชการวเคราะหแบบวธ Bishop’s Simplified Method โดยใชโปรแกรม SLOPE/W โดยมขนตอนการวเคราะหแสดงดงรปท 3.15 ปจจยทมผลตอเสถยรภาพของลาดดนทศกษา ไดแก ชนดของดน ความเขมฝน ความลาดเอยง และความหนาของชนดนซงไดจ าแนกเปนชดตวแปรตางๆ ดงแสดงในตารางท 3.4 โดยในแตละชดตวแปรจะมวธวเคราะหดงน รปท 3.14 ขอมลน าฝนราย 3 ชวโมงทใชวเคราะหแบบเปลยนแปลงตามเวลา (Transient ) ตงแต

วนท 22 - 27 มนาคม 2554 มน าฝนสะสม 731.7 มลลเมตร (กรมอตนยมวทยา, 2555)

ชดตวแปร ก เพอศกษาผลกระทบจากสมประสทธการซมผานและผลกระทบจากความลาดเอยง ดงนนการวเคราะหจะท าการเปลยนแปลงความลาดเอยง )( และความเขมฝน

)( rI และก าหนดใหสมประสทธการซมผานของดน )( sk กบความหนาของชนดนมคาคงท ชดตวแปร ข เพอศกษาผลกระทบจากความเขมฝน )( rI ทตางกน ดงน นการ

วเคราะหจะท าการเปลยนแปลงสมประสทธการซมผานของดนกบความเขมฝนและก าหนดใหความลาดเอยงกบความหนาของชนดนมคาคงท

ชดตวแปร ค เพอศกษาผลกระทบจากความหนาของชนดนทตางกน ดงนนการวเคราะหจะเปลยนแปลงความเขมฝนกบความหนาของชนดนและก าหนดใหสมประสทธการซมผานของดนกบความลาดเอยงมคาคงทซงการศกษาทง 3 ชดตวแปรสามารถสรปไดดงตารางท 3.5

80

รปท 3.15 ขนตอนการวเคราะหตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน โดยสญลกษณทใชแทนกลมดนเชน f10,-4 ตวเลข 10 บงชวาดนมแรงดงน า (Matric

Suction) เทากบ 10 กโลปาสคาล และตวเลข -4 บงบอกวาดนมสมประสทธการซมผาน sk = 10-4 เมตรตอวนาท ซงดนอก 2 ชนดกมความหมายเชนเดยวกน

Winn et al. 2001 ไดเสนอวาดน ท ม sk ส ง ( sk = 10-4 เมตรตอวนาท ) จะมความสามารถในการระบายน าได ส งและดน ท ม sk ต า ( sk = 10-6 เมตรตอวนาท ) จะมความสามารถระบายน าไดต า โดย sk มชวงกวางมากคอ (1x10-11-2x10-4 เมตรตอวนาท) ดงนนในงานวจยนไดก าหนดกลมดนทศกษาดงน 1) f10,-4 เปนตวแทนของกลมดนทราย 2) f50,-5 เปนตวแทนของกลมดนตะกอนทราย และ 3) f100,-6 เปนตวแทนของกลมดนเหนยว โดยดนแตละชนดจะม Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) และ Permeability Function ทใชในการวเคราะหการไหลซม

สรางลาดดนจ าลอง ส าหรบการวเคราะห

สรางรปแบบปรมาณน าฝนทใชวเคราะหการไหลซมของน าฝนลงสลาดดน

วเคราะหการไหลซมของน าฝนลงส

ลาดดนดวยโปรแกรมSEEP/W

วเคราะหเสถยรภาพของลาดดนดวยโปรแกรม SLOPE/W

ขอมลน าฝน

ขอมลคณสมบต ของดน

ขอมลความหนา ของชนดน

ขอมลความลาดเอยง ของลาดดน

81

แสดงดงรปท 3.16 (ก) และ (ข) ซงหาไดจากการประมาณจากสมการของ Fredlund and Xing (1994) และ Leong and Rahardjo (1997) ตามล าดบ

ตำรำงท 3.4 ตวแปรจากปจจยตางๆทมผลตอเสถยรภาพของลาดดนทใชในการศกษา ชดตวแปร ชนดของดน ความลาดเอยง

)( ความเขมฝน (mm./h.)

ความหนาของชนดน (m.)

จ านวนชดตวแปรยอยทศกษา

ก f10,-4 f50,-5 f100,-6

25 30 45 60

6 9

1ks

6 36

ข (f10,-4) {f50,-5} [f100,-6]

45 1.8 3.6 1.8 3.6 6 3.6

6 9 6 9 18 9 18 36 36 36 90 180 180 180 360 360 360

6 23

ค f50,-5

45 9 36 80

2 4 6 8 10

15

ตำรำงท 3.5 การศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน ชดตวแปร ตวแปรคงท ตวแปรทเปลยนแปลง วตถประสงคการศกษา

ก ชนดของดน ความหนาของชนดน (m.)

ความลาดเอยง )( ความเขมฝน (mm./h.)

ศ ก ษ าผ ล ก ระ ท บ จ ากสมประสทธการซมผานและผลกระทบจากความลาดเอยง

ข ความลาดเอยง ความหนาของชนดน (m.)

ชนดของดน ความเขมฝน (mm./h.)

ศกษาผลกระทบจากความเขมฝนทตางกน

ค ชนดของดน ความลาดเอยง )(

ความเขมฝน (mm./h.) ความหนาของชนดน (m.)

ศกษาผลกระทบจากความหนาของชนดนทตางกน

82

(ก) Soil Water Characteristic Curves ของดนทง 3 ชนด

(ข) Permeability Function ของดนทง 3 ชนด

รปท 3.16 Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) และ Permeability Function ของดนทง 3 ชนด

83

3.4 แบบจ ำลองก ำลงรบแรงเฉอนของดน

ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนเมอความชนในดนเปลยนไปสามารถน ามาวเคราะหหาความสมพนธดวยระบบ 3 แกน ระหวางระดบความอมตว (Degree of Saturation) ในแกน X, หนวยแรงกดทบ (Normal Stress) ในแกน Y, และก าลงรบแรงเฉอน (Shear Stress) ในแกน Z ความสมพนธทไดจะเปนพนผวระนาบ แสดงดงรปท 3.17 ซงจากขอมลทไดสามารถสรางสมการความสมพนธระหวางคาทง 3 ไดดงสมการ 3.2 และ 3.3 ซงสมการดงกลาวสามารถน าไปวเคราะหหาเสถยรภาพของลาดดนทมการเปลยนแปลงความชนของมวลดนได

รปท 3.17 การวเคราะหความสมพนธดวยระบบ 3 แกน

สมการระนาบ bYaXZZ 0 (3.2)

สมการก าลงรบแรงเฉอนของดน )()1(0 ar ubSa (3.3)

เมอ 0 คอ คาคงทจากการฟความสมพนธในระบบ 3 แกน (กโลปาสคาล)

a คอ ความชนของความสมพนธระหวาง rS กบ

b คอ ความชนของความสมพนธระหวาง กบ

84

3.5 กำรศกษำแบบจ ำลองเสถยรภำพของลำดดน การวเคราะหเสถยรภาพสามารถกระท าไดหลายวธส าหรบวธวเคราะหทนยมใชในงานทางดานปฐพวศวกรรมไดแก วธขดจ ากดสมดล (Limit Equilibrium) ซงเปนวธทไมซบซอน และมความถกตองทยอมรบได โดยจะแสดงในรปของอตราสวนความปลอดภย (Factor of Safety) ซงเปนอตราสวนระหวางแรงตานทานซงเกดจากก าลงตานทานแรงเฉอนของดนเปนหลกกบแรงผลกดนซงเกดจากน าหนกของมวลดนภายในผวทพบตและแรงกระท าภายนอก โดยในงานวจยนจะใชวธวเคราะหเสถยรภาพดวยวธดงน

3.5.1 แบบจ าลองเสถยรภาพของลาดดนแบบลาดอนนต (Infinite Slope Analysis)

จากพฤตกรรมสวนใหญในการเกดลาดดนพบตภยในประเทศไทยอนเนองมาจากฝนตกหนก การพงทลายของลาดดนมกมรปรางผวเคลอนพงเปนแผนบางขนานกบผวของลาดดน และเมอเปรยบเทยบกบวธ Finite Element Method และวธ Limit Equibrium Method จะไดผลสอดคลองกนซงสอดคลองกบวธวเคราะหแบบลาดอนนต (Infinite Slope Analysis) ทเหมาะส าหรบการน ามาวเคราะหลาดดนธรรมชาตเพอหาความสมพนธระหวางความหนาของชนดนบนความลาดชนตางๆกบระดบความอมตวของดนทเปลยนไปจากผลการทดสอบการเปลยนแปลงก าลงรบแรงเฉอนเมอความชนเปลยนไปทอตราสวนความปลอดภย (Factor of Safety) เทากบ 1.0 โดยจะอาศยสมการก าลงของดนทไดจากการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนเมอความชนเปลยนไปมาวเคราะห โดยหลกการวเคราะหจะอาศยสมมตฐานดงน

1) การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนจะวเคราะหดวยวธหนวยแรงประสทธผล

(Effective Stress Analysis) โดยพจารณาวาระดบน าอยลกกวาผวการเคลอนพง 2) ระดบความอมตวดวยน ามความสม าเสมอกนทงหนาตด 3) วเคราะหในกรณทระดบน าใตดนอยทผวดนและวเคราะหในกรณทระดบน าใต

ดนอยต ากวาผวการเคลอนพง (วรวชร, 2552)

85

การวเคราะหเสถยรภาพดวยวธลาดอนนต (Infinite Slope Analysis) แบงการวเคราะหออกเปน 2 กรณ ดงน

ก) กรณทระดบน าใตดนอยทผวดน แสดงดงรปท 3.18 (ก) และสมการทใชวเคราะหแสดงดงสมการท 3.4

ข) กรณทระดบน าใตดนอยต ากวาผวการเคลอนพง แสดงดงรปท 3.18 (ข) และสมการทใชวเคราะหแสดงดงสมการท 3.5

(ก) กรณทระดบน าใตดนอยทผวดน

(ข) กรณทระดบน าใตดนอยต ากวาผวการเคลอนพง รปท 3.18 การวเคราะหลาดดนแบบลาดอนนต (Infinite Slope) (วรวชร, 2552)

86

sin

'tan'tancos'..

t

wrt

h

uShcSF

(3.4)

sin

'tan'tan)cos)(('..

sat

wrwsat

h

uShcSF

(3.5)

เมอ 'c = ความเชอมแนนของดน

h = ความหนาของชนดน

t = ความหนาแนนรวมของดน

w = ความหนาแนนของน า

sat = ความหนาแนนรวมของดนอมตว = ความลาดชนของลาดดน

' = มมเสยดทานภายในของดน

rS = ระดบความอมตวของดน

wu = แรงดนน าดานลบ

3.5.2 วเคราะหเสถยรภาพของลาดดนดวยโปรแกรม SLOPE/W การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนดวยโปรแกรม SLOPE/W เปนการวเคราะหทนยมใชกนในการแกปญหาดานวศวกรรมธรณเทคนค เนองจากมความหลากหลายในการรบขอมลหรอตวแปรทใชในการวเคราะห การวเคราะหเสถยรภาพในสวนนจะใชวธ Bishop’s Simplified Method โดยรบขอมลการวเคราะหการไหลซมมาจากโปรแกรม SEEP/W จากนนจงใชโปรแกรม SLOPE/W วเคราะหเสถยรภาพของลาดดนเพอใชสรางเสนขอบเขตน าฝนวกฤต ขนตอนการวเคราะหแสดงดงรปท 3.19

87

รปท 3.19 ขนตอนการวเคราะหเสถยรภาพดวยโปรแกรม SLOPE/W 3.6 กำรหำคำดชนควำมชมชนของดนวกฤต (Critical API) คาดชนความชมชนของดน (Antecedent Precipitation Index: API) เปนคาทบงบอกถงปรมาณน าในชนดนทดนอมน าไว ณ เวลาใดๆซงสมพนธโดยตรงกบปรมาณน าฝนทตกลงสลาดดนสามารถประเมนไดโดยอาศยปจจยความชนในดน (Soil Moisture) กบปรมาณน าฝนทตกในแตละวนหรอแตละชวงเวลาโดยหาไดจากความสมพนธดงสมการท 3.6 และสมการท 3.7

tttt PAPIKAPI 1 (3.6)

เมอ tAPI = คา API ณ เวลาใดๆ (t) (มลลเมตร)

1tAPI = คา API ของเวลากอนหนา (t-1) (มลลเมตร)

วเคราะหการไหลซม (SEEP/W)

วเคราะหเสถยรภาพ (SLOPE/W)

สรางขอบเขตน าฝนวกฤต

ความชนในดนทเปลยนไป

รวบรวมขอมล

NO

Yes

88

tP = คาปรมาณน าฝน ณ เวลาใดๆ (t) (มลลเมตร)

tK = คาคงทคณลด ณ เวลาใดๆ

ซง K หาไดจากความสมพนธของ Chodhury and Blanchard (1983) ดงสมการท 3.7

WEK tt /exp (3.7)

เมอ tE = การคายระเหย ณ เวลาใดๆ W = ความชนในดนทสามารถระเหยได (มลลเมตร)

เมอตองการหาคาดชนความชมชนของดนวกฤต (APIcr) ในทางปฐพกลศาสตร

สามารถหาไดจากความสมพนธของคาความพรนของดน (Porosity, n ) ซงไดจากการค านวณตามความสมพนธของอตราสวนชองวาง (Void Ratio, e ) ของตวอยางทเกบในกระบอกเกบตวอยาง ระดบความอมตวของดน (Degree of Saturation, crrS , ) และความหนาของชนดนถงผวการเคลอนพง (Critical Thickness, crT ) ทท าใหอตราสวนความปลอดภยเทากบ 1.0 ซงในกรณทระดบน าใตดนอยทผวดนสามารถค านวณไดจากความสมพนธของสมการท 3.4 และสมการท 3.8 โดยประยกตไดดงสมการท 3.9 ในขณะทกรณระดบน าใตดนอยต ากวาผวการเคลอนพงสามารถค านวณไดจากความสมพนธของสมการท 3.5 และสมการท 3.8 และสามารถประยกตไดดงสมการท 3.10 ตามล าดบ

crcrrcr TnSAPI , (3.8)

'tancos'tancossin1

tan'

1

w

s

d

cr

FSG

eS

Sc

e

eSAPI (3.9)

'tancossin1

tan'

1

FSG

eS

Sc

e

eSAPI

s

d

(3.10)

89

เมอ )1()1(s

ddG

eSw

; swGeS

เมอ crAPI = ดชนความชมชนของดนวกฤต (Antecedent Precipitation Index)

(มลลเมตร) n = คาความพรนของดน (Porosity) crrS , = ระดบความอมตวของดน (Degree of Saturation)

crT = ความหนาของชนดน (เมตร) e = อตราสวนชองวาง (Void Ratio)

sG = ความถวงจ าเพาะ (Specific Gravity) 'c = แรงยดเกาะประสทธผล (Effective Cohesion)

' = มมเสยดทายภายในประสทธผล (Effective Internal Friction Angle)

..SF = อตราสวนความปลอดภย (Factor of Safety) d = หนวยน าหนกแหง (Dry Unit Weight of Soil)

w = หนวยน าหนกน า (Unit Weight of Water) = ความลาดชนของลาดดน (Angle of Slope) = คอมมเสยดทานทเพมขนเนองจากการเปลยนแปลงระดบความ

อมตวของดน

90

บทท 4 ผลการศกษาและการวเคราะหผลการศกษา

ผลของการศกษาวจยแบงออกตามลกษณะแผนการด าเนนการดงแสดงในบทท 3

ประกอบดวย ผลการส ารวจพนทและทดสอบคณสมบตดนในสนาม ผลการทดสอบคณสมบตของดนในหองปฏบตการ ผลการศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน ผลการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนและปรมาณน าฝนทท าใหลาดดนเกดการพบต มรายละเอยดดงน

4.1 ผลการส ารวจพนทและการทดสอบคณสมบตของดนในสนาม

พนทศกษาวจย ต าบลเทพราช อ าเภอสชล จงหวดนครศรธรรมราช เคยมประวตการเกดลาดดนพบต เมอวนท 27 มนาคม พ.ศ. 2554 ซงจากการลงพนทศกษาเมอวนท 25 มถนายน 2554 เพอท าการส ารวจทดสอบดนและเกบตวอยางดนในสนามซงจากการประเมณพบวาการพบตของลาดดนเปนแบบลาดอนนตตามแนวยาวของรองน าเดมซงถกมวลดนทบถมกนจงไดแบงพนททดสอบและเกบตวอยางออกเปน 3 บรเวณ ดงแสดงในรปท 4.1(ก) และ 4.1(ข) โดยมพกดต าแหนง GPS ดงแสดงในตารางท 4.1 และเพอใหไดขอมลทน าไปวเคราะหผลแมนย าดงนนจงตองท าการทดสอบดนในพนทศกษาจรงซงการทดสอบในสนามแบงออกเปน 2 สวน คอ การทดสอบหาก าลงรบน าหนกของดนดวยวธการเจาะหย งแบบเบา (Kunzelstab Penetration Test : KPT) เพอวเคราะหลกษณะของชนดนและการทดสอบคาความสามารถในการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test เพอหาคาการซมผานของดนในพนทซงผลการทดสอบมรายละเอยดดงน

ตารางท 4.1 พกดต าแหนง GPS ของบรเวณพนททดสอบและเกบตวอยางดน ต าแหนง Latitude (N) Longitude (E)

T 981708 583156 M1 981051 582885 M2 981046 582907 U 980900 582862

91

(ก) ภาพถายดาวเทยมบรเวณพนทศกษา

(ข) รปภาคตดขวางบรเวณพนทศกษา

รปท 4.1 บรเวณพนทศกษาทเคยเกดการพบตของลาดดน

92

4.1.1 การทดสอบหาก าลงรบน าหนกของดนดวยวธการเจาะหย งแบบเบา (Kunzelstab Penetration Test : KPT)

ต าแหนง T พกด N 981780 E 583156 เปนต าแหนงบรเวณดานบนของลาดดนใกลกบจดเรมตนของลาดดนทเคยเกดการพบตในอดตแสดงดงรปท 4.1 การทดสอบดนดวยวธเจาะหย งแบบเบา (KPT) จะท าการทดสอบใกลเคยงกบรอยพบตเดมของลาดดนเพอลดผลกระทบจากความแปรปรวนแสดงดงรปท 4.2 ในบรเวณนไดท าการทดสอบท งสน 6 จด ผลจากการส ารวจและทดสอบสรปไดดงตารางท 4.2 พบวาบรเวณนผวดนจะมพชกลมเฟรนปกคลมทวบรเวณและจากระดบผวดนทความลกประมาณ 0.0 – 0.1 เมตร เปนดนรวนปนทรายมลกษณะเปนสน าตาลโดยในชวงความลก 0.0 – 0.2 เมตร ดนมสภาพคอนขางหลวมและมรากของพชฝงตวอยโดยมคาการทดสอบ KPT เทากบ 7 ครงตอ 20 เซนตเมตร ลกลงไปในชวงความลก 0.2 – 2.0 เมตร ดนมลกษณะสสมแดง มคาการทดสอบ KPT เทากบ 8 – 28 ครงตอ 20 เซนตเมตร เปนดนทมสภาพหลวมและคอยๆแนนขนปานกลางตามความลกไปจนถงชวงความลก 2.0 - 2.4 เมตร ซงมคาการทดสอบ KPT เทากบ 22 – 40 ครงตอ 20 เซนตเมตร ซงจดเปนดนทมสภาพแนนปานกลางตลอดชวงความลกโดยผลการทดสอบแสดงดงรปท 4.3 และรายละเอยดคาการหาก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธการทดสอบเจาะหยงแบบเบาไดแสดงไวในภาคผนวก ก. เมอพจารณาขอมลจากการส ารวจจะพบวาความหนาของชนดนทเกดการพบตแลวมความหนาประมาณ 2.4 - 3.0 เมตร โดยจะพบชนหนแกรนตทผพงลอยกระจายอยท วไปทระดบความลกเฉลย 3.0 เมตร จากผวดน

ตารางท 4.2 ผลการส ารวจและทดสอบดนในสนามดวยวธการเจาะหย งแบบเบาในบรเวณดานบนของลาดดนต าแหนง T ระดบความลก (m.) สงทพบ สภาพดน ส KPT(blow/20cm)

0.0 – 0.2 ทราย,รากพช หลวม น าตาล 7 0.2 – 2.0 - หลวมถงแนน

ปานกลาง สมแกมแดง 8 -28

2.0 – 2.4 - แนนปานกลาง สมแกมแดง 22 - 40

93

(ก) ทดสอบก าลงรบน าหนกของดนดวยวธเจาะหย งแบบเบา Kunzelstab Penetration Test ทางดานขวาของรอยพบตบรเวณต าแหนง T

(ข) ทดสอบก าลงรบน าหนกของดนดวยวธเจาะหย งแบบเบา Kunzelstab Penetration Test

ทางดานซายของรอยพบตบรเวณต าแหนง T

รปท 4.2 พนทศกษาในบรเวณต าแหนง T

แนวการพบต แนวการพบต

94

ต าแห น ง M1 และ M2 พ กด N 981051 E 582885 และ N 981046 E 582907

ตามล าดบ ทงสองต าแหนงนอยในบรเวณตอนกลางของภเขาซงยงเปนดนทมลกษณะคงสภาพเดมอย แสดงดงรปท 4.1 ผลจากการส ารวจและทดสอบสรปไดดงตารางท 4.3 พบวาในบรเวณนผวดนสวนบนจะปกคลมไปดวยตนหญาและเมอเปดหนาดนลงมาในระยะชวงความลก 0.0 – 0.2 เมตร พบวาดนในชวงนจะมลกษณะสน าตาลปนสมจบตวกนในสภาพหลวมและมรากไมกระจายตวอยทวไป ในพนทสวนนไมไดท าการทดสอบก าลงรบน าหนกของดน (KPT) อนเนองมาจากอปกรณทใชทดสอบช ารดจงไดน าขอมลในระหวางการเกบตวอยางดนแบบแปลงสภาพมาประกอบการพจารณา ซงพบวาดนในชวงความลก 0.2 – 1.5 เมตร ดนมสภาพแนนสงเกตไดจากการเกบตวอยางทกระท าไดยากกวาในต าแหนง T และ U โดยในชวงความลกนดนจะมลกษณะเปนสสมตลอดชวงความลกจนถงระดบความลก 1.5 เมตรเปนตนไปจะไมสามารถเกบตวอยางดนไดเนองจากมชนหนลอยตวปะปนอยท วบรเวณมขนาดเลกไปถงขนาดใหญซงขนาดหนจะมขนาดเพมขนตามความลก

รปท 4.3 ผลการทดสอบ Kunzelstab Penertration Test (KPT) ในบรเวณดานบนของลาดดนต าแหนง T และในบรเวณตอนลางสดของภเขา U

95

สภาพดนบรเวณ M1 และ M2 แสดงดงรปท 4.4 และรายละเอยดคาการหาก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธการทดสอบเจาะหยงแบบเบาไดแสดงไวในภาคผนวก ก.

ตารางท 4.3 ผลการส ารวจและทดสอบดนในสนามดวยวธการเจาะหย งแบบเบาในบรเวณตอนกลางของภเขาต าแหนง M1 และ M2 ระดบความลก (m.) สงทพบ สภาพดน ส KPT(blow/20cm)

0.0 - 0.2 รากไม หลวม น าตาลสม ไมไดท าการทดสอบ

(เครองมอช ารด) 0.2 – 1.5 - แนน สม

1.5 เปนตนไป เศษหนผ - -

รปท 4.4 สภาพดนบรเวณต าแหนง M1 และ M2

ต าแหนง U พกด N 980900 E 582862 เปนบรเวณเชงเขาหรอตอนลางสดของภเขา แสดงดงรปท 4.1 และ 4.5 ผลจากการส ารวจและทดสอบสรปไดดงตารางท 4.4 พบวาสภาพชนดนในชวง 0.0 – 0.2 เมตร เปนดนรวนปนทราย มลกษณะสน าตาลเขมปนด า ดนมสภาพหลวมโดยมซากพชซากสตวและรากไมฝงตวอย ลกลงไปในชวงความลก 0.2 – 1.0 เมตร พบวาดนมสน าตาลเขมมสภาพหลวมซงมคาการทดสอบ KPT เทากบ 6 – 10 ครงตอ 20 เซนตเมตร ผลการทดสอบแสดงดงรปท 4.3 และรายละเอยดคาการหาก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธการทดสอบเจาะหยงแบบเบาไดแสดงไวในภาคผนวก ก.

1.5 เมตร

96

ตารางท 4.4 ผลการส ารวจและทดสอบดนในสนามดวยวธการเจาะหย งแบบเบาในบรเวณตอนลางสดของภเขาต าแหนง U ระดบความลก (m.) สงทพบ สภาพดน ส KPT(blow/20cm)

0.0 – 0.2 ทราย,รากไม,ซากพช หลวม น าตาล/ด า ไมไดทดสอบ 0.2 – 1.0 - หลวม น าตาลเขม 6 - 10

รปท 4.5 พนทศกษาในบรเวณต าแหนง U

4.1.2 ผลการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test

คาการซมน าของดนมความส าคญตอการวเคราะหเสถยรภาพเปนอยางยงเนองจากเปนตวทบงบอกวาดนชนดนนสามารถใหน าซมผานหรอสามารถระบายน าไดมากนอยเพยงใดซงถาน าซมผานไดงายกจะท าใหปรมาณความชนในมวลดนเพมขนอยางรวดเรวจงสาเหตใหก าลงของดนลดลงได จากการทดสอบคาความสามารถในการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test ในบรเวณใกลกบจดเรมตนทเคยเกดการพบตในอดตแสดงดงรปท 3.9 ซงพบวาคาการซมน าของดนในบรเวณนมคาเทากบ 11.13 เซนตเมตรตอชวโมง (3.09 x 10-3 เซนตเมตรตอวนาท) หรอมคาเทากบ 3.09 x 10-5 เมตรตอวนาท ซงเปนคาทอยในชวงของคาการซมน าของดนทรายละเอยดและดนตะกอนทรายดงแสดงในตารางท 4.5 และสอดคลองกบผลการทดสอบคณสมบตของดนในการจ าแนกชนดของดนดวยวธ Unified Soil Classification (USCS) โดยความสมพนธของคาการซมน าเทยบกบเวลาแสดงดงรปท 4.6 และรายละเอยดการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test ไดแสดงไวในภาคผนวก ข.

97

ตารางท 4.5 คาสมประสทธการซมผานส าหรบดนชนดตางๆ (Das, 1983) ชนดของดน คา k (เซนตเมตรตอวนาท)

กรวด กรวดเมดละเอยด, ทรายหยาบ ทรายละเอยด, ตะกอนทรายอดไมแนน ตะกอนทรายอดแนน, ตะกอนทรายปนดนเหนยว ดนเหนยวปนตะกอนทราย, ดนเหนยว

1 - 102 1 – 10-3

10-3 – 10-5 10-5 – 10-6 10-6 – 10-9

รปท 4.6 คาการซมน าเทยบกบเวลาดวยวธ Double-Ring Test 4.2 ผลการทดสอบคณสมบตของดนในหองปฏบตการ

4.2.1 ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพ

การทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนท ง 3 บรเวณ ประกอบไปดวยการทดสอบความถวงจ าเพาะของเมดดน (Specific Gravity) การทดสอบขดจ ากดความขนเหลวของดน (Atterberg’s Limits) การทดสอบการกระจายตวของเมดดนดวยวธการรอนผานตะแกรง (Grain Size Distribution) แลวน าผลการทดสอบ ทไดมาจ าแนกชนดของดนดวยว ธ Unified Soil

98

Classification (USCS) ซงสามารถสรปผลการทดสอบไดดงตารางท 4.6 โดยรายละเอยดของผลการทดสอบมดงน การทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนบรเวณต าแหนง T ทง 5 จด พบวาเมอพจารณาตามการจ าแนกดนดวยวธ Unified สามารถจ าแนกไดเปนดน 5 กลมคอ SW (ดนทรายมขนาดคละกนด) ไดแก T1@0.8 เมตร SP-SC (ดนทรายมขนาดสม าเสมอและเปนดนทรายทมดนเหนยวปน) ไดแก T1@1 เมตร SP-SM (ดนทรายมขนาดสม าเสมอและเปนดนทรายทมตะกอนทรายปน) ไดแก T2@1.5 เมตร SW-SC (ดนทรายมขนาดคละกนดและเปนดนทรายทมดนเหนยวปน) ไดแก T4@1 เมตร SW-SM (ดนทรายมขนาดคละกนดและเปนดนทรายทมตะกอนทรายปน) ไดแก T4@1.5 เมตร และเมอพจารณาการกระจายตวของเมดดนจากรปท 4.7 ดนในจด T1@0.8 เมตร T4@1 เมตร และ T4@1.5 เมตร ดนมการกระจายตวทใกลเคยงกนและมขนาดเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 นอยกวา 5 เปอรเซนต สวนในจด T1@1 เมตร และ T2@1.5 เมตร มการกระจายตวทใกลเคยงกนและมขนาดเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 อยในชวง 5-12 เปอรเซนต การทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนบรเวณต าแหนง M1 ทง 3 จด พบวาสามารถจ าแนกดนได 2 กลมคอ SP-SM (ดนทรายมขนาดสม าเสมอและเปนดนทรายทมตะกอนทรายปน) ไดแก M1-1@1 เมตร SW-SM (ดนทรายมขนาดคละกนดและเปนดนทรายทมตะกอนทรายปน) ไดแก M1-2@1 เมตรและ M1-3@1 เมตร และเมอพจารณาการกระจายตวของเมดดนจากรปท 4.8 พบวาดนในจด M1-2 @1 เมตร และ M1-3 @1 เมตร มการกระจายตวทใกลเคยงกนมากโดยดนต าแหนง M1 ท ง 3 จดมขนาดเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 อยในชวง 5-12 เปอรเซนต การทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนบรเวณต าแหนง M2 ทง 4 จด พบวาสามารถจ าแนกออกไดเปน 3 กลมคอ SP-SC (ดนทรายมขนาดสม าเสมอและเปนดนทรายทมดนเหนยวปน) ไดแก M2-4@1.5 เมตรและ M2-5@0.85 เมตร SW-SC (ดนทรายมขนาดคละกนดและเปนดนทรายทมดนเหนยวปน) ไดแก M2-6@0.85 เมตร SP-SM (ดนทรายมขนาดสม าเสมอและเปนดนทรายทมตะกอนทรายปน) ไดแก M2-8@0.85 เมตร และเมอพจารณาการกระจายตวของเมดดนจากรปท 4.8 พบวาดนทง 4 จด มการกระจายตวทใกลเคยงกนและมขนาดเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 อยในชวง 5-12 เปอรเซนต

99

การทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนบรเวณต าแหนง U ท ง 3 จด พบวาสามารถจ าแนกออกไดเปน 3 กลมคอ SP-SM (ดนทรายมขนาดสม าเสมอและเปนดนทรายทมตะกอนทรายปน) ไดแก U2@1 เมตร SW (ดนทรายมขนาดคละกนด) ไดแก U3@1 เมตร SC (ดนทรายทมดนเหนยวปน) ไดแก U4@0.6 เมตร และเมอพจารณาการกระจายตวของเมดดนจากรปท 4.9 พบวาดน U2@1 เมตรและ U3@1 เมตร มลกษณะการกระจายตวเหมอนกนโดย U2@1 เมตร มขนาดเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 อยในชวง 5-12 เปอรเซนต ในสวนของดน U3@1 เมตร มขนาดเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 นอยกวา 5 เปอรเซนต ในขณะทดน U4@0.6 เมตรมรปแบบการกระจายตวทตางออกไปโดยไมสามารถหาคาสมประสทธความสม าเสมอ (Cu) และสมประสทธความโคง (Cc) และยงมขนาดเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 มากถง 40 เปอรเซนต

รปท 4.7 การกระจายตวของเมดดนบรเวณต าแหนง T ทง 5 จด

100

รปท 4.8 การกระจายตวของเมดดนบรเวณต าแหนง M1 และ M2

รปท 4.9 การกระจายตวของเมดดนบรเวณต าแหนง U ทง 3 จด

101

ตารางท 4.6 ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพของตวอยางดน

ต าแหนง/ความลก PERCENT PASSING (%) Atterberg's Limit (%)

Gs

Grain size parameter USCS

4 10 20 40 100 200 LL. PL. PI. Cu Cc

T1 @0.8 m 93.42 51.18 24.43 13.52 4.59 2.44 N/A 2.64 8.33 1.61 SW

T1 @1 m 100.00 94.93 65.40 49.37 17.47 7.45 39.01 23.04 15.96 2.64 7.22 0.71 SP-SC

T2 @1.5 m 99.48 93.77 68.64 46.08 18.16 7.65 N/A 2.64 6.50 0.89 SP-SM

T4 @1 m 99.95 72.14 37.94 20.76 6.07 2.76 69.21 27.72 41.48 2.64 7.62 1.26 SW-SC

T4 @1.5 m 99.76 66.24 35.24 20.89 7.02 2.83 69.92 34.45 35.47 2.64 8.95 1.52 SW-SM

M1-1 @1 m 97.96 79.44 56.28 38.36 16.12 7.11 50.74 29.23 21.51 2.65 10.10 0.80 SP-SM

M1-2 @1 m 99.96 97.24 76.26 50.33 20.18 8.45 ดนมการกระจายตวคลายคลงกบ M1-1@1m

2.65 6.75 1.14 SW-SM

M1-3 @1 m 100.00 98.03 75.67 49.71 20.02 7.32 2.65 6.11 1.07 SW-SM

M2-4 @1.5 m 99.48 93.77 68.64 46.08 18.16 7.65 50.09 26.36 23.74 2.64 6.50 0.89 SP-SC

M2-5 @0.85 m 99.66 97.39 75.33 52.12 19.18 7.24 ดนมการกระจายตวคลายคลง

กบ M2-4@1.5m

2.64 5.87 1.11 SP-SC

M2-6 @0.85 m 100.00 98.49 74.56 49.75 17.98 7.46 2.64 6.22 1.05 SW-SC

M2-8 @0.85 m 99.99 97.82 69.08 43.42 15.49 6.81 2.64 6.09 0.99 SP-SM

U2 @1 m 99.99 92.73 63.39 47.09 18.53 6.88 N/A

2.65 8.33 0.78 SP-SM

U3 @1 m 99.77 87.15 48.88 29.75 9.78 4.45 2.64 7.50 1.01 SW

U4 @0.6 m 99.01 89.83 73.94 62.96 47.81 40.14 36.61 22.75 13.86 2.61 - - SC

102

4.2.2 ผลการทดสอบคณสมบตของดนทางวศวกรรม ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนดวยวธ Multi-stage direct shear test โดยทดสอบแบบอดตวคายน า-เฉอนแบบระบายน า (Consolidated-Drained Test) ประกอบดวย 2 สวน คอ การทดสอบทความชนธรรมชาตและการทดสอบทระดบความชนตางๆ การทดสอบทความชนธรรมชาตเปนการทดสอบเพอใหทราบคาก าลงรบแรงเฉอนของดนซงจะใชเปนขอมลเรมตนในการก าหนดชวงความชนทจะทดสอบทความชนตางๆ การทดสอบทความชนธรรมชาตใชตวอยางดนทดสอบ 3 บรเวณคอ ต าแหนงดานบนของลาดดน (T1@1 เมตร) ต าแหนงตรงกลางของของภเขา (M1 -1@1 เมตร M2-4@0.85 เมตร ) และต าแหนงตอนลางสดของภ เขา (U2@1 เมตร ) ซ งรายละเอยดการทดสอบไดแสดงไวในภาคผนวก ค.โดยผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนทความชนธรรมชาตไดแสดงไวในรปแบบแผนภาพของมอรดงรปท 4.10 และสามารถสรปคาพารามเตอรก าลงรบแรงเฉอนของดน ( 'c และ ' ) ไดดงตารางท 4.7 รปท 4.10 คาก าลงรบแรงเฉอนของตวอยางดนในรปแบบแผนภาพของมอรทความชนธรรมชาต ในบรเวณ T1@1 m. ความชนเทากบ 1.97% M1-1@1 m. ความชนเทากบ16.84% M2-4@0.85 m. ความชนเทากบ17.10% และ U2@1 m. ความชนเทากบ 15.82%

103

จากตารางท 4.7 พบวาผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนธรรมชาตทต าแหนง M1-1@1 เมตร และ M2-4@0.85 เมตร ดนมคาความเชอมแนนประสทธผล (Effective Cohesion, 'c ) สงกวาในต าแหนง T1@1 เมตร และ U2@1 เมตร ทงนเนองจากต าแหนงทงสองมปรมาณขนาดเมดดนละเอยดในปรมาณมากและเปนดนทมดนเหนยวปนจงสงผลตอคา Matric Suction ใหมคาสงขนท าใหก าลงของดนทไดมมากขน

ตารางท 4.7 คาพารามเตอรก าลงรบแรงเฉอนของดน ( 'c และ ' ) ทความชนธรรมชาต

ต าแหนง ความชนธรรมชาต (wn, %)

ระดบความอมตวดวยน า (Sr, %)

ความเชอมแนนประสทธผล ( 'c , kPa.)

มมเสยดทาภายในประสทธผล ( ' , Degree)

T1@1 m. 16.97 67.34 19.92 33.90 M1-1@1 m. 16.84 70.09 82.37 30.98

M2-4@0.85 m. 17.10 70.54 72.80 15.31 U2@1 m. 15.82 64.90 27.35 15.59

หลงจากทราบผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนธรรมชาตท าใหสามารถระบระดบความชนหรอระดบความอมตวของตวอยางดนทตองการทดสอบได ซงรายละเอยดการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆไดแสดงไวในภาคผนวก ค. โดยผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆในทกๆต าแหนงแสดงไวในรปแบบแผนภาพของมอรดงแสดงในรปท 4.11 และสามารถสรปผลคาพารามเตอรก าลงรบแรงเฉอนของดนทระดบความอมตวตางๆไดดงตารางท 4.8 ซงผลการทดสอบมรายละเอยดดงน เมอพจารณาผลการทดสอบตวอยางดนในต าแหนง T จากรปท 4.11 (ก) พบวาดนมคาความเชอมแนนประสทธผล (Effective Cohesion, 'c ) สงสดเทากบ 113.77 กโลปาสคาล ทระดบความอมตว 0 - 20 เปอรเซนตและมต าสดเทากบ 7.85 กโลปาสคาล ทระดบความอมตว 90 – 100 เปอรเซนต ส าหรบคามมเสยดทานภายในประสทธผล (Effective Internal Friction Angle, ' ) มคาสงสดเทากบ 46.39 องศา ทระดบความอมตว 20 – 40 เปอรเซนตและมคาต าสดเทากบ 23.05 องศา ทระดบความอมตว 65 – 80 เปอรเซนต ตามล าดบโดยทระดบความอมตว 65 – 80 เปอรเซนต 80 – 90 เปอรเซนตและ 90 – 100 เปอรเซนต จะมค าความ เชอมแนนประสทธผลและคามมเสยดทานภายในประสทธผลใกลเคยงกนคอ 26.88 กโลปาสคาล 27.98

104

กโลปาสคาล กบ 7.85 กโลปาสคาลและ 23.05 องศา 26.18 องศาและ 23.52 องศา ตามล าดบ และเมอพจารณาตารางท 4.8 รวมกบรปท 4.11 (ก) ในต าแหนงนจะเหนไดวาก าลงรบแรงเฉอนของดนมแนวโนมลดลงตามปรมาณความชนทเพมมากขน ในขณะเดยวกนในบางตวอยางททดสอบในความชนทสงกวากใหคาก าลงรบแรงเฉอนทสงกวาในตวอยางทมความชนต ากวาซงเนองมาจากความสมบรณของการเตรยมตวอยางดนและสภาพความแปรปรวนของตวอยางดนทแตกตางกน เมอพจารณาผลการทดสอบตวอยางดนในต าแหนง M1 และ M2 จากรปท 4.11 (ข) และรปท 4.11 (ค) พบวาต าแหนงทง 2 ดนมคาความเชอมแนนประสทธผลสงสดเทากบ 161.67 กโลปาสคาลและ 148.97 กโลปาสคาลตามล าดบ ทระดบความอมตวเดยวกนคอ 0 - 20 เปอรเซนต และมคาต าสดเทากบ 16.85 กโลปาสคาล ทระดบความอมตว 90 – 100 เปอรเซนตและ 16.34 กโลปาสคาล ทระดบความอมตว 80 – 90 เปอรเซนตตามล าดบ ส าหรบคามมเสยดทานภายในประสทธผลมคาสงสดเทากบ 70.96 องศา ทระดบความอมตว 20 – 40 เปอรเซนต และ 75.14 องศา ทระดบความอมตว 50 – 65 เปอรเซนตและมคาต าสดเทากบ 19.35 องศา ทระดบความอมตว 80 – 90 เปอรเซนต และ 15.31 องศา ทระดบความอมตว 65 – 80 เปอรเซนต ตามล าดบ โดยทระดบความอมตว 80 – 90 เปอรเซนต และ 90 – 100 เปอรเซนต จะมคาความเชอมแนนประสทธผลและคามมเสยดทานภายในประสทธผลใกลเคยงกนคอคาความเชอมแนน 17.01 กโลปาสคาล และ 16.85 กโลปาสคาล 16.34 กโลปาสคาล และ 17.99 กโลปาสคาลตามล าดบ คามมเสยดทาน 19.35 องศา และ 24.70 องศา 21.01 องศา และ 20.59 องศา ตามล าดบ และเมอพจารณาตารางท 4.8 รวมกบรปท 4.11 (ข) และรปท 4.11 (ค) จะเหนไดวาก าลงรบแรงเฉอนของดนทง 2 ต าแหนงมคาใกลเคยงกนและมแนวโนมลดลงตามปรมาณความชนทเพมมากขนแตกยงมบางตวอยางดนทคาก าลงรบแรงเฉอนสงกวาในตวอยางทความชนต ากวาเชนกน ส าหรบต าแหนง U จากรปท 4.11 (ง) พบวาดนมคาความเชอมแนนประสทธผลสงสดเทากบ 128.16 กโลปาสคาล ทระดบความอมตว 0 - 20 เปอรเซนต และมคาต าสดเทากบ 8.58 กโลปาสคาล ทระดบความอมตว 50 – 65 เปอรเซนต ส าหรบคามมเสยดทานภายในประสทธผลมคาสงสดเทากบ 72.64 องศา ทระดบความอมตว 40 - 50 เปอรเซนต และมคาต าสดเทากบ 8.59 องศา ทระดบความอมตว 0% – 20% ตามล าดบ โดยทระดบความอมตว 80 - 90 เปอรเซนต และ 90 - 100 เปอรเซนต จะมคาความเชอมแนนประสทธผลและคามมเสยดทานภายในประสทธผลใกลเคยงกนคอ 18.77 กโลปาสคาล กบ 16.54 กโลปาสคาล และ 19.93 องศา และ 22.56 องศา ตามล าดบ ในต าแหนงนเมอพจารณาตารางท 4.8 รวมกบรปท 4.11 (ง) จะเหนไดวากราฟก าลงรบ

105

แรงเฉอนของดนในชวงความชนต าๆมเสนกราฟทสลบกนหรอดนมความแปรปรวนสงในขณะทชวงความชนสงๆก าลงรบแรงเฉอนมแนวโนมลดลงตามปรมาณความชนทเพมมากขน

เมอพจารณาผลการทดสอบในรปแบบความสมพนธระหวางคาความเชอมแนนประสทธผล (Effective Cohesion, 'c ) กบความชนหรอระดบความอมตว (Sr) จากรปท 4.12 (ก) และตารางท 4.8 พบวาความชนสงผลโดยตรงตอคาความเชอมแนนประสทธผลสงเกตไดจากเมอความชนหรอระดบความอมตวของดนทใชทดสอบเพมสงขนสงผลใหคาความเชอมแนนประสทธผลรวม (Total Cohesion Intercept, Tc ) มแนวโนมลดลงอยางชดเจนเนองมาจากน าไดแทรกตวเชอมตอกนภายในชองวางระหวางมวลดนและท าหนาทเปนสารหลอลนสงผลใหแรงตงผว (Surface Tension) ถกท าลายท าใหคาความเชอมแนนทเปนผลจากแรงตงผว (Specific Matric Suction, sc ) สลายไปและเมอในมวลดนมความชนมากพอกจะท าใหคงเหลอเพยงคาความเชอมแนนประสทธผลทแทจรงโดยจะมคาใกลเคยงกนในชวงระดบความอมตวต งแต 80 – 100 เปอรเซนต และเมอพจารณาความสมพนธของคามมเสยดทานภายในประสทธผลกบระดบความอมตว (Sr) แสดงดงรปท 4.12 (ข) พบวาเมอทระดบความอมตวในชวง 70 – 100 เปอรเซนต มมเสยดทานภายในประสทธผลมคาใกลเคยงกนโดยมคาเฉลยเทากบ 23.19 องศา และในชวงระดบความอมตว 20 – 70 เปอรเซนต คามมเสยดทานภายในประสทธผลจะมคาสงมาก

รปท 4.11 (ก) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆในบรเวณ T

106

รปท 4.11 (ข) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนเมอความชนเปลยนไปทต าแหนง M1

รปท 4.11 (ค) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆในบรเวณ M2

107

รปท 4.11 (ง) การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆในบรเวณ U

รปท 4.12 (ก) ความสมพนธระหวางคาความเชอมแนนประสทธผล ( 'c ) กบคาระดบความอมตวดวย (Sr)

108

รปท 4.12 (ข) ความสมพนธระหวางมมเสยดทานภายในประสทธผล ( ' ) กบระดบความอมตวดวยน า (Sr)

109

ตารางท 4.8 คาพารามเตอรก าลงรบแรงเฉอนของดนทระดบความอมตวตางๆ

ต าแหนง พารามเตอร ระดบความอมตว (%)

0 - 20 20 - 40 40 - 50 50 - 65 65 - 80 80 - 90 90 - 100

T

ตวอยางดน T1@1m. T4@1m. T4@1.5m. T1@1m. T2@1.5m. T4@1.5m. T1@0.8m. cT (kPa.) 113.77(1) 102.54(2) 70.20 19.92 26.88 27.98 7.85 cs (kPa.) 105.92(1) 94.69(2) 62.35 12.06 19.03 20.13 0.00 ' (Degree) 20.88(1) 46.39(2) 43.10 33.90 23.05 26.18 23.52

Sr (%) 10.01 20 45.78 67.37 71.01 82.14 95.03

M1

ตวอยางดน M1-5@1m. M1-5@1m. M1-3@1m. M1-3@1m. M1-1@1m. M1-2@1m. M1-2@1m. cT (kPa.) 161.67 128.41 104.52 76.18 82.37 17.01(2) 16.85 cs (kPa.) 144.82 111.56 87.67 59.33 65.52 0.16(2) 0.00 ' (Degree) 67.5 70.96 65.44 69.60 30.98 19.35(2) 24.70

Sr (%) 19.99 29.99 48.01 56.47 70.95 79.54 95.48

M2

ตวอยางดน M2-5@1.25m. M2-6@0.85m M2-5@1.25m.. M2-6@0.85m. M2-4@0.85m. M2-5@0.85m. M2-5@0.85m. cT (kPa.) 148.97 123.89(2) 110.76(2) 63.19 72.80 16.34 17.99(2) cs (kPa.) 132.63 107.55(2) 94.42(2) 46.85 56.46 0.00 1.65(2) ' (Degree) 53.60 74.83(2) 66.72(2) 75.14 15.31 21.01 20.59(2)

Sr (%) 20.02 50.56 58.40 63.23 70.54 80.11 85.74

U

ตวอยางดน U5@1m. U6@1m U6@1m. U3@1m. U2@1m. U6@1m U5@1m. cT (kPa.) 128.16(1) 120.64 88.60 8.58 27.35(2) 18.77 16.54 cs (kPa.) 111.62(1) 104.10 72.06 - 10.82(2) 2.24 0.00 ' (Degree) 8.59(1) 44.47 72.64 23.00 15.59(2) 19.93 22.56

Sr (%) 4.04 20.00 49.13 56.39 64.90 86.55 99.96

หมายเหต : (1) ตวอยางเกดการหดตวมากเกนไป (2) ควบคมคาความอมตวไมอยในชวงทก าหนดแตใกลเคยง

110

4.3 ผลการศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน ผลจากการวเคราะหปจจยทมผลตอเสถยรภาพของลาดดนโดยการเปลยนแปลงตวแปรแตละตวเพอเปรยบเทยบอทธพลของตวแปรภายใตปรมาณน าฝนทตกตอเนองกนเปนระยะเวลา 24 ชวโมง ประกอบดวย ผลกระทบจากคาความซมน าของดน (Ks) ผลกระทบจากความลาดเอยง (◦) ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir) และผลกระทบจากความหนาของชนดนทตางกน ซงมรายละเอยดดงน

4.3.1 ผลกระทบจากคาความซมน าของดน (Ks)

เมอพจารณาเฉพาะคาความซมน าของดนแตละชนดกบความเขมฝนทมคาเทากบคาความซมน าของดน (Ks 10-4 เมตรตอวนาท เทากบ Ir 360 มลลเมตรตอชวโมง Ks 10-5 เมตรตอวนาท เทากบ Ir 36 มลลเมตรตอชวโมงและ Ks 10-6 เมตรตอวนาท เทากบ Ir 3.6 มลลเมตรตอชวโมง) ทความลาดเอยงท ามมเดยวกนและความหนาของชนดนมคาคงทเทากบ 6 เมตร ผลการศกษาแสดงดงรปท 4.13 – 4.16 และรายละเอยดผลการทดสอบทงหมดไดแสดงไวในภาคผนวก ง ซงพบวาดนทมคาความซมน าสง Ks = 10-4 เมตรตอวนาทจะมการเปลยนแปลงการลดลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในชวงเวลา 12 ชวโมงแรกรวดเรวกวาดนทมคาความซมน าปานกลาง Ks = 10-5 เมตรตอวนาทและดนทมคาความซมน าต า Ks = 10-6 เมตรตอวนาทตามล าดบและเมอพจารณาในชวงเวลา 24 ชวโมงเปนตนไปยงพบวาดนทมคาความซมน าสง Ks = 10-4 เมตรตอวนาท อตราสวนความปลอดภยยงมการเปลยนแปลงอยางชดเจนจากนนอตราสวนความปลอดภยจะกลบไปเพมสงขนอยางรวดเรวอกครงเมอเวลาผานไป 192 ชวโมง ในขณะดนทมคาความซมน าปานกลาง Ks = 10-5 เมตรตอวนาท อตราสวนความปลอดภยจะคอยๆลดลงในอตราทชากวาดนทมคาความซมน าสง Ks = 10-4 เมตรตอวนาท แตจะลดลงเรวกวาดนทมคาความซมน าต า Ks = 10-6 เมตรตอวนาท จนเวลาผานไปประมาณ 27 ชวโมง อตราสวนความปลอดภยจะคอยๆลดลงอยางชาๆและจะกลบมาเพมขนอยางชาๆอกครงเมอผานไป 192 ชวโมง ในสวนของดนทมคาความซมน าต า Ks = 10-6 เมตรตอวนาท ในชวง 30 ชวโมงแรก อตราสวนความปลอดภยยงคงมคาคงทและหลงจากนนจะคอยๆลดลงตอไปโดยเมอเปรยบเทยบกบอตราสวนความปลอดภยในชวงกอนหนาถอวามการเปลยนแปลงทนอยมาก

111

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-4 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-5 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-6 เมตรตอวนาท

รปท 4.13 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 25 องศา

112

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-4 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-5 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-6 เมตรตอวนาท

รปท 4.14 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 30 องศา

113

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-4 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-5 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-6 เมตรตอวนาท รปท 4.15 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.)

ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 45 องศา

114

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-4 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-5 เมตรตอวนาท

การเปลยนแปลงอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ในดนทมคาความซมน า K s = 10-6 เมตรตอวนาท รปท 4.16 เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.)

ของดนทมคาความซมน าตางๆทความลาดชน 60 องศา

115

4.3.2 ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir)

การเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภย (F.S.) ทเปนผลมาจากความเขมฝน แสดงดงรปท 4.17 โดยเมอพจารณาในภาพรวมเฉพาะความเขมฝนในแตละคาความซมน าของดน พบวาความเขมฝนทมคาต ากวาคาการซมน าของดนมากๆจะมการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภยนอยและเปลยนแปลงอยางชาๆ เชน คาการซมน า Ks 10-4 เมตรตอวนาท ความเขมฝนเทากบ 1.8 3.6 6 และ 9 มลลเมตรตอชวโมงจะมอตราสวนความปลอดภยเปลยนแปลงอยในชวง 0.789 – 0.774 ดงแสดงในรปท 4.17 (ก) ในสวนของคาการซมน า Ks 10-5 เมตรตอวนาท ความเขมฝนเทากบ 3 6 มลลเมตรตอชวโมงจะมอตราสวนความปลอดภยเปลยนแปลงอยในชวง 0.789 – 0.741 ดงแสดงในรปท 4.17 (ข) และคาการซมน า Ks 10-6 เมตรตอวนาท ความเขมฝนเทากบ 1.8 3.6 มลลเมตรตอชวโมงจะมอตราสวนความปลอดภยเปลยนแปลงอยในชวง 0.789 – 0.763 ดงแสดงในรปท 4.17 (ค) ซงจะเหนไดวามการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภยทนอยมาก นอกจากนเมอพจารณาความเขมฝนทคอยๆเพมสงขนจนใกลเคยงหรอสงกวาคาการซมน าของแตละดนพบวาอตราสวนความปลอดภยจะยงลดต าลงโดยเมอพจารณาในชวงเวลา (t ≤ 24 ชวโมง) พบวาอตราสวนความปลอดภยจะลดลงอยางรวดเรวซงสงเกตไดจากเสนกราฟจะมความชนมากกวาเสนกราฟของความเขมฝนทต ากวา

4.3.3 ผลกระทบจากความลาดเอยง (◦) เมอพจารณาเฉพาะดนทมคาการซมน าเดยวกนโดยมการเปลยนแปลงความลาดเอยงดงแสดงในรปท 4.18 (ก) 4.18 (ข) และ 4.18 (ค) พบวาดนทมคาการซมน าทง 3 ชนดทความลาดชนเดยวกนในชวงกอนทจะไดรบน าฝนจะมอตราสวนความปลอดภยเรมตนเทากนโดยทความลาดชน 25 องศาและ 30 องศา ลาดดนยงคงมเสถยรภาพอยซงมอตราสวนความปลอดภยเรมตนเทากบ 1.443 และ 1.194 ตามล าดบ ในสวนของความลาดชน 45 องศาและ 60 องศา ลาดดนไดสญเสยเสถยรภาพไปโดยมอตราสวนความปลอดภยเรมตนเทากบ 0.789 และ 0.612 ตามล าดบ หรอกลาวไดวาลาดดนทมความลาดชนทต ากวาจะมอตราสวนความปลอดภยเรมตนทสงกวาและเมอพจารณาในชวงทไดรบน าฝนทความเขมฝนเทากบ 3.6 6 9 36 และ 360 มลลเมตรตอชวโมง พบวาดนทมคาการซมน าสงเทากบ Ks 10-4 เมตรตอวนาทและดนทมคาการซมน าปานกลางเทากบ Ks 10-5 เมตรตอวนาท เมอมปรมาณความเขมฝนเพมสงขนสงผลใหอตราสวนความปลอดภยของทกๆความลาดชนจะคอยๆลดลงในลกษณะเดยวกน ดงรปท 4.18 (ก) และ 4.18 (ข) โดยในดนทมคาการซมน า

116

สงเทากบ Ks 10-4 เมตรตอวนาท ดนมคณสมบตระบายน าไดดท าใหการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภยทเกดจากความเขมฝนเทากบ 6 และ 9 มลลเมตรตอชวโมงมคาใกลเคยงกนและยงใกลเคยงกบคาอตราสวนความปลอดภยเรมตน แตความเขมฝนทมคาเทากบ 360 มลลเมตรตอชวโมงซงเทากบคาการซมน าจะมการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภยทชดเจน ดงรปท 4.18 (ก) ในขณะดนทมคาการซมต าเทากบ Ks 10-6 เมตรตอวนาท ดนมคาการซมน าต าสงผลใหอตราสวนความปลอดภยทความเขมฝนเทากบ 6 และ 9 มลลเมตรตอชวโมง มการเปลยนแปลงนอยมากเนองจากความเขมฝนมปรมาณสงกวาคาการซมน าท าใหน าฝนไมสามารถแทรกซมลงไปในดนไดมากพอในชวงเวลาสนๆ

4.3.4 ผลกระทบจากความหนาของชนดนทตางกน การเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภยทเปนผลมาจากความหนาของชนดนแสดงดงรปท 4.19 พบวาอตราสวนความปลอดภยเรมตน ( F.S.(ini) ) ของชนดนทมความหนาเทากบ 2 เมตร มคาอตราสวนความปลอดภยสงสดและจะลดต าลงตามความหนาของชนดนทเพมขนคอ 4 6 8 และ 10 เมตรตามล าดบ โดยเมอพจารณาทความเขมฝน ( Ir ) เทากบ 9 36 และ 80 มลลเมตรตอชวโมง พบวาอตราสวนความปลอดภยของดนทมความหนา 2 เมตร ยงคงมอตราสวนความปลอดภยมคาสงสดโดยเมอพจารณาทความเขมฝนเทากบ 9 มลลเมตรตอชวโมง อตราสวนความปลอดภยจะกลบมาเพมสงขนเมอความหนาของชนดนเพมขนเทากบ 6 8 และ 10 เมตรตามล าดบ ในขณะทความเขมฝนเทากบ 36 และ 80 มลลเมตรตอชวโมง อตราสวนความปลอดภยจะลดต าลงไปเรอยๆจนมคาต าสดทความหนาของชนดนเทากบ 6 เมตรและเมอความหนาของชนดนเพมขนเปน 8 และ 10 เมตร อตราสวนความปลอดภยกจะเพมขนอกครง นอกจากนยงพบวาทความหนาของชนดนทเพมมากขนจะมอตราการเปลยนแปลงของอตราสวนความปลอดภยชากวาทความหนาของชนดนนอยๆ

117

(ก) ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir) ตอดนทมคาความซมน า Ks = 10-4 เมตรตอวนาท

(ข) ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir) ตอดนทมคาความซมน า Ks = 10-5 เมตรตอวนาท รปท 4.17 ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir) ของดนทง 3 กลมทความลาดชน 45 องศา

ดนมความหนาของดน 6 เมตร

118

(ค) ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir) ตอดนทมคาความซมน า Ks = 10-6 เมตรตอวนาท รปท 4.17 (ตอ) ผลกระทบจากความเขมฝน (Ir) ของดนทง 3 กลมทความลาดชน 45 องศา

ดนมความหนาของดน 6 เมตร

(ก) ผลกระทบจากความลาดเอยง (◦) ตอดนทมคาความซมน า Ks = 10-4 เมตรตอวนาท รปท 4.18 ผลกระทบจากความลาดเอยง (◦) ของดนทง 3 กลม ทความหนาของดน 6 เมตร

119

(ข) ผลกระทบจากความลาดเอยง (◦) ตอดนทมคาความซมน า Ks = 10-5 เมตรตอวนาท

(ค) ผลกระทบจากความลาดเอยง (◦) ตอดนทมคาความซมน า Ks = 10-6 เมตรตอวนาท

รปท 4.18 (ตอ) ผลกระทบจากความลาดเอยง (◦) ของดนทง 3 กลม ทความหนาของดน 6 เมตร

120

รปท 4.19 อตราสวนความปลอดภยต าสด (F.S.(min) ) ทเปนผลมาจากความหนาของชนดนทตางกน

โดยมคาการซมน าของดน Ks = 10-5 เมตรตอวนาท ความลาดชนคงท 45 องศา 4.4 ผลการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนเพอหาคาดชนความชมชนของดนวกฤต (Critical API)

จากผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆพบวาคาพารามเตอรก าลงของดน ( ',' c ) มความสมพนธกนระหวางระดบความอมตว (Degree of Saturation) หนวยแรงกดทบ (Normal Stress) และหนวยแรงเฉอน (Shear Stress) โดยเมอน ามาว เคราะหหาความสมพนธในระบบ 3 แกน โดยใหแกน x เปนคาระดบความอมตว แกน y เปนคาหนวยแรงกดทบ และแกน z เปนคาหนวยแรงเฉอนจะไดความสมพนธในรปแบบระนาบแสดงดงรปท 4.20 (ก) ถงรปท 4.20 (ง) ซงสมการระนาบของความสมพนธดงกลาวสามารถน ามาวเคราะหลาดดนทเกดการพบตไดโดยสมการระนาบของดนแตละบรเวณแสดงดงสมการท 4.1 ถงสมการท 4.4

บรเวณสวนบนของลาดดนต าแหนง T

7137.0)1(1744.2011241.42 Sr 834.02 R (4.1) บรเวณสวนกลางของลาดดนต าแหนง M1

2368.1)1(1790.5313147.115 Sr 844.02 R (4.2)

121

บรเวณสวนกลางของลาดดนต าแหนง M2 0629.2)1(7040.8153967.210 Sr 858.02 R (4.3)

บรเวณสวนลางของลาดดนต าแหนง U 7680.0)1(0942.2388147.44 Sr 338.02 R (4.4)

เมอ = ก าลงรบแรงเฉอนของดน (กโลปาสคาล)

Sr = ระดบความอมตวของดน (เปอรเซนต)

= หนวยแรงกดทบ (กโลปาสคาล)

รปท 4.20 (ก) ความสมพนธระหวาง Degree of Saturated, Normal Stress และ Shear Stress ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนบนของลาดดน T

122

รปท 4.20 (ข) ความสมพนธระหวาง Degree of Saturated, Normal Stress และ Shear Stress ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนกลางของลาดดน M1

123

รปท 4.20 (ค) ความสมพนธระหวาง Degree of saturation, Normal stress และ Shear stress ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนกลางของลาดดน M2

124

รปท 4.20 (ง) ความสมพนธระหวาง Degree of saturation, Normal stress และ Shear stress ในรปแบบระนาบของดนบรเวณสวนลางของลาดดน U

การน าสมการระนาบของดนทไดจากความสมพนธระหวาง Degree of Saturation, Normal stress และShear stress มาวเคราะหหาคาดชนความชมชนในดน (API) สามารถท าไดโดยการน าสมการระนาบของดน (สมการท 4.1 4.2 4.3 และ 4.4) มาวเคราะหรวมกบแบบจ าลองเสถยรภาพของลาดดนแบบลาดอนนต Infinite Slope Analysis ในแบบกรณทระดบน าใตดนอยต ากวาผวการเคลอนพงจากสมการท 4.5 โดยเมอตองการหาคาดชนความชมชนของดนวกฤต (APIcr) สามารถหาไดจากความสมพนธของคาความพรนของดน (Porosity, n ) ซงไดจากการค านวณตามความสมพนธของอตราสวนชองวาง (Void ratio, e ) ของตวอยางทเกบในกระบอกเกบตวอยาง ระดบความอมตวของดน (Degree of Saturation, crrS , ) และความหนาของชนดนถงผวการเคลอน

125

พง (Critical Thickness, crT ) ทท าใหอตราสวนความปลอดภยเทากบ 1.0 ซงสามารถประยกตใชไดจากสาการท 4.6

sin

'tan'tan)cos)(('..

sat

wrwsat

h

uShcSF

(4.5)

'tancossin1

tan'

1

FSG

eS

Sc

e

eSAPI

s

d

(4.6)

เมอ crAPI = ดชนความชมชนของดนวกฤต (Antecedent Precipitation Index) (mm)

n = คาความพรนของดน (Porosity) crrS , = ระดบความอมตวของดน (Degree of saturation)

crT = ความหนาของชนดน (m) e = อตราสวนชองวาง (Void ratio)

sG = ความถวงจ าเพาะ (Specific gravity) 'c = แรงยดเกาะประสทธผล (Effective cohesion)

' = มมเสยดทายภายในประสทธผล (Effective internal friction angle)

..SF = อตราสวนความปลอดภย (Factor of safety) d = หนวยน าหนกแหง (Dry unit weight of soil)

w = หนวยน าหนกน า (Unit weight of water) = ความลาดชนของลาดดน (Angle of slope) = คอมมเสยดทานทเพมขนเนองจากการเปลยนแปลงระดบความ

อมตวของดน

ผลการวเคราะหหาคาดชนความชมชนของดนวกฤต (APIcr) ทท าใหอตราสวนความปลอดภยมคาเทากบ 1.0 ของดนทง 4 บรเวณแสดงดงตารางท 4.9โดยสามารถอธบายไดวาลาดดนสวนบนในบรเวณ T ทมความลาดชนเฉลย 26.5 องศา จะเกดการพบตเมอคาดชนความชมชนของดนวกฤตมคาเทากบ 205.65 มลลเมตร ซงจะท าใหดนในบรเวณนมระดบความอมตว 84

126

เปอรเซนต โดยการพบตจะมความลกประมาณ 3.195 เมตรจากผวดน ในสวนตอนกลางของลาดดนในบรเวณ M1, M2 ทความลาดชนเฉลย 26.5 ลาดดนจะเกดการพบตเมอคาดชนความชมชนของดนวกฤตมคาเทากบ 227.89 และ 253.69 มลลเมตร ซงจะท าใหดนมระดบความอมตว 84 และ 82 เปอรเซนต และการพบตทเกดขนจะมความลก 3.096 และ 3.064 เมตรตามล าดบ สวนดานลางของลาดดนในบรเวณ U จะเกดการพบตโดยมคาดชนความชมชนของดนวกฤตต ากวาบรเวณอนคอ 166.60 มลลเมตร ซงจะท าใหลาดดนทพบตมระดบความอมตว 86 เปอรเซนต และการพบตจะมความลกประมาณ 2.958 เมตร ตารางท 4.9 คาดชนความชมชนของดนวกฤต (APIcr) ของดนบรเวณตางๆ

ต าแหนงทพจารณา

ความลาดชนโดยเฉลยของลาดดน

Srcr(%) Hcr(m.) APIcr(mm.)

สวนบน (T) 26.5 84 3.195 205.65 สวนกลาง(M1) 26.5 84 3.096 227.89 สวนกลาง(M2) 26.5 82 3.064 253.69 สวนลาง(U) 26.5 86 2.958 166.60

4.5 ผลการวเคราะหการไหลซมของน าบนลาดดน จากขอมลน าฝนเฉลย 30 ปยอนหลงของสถาน 552201 – นครศรธรรมราช แสดงดงรปท 4.21 พบวามคาน าฝนเฉลยเทากบ 2505.5 มลลเมตร และจะสงเกตไดวาป 1988 2000 2008 และป 2011 มปรมาณน าฝนทสงกวาคาน าฝนเฉลยอยมากอนเนองมาจากไดรบอทธพลมาจากลมพายท าใหปดงกลาวในพนทไดรบปรมาณน าฝนทสงมากกวาปกต เพอใหชดเจนยงขนไดแสดงเปนปรมาณน าฝนรายเดอนเฉลยยอนหลง 30 ปและน าฝนรายเดอนในปทมปรมาณน าฝนมากผดปกตแสดงดงรปท 4.22 จะเหนไดวาในขอมลฝนรายเดอนเฉลยยอนหลง 30 ปในเดอนพฤศจกายนซงเปนฤดฝนจะมปรมาณน าฝนโดยเฉลยมากกวาเดอนอนๆและในป 1988 2000 และ 2008 ทมฝนตกมากผดปกตกมคามากผดปกตในเดอนพฤศจกายนเชนกนโดยในเดอนพฤศจกายนป 1988 ซงมปรมาณน าฝนใกลเคยงกบชวงเดอนมนาคมป 2011 ไดเกดการพบตของลาดดนในพนท อ.พปนและ อ.ลานสกา จ.นครศรธรรมราช (สทธศกด, 2550) แตในสวนของป 2011 จะมปรมาณน าฝนมากผดปกตในเดอนมนาคมซงไดรบอทธพลจากลมพายและเปนตนเหตของการพบตของลาดดนในพนทศกษาซงอยใน ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช

127

รปท 4.21 ปรมาณน าฝนเฉลย 30 ปยอนหลงขอมลจากสถาน 552201 – นครศรธรรมราช (กรมอตนยมวทยา, 2555) รปท 4.22 ปรมาณน าฝนเฉลยรายเดอนยอนหลง 30 ป และน าฝนรายเดอนในปทมปรมาณน าฝน

มากผดปกต (กรมอตนยมวทยา, 2555) ผลการวเคราะหการไหลซมของน าบนลาดดนในสภาวะแบบคงท (Steady) โดยใชน าฝน เฉ ลยย อนหลง 10 ป ท มค าเท ากบ 0.2994 มล ล เมตรตอชวโมงจากสถาน 552201 – นครศรธรรมราช แทนการไหลแบบไมเปลยนแปลงตามเวลาเพอหาระดบน าใตดนปกต พบวาระดบน าใตดนในสภาวะเรมตนแสดงดงรปท 4.23 ในลกษณะของระดบแรงดนน าในชองวางในดน (Pore Water Pressure) บรเวณตนลาดดนระดบน าใตดนจะวางตวอยในชนดนโดยจะอยต ากวาผวดนประมาณ 0.3 เมตร ในสวนของบรเวณดานบนของลาดดนพบวาระดบน าใตดนอยทระดบความ

128

ลก 5.0 เมตรจากผวดนโดยจะวางตวอยในชนหนและคาแรงดนน าในลาดดนจะมคาตดลบมากยงขนตามระดบความสงของลาดดน

รปท 4.23 ระดบน าใตดนและระดบแรงดนน าในชองวางในสภาวะแบบคงท (Steady State)

ผลการวเคราะหการไหลซมแบบเปลยนแปลงตามเวลา (Transient) ดวยการใชขอมลน าฝนราย 3 ชวโมงจากสถาน 552201 – นครศรธรรมราช ดงแสดงในรปท 4.24 ซงตกตอเนองกน พบวาระดบน าใตดนมการเคลอนตวตามปรมาณน าฝนในชวงทฝนตกโดยจะปรบระดบเพมขนอยางรวดเรวเมอไดรบน าฝนทมความเขมฝนสงๆตดตอกนเปนเวลานานแสดงดงรปท 4.25 โดยแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนเพอใหงายตอการวเคราะหจงไดแบงลาดดนออกเปน 7 ต าแหนงพรอมกบแสดงการเปลยนแปลงของแรงดนน าและปรมาณความชนตลอดความลกของชนดนแสดงดงรปท 4.26 -4.32

พบวาต าแหนงท 1 บรเวณสวนบนของลาดดนดงรปท 4.26 คาแรงดนน าในสภาวะเรมตนชวโมงท 0 แรงดนน าในลาดดนมคาตดลบโดยมคาตงแต -20 ถง -48 กโลปาสคาล คาตดลบจะมคาสงทสดทบรเวณผวดนและมคานอยสดทบรเวณต าสดของชนดนและเมอผานไป 24 และ 48 ชวโมง แรงดนน าจะมคาตดลบเพมมากขนเนองจากในชวงนลาดดนสญเสยความชน เมอพจารณาท 72 96 110 และ 120 ชวโมงตามล าดบ คาแรงดนน าบรเวณลางสดจะคอยๆมคาเปนบวกเพมขนตามเวลาทเพมขนเนองจากในชวงนลาดดนไดรบปรมาณน าฝนอยางตอเนองและเมอพจารณาตามความลกของชนดนเมอเขาใกลบรเวณลางสดคาตดลบจะคอยๆเปนบวกเพมขนโดยจะมคาใกลเคยงกนใน

-40

-20

0

0

20

40

60

80

100

Horizontal (m.)

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125

Ve

rtic

al (m

.)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

-40 -40 -20

-20 0

0

0

0

20

40

60

80

100

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

-40 -40 -20

-20 0

0

0

0

20

40

60

80

100

129

ชวงเวลาท 96 110 และ 120 ชวโมงตลอดความลก ในสวนของปรมาณความชนพบวาในชวงเรมตนมความชน 0.33 – 0.36 ทผวดนจะมคาความชนต าและจะเพมมากขนเมอความลกของชนดนเพมขนเนองจากเขาใกลระดบน าใตดนมากยงขนโดยจะเรมมการเปลยนแปลงความชนทเพมมากขนอยางชดเจนทระดบความลก 49 – 47.2 เมตร โดยชวงเวลาท 96 110 และ 120 ชวโมง พบวาความชนมคาเทากนตลอดความลกของชนดนท 47.8 – 47.2 เมตรโดยมคาความชนคงทเทากบ 0.4 และมแรงดนน าทเปนบวกซงดนไดอมตวดวยน าแลว

รปท 4.24 ขอมลน าฝนราย 3 ชวโมงทตกตอเนองกนจากสถาน 552201 – นครศรธรรมราช (กรมอตนยมวทยา, 2555)

ต าแหนงท 2 3 4 5 และ 6 บรเวณสวนกลางของลาดดนดงรปท 4.27-4.31 จะเปนบรเวณทมการเปลยนแปลงของระดบน าใตดนชดเจนทสดโดยอตราการเปลยนแปลงจะเปนแบบแปรผนตรงกบปรมาณความเขมฝนในแตละชวงเวลาคอในชวงเวลาทลาดดนไดรบปรมาณความเขมฝนนอยตงแตชวงเรมตนถงชวงเวลา 48 ชวโมงการเพมขนของระดบน าใตดนกจะเกดขนนอยและในชวงทมความเขมฝนมากตงแตชวโมงท 72 ถง 120 ระดบน าใตดนกจะเพมขนมาก แสดงดงรปท 4.27 – 4.31 จะเหนไดวาในเวลาชวโมงท 72 96 110 และ 120 ลาดดนไดรบความเขมฝนปรมาณสงระดบน าใตดนจงเพมสงขนอยางชดเจน โดยคาแรงดนน าในสภาวะเรมตนชวโมงท 0 ถง 48 มคาตดลบทงหมดตลอดความลกและคาตดลบจะมคาสงทสดทบรเวณผวดนและมคานอยสดทบรเวณต าสดของชนดนและเมอเวลาผานไป 72 96 110 และ 120 ชวโมงตามล าดบ คาแรงดนน าบรเวณลางสดจะคอยๆมคาเปนบวกเพมขนตามเวลาทเพมขนและเมอพจารณาตามความลกของชนดนในแตละชวงเวลาเมอเขาใกลบรเวณลางสดคาตดลบจะคอยๆเปนบวกเพมขนเชนกนโดยในชวง

130

ทแรงดนน ามคาเปนบวกลาดดนจะอมตวดวยน าแลว ในสวนของปรมาณความชนจะมความชนต าสดทผวดนและจะคอยๆเพมสงขนเมอเขาใกลจดต าสดของชนดนและลาดดนจะคอยๆอมตวดวยน าซงสงเกตไดจากคาความชนทคงทเทากบ 0.4 โดยคาการเปลยนแปลงแรงดนน าและปรมาณความชนในลาดดนมคาดงตารางท 4.10

ตารางท 4.10 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน(Volumetric Water Content) ในลาดดน ต าแหนง 1 2 3 4 5 6 7 แรงดนน า (PWP) kPa.

-60 ถง 10 -55 ถง 10 -43 ถง 15 -35 ถง 14 -34 ถง 14 -27 ถง 15 -6 ถง 27

ปรมาณความ ชน (VWC)

0.307-0.4 0.315-0.4 0.33-0.4 0.33-0.4 0.33-0.4 0.332-0.4 0.342-0.4

ต าแหนงท 7 บรเวณตนลาดดนดงรปท 4.32 พบวาแรงดนน าในชวงแรกๆคอ

ชวโมงท 0 24 และ 48 มคาแรงดนน าและปรมาณความชนในชวงเวลาดงกลาวใกลเคยงกน เนองมาจากในบรเวณนจะมระดบน าใตดนจากการวเคราะหการไหลในสภาวะแบบคงทอยใกลกบผวดนมากท าใหแรงดนน าและปรมาณความชนทเกดจากความเขมฝนนอยๆมคาเปลยนแปลงนอย และเมอพจารณาทเวลา 72 96 110 และ 120 ชวโมงพบวาในชวงนมปรมาณความเขมฝนสงท าใหคาแรงดนน าและปรมาณความชนมการเปลยนแปลงจากชวงแรกอยางชดเจน โดยในชวงเวลาท 96 110 และ 120 ชวโมง คาแรงดนน าและปรมาณความชนของทง 3 ชวงเวลามคาเทากนและทบรเวณผวดนพบวาคาแรงดนน าใกลเคยง 0 กโลปาสคาลและปรมาณความชนมคาคงทประมาณ 0.4 นนหมายความวาผวดนบรเวณนนใกลสภาวะทจะมการเจงนองของน าขนมาจากผวลาดดน

จากผลการวเคราะหการไหลซมแบบเปลยนแปลงตามเวลาในภาพรวมทงลาดดน แสดงดงรปท 4.25 ยงพบวาในบรเวณต าแหนงท 1 มการเปลยนแปลงของระดบน าใตดนแบบคอยๆเพมสงขนและคอยๆลดระดบลงเนองมาจากน าในบรเวณนพยายามทจะระบายออกโดยจะไหลลงมาตามลาดดนตามความตางระดบของน าทตางกนและการเปลยนแปลงความชนของลาดดนในบรเวณตนลาดท าใหระดบน าใตดนบรเวณตอนกลางของลาดดนจะมระดบน าทเพมสงขนอยางชดเจน ในสวนของต าแหนงท 7 ซงเปนสวนตนลาดดนในบรเวณนระดบน าใตดนจะเปลยนแปลงอยางรวดเรวทงนเนองจากระดบน าใตดนปกตเรมตนมระดบต ากวาผวดนเลกนอยและเมอไดรบน าทไหลซมลงมาจากลาดดนกจะท าใหระดบน าใตดนเพมขนอยางรวดเรวจนถงผวดน

131

รปท 4.25 ระดบน าใตดนทเปลยนแปลงตามปรมาณน าฝนในชวงทฝนตกซงเปลยนแปลงตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

132

รปท 4.26 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 1 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

บรเวณดานบนของลาดดนต าแหนงท 1

133

รปท 4.27 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 2 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

บรเวณสวนกลางของลาดดนต าแหนงท 2

134

รปท 4.28 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 3 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

บรเวณสวนกลางของลาดดนต าแหนงท 3

135

รปท 4.29 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 4 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

บรเวณสวนกลางของลาดดนต าแหนงท 4

136

รปท 4.30 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 5 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

บรเวณสวนกลางของลาดดนต าแหนงท 5

137

รปท 4.31 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 6 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

บรเวณสวนกลางของลาดดนต าแหนงท 6

138

รปท 4.32 การเปลยนแปลงของคาแรงดนน า (Pore Water Pressure) และปรมาณความชน (Volumetric Water Content) ในลาดดนต าแหนงท 7 ในชวงทฝนตกตามเวลา 0 24 48 72 96 110 และ 120 ชวโมง

บรเวณสวนลางของลาดดนต าแหนงท 7

139

4.6 ผลการวเคราะหเสถยรภาพลาดดนดวยโปรแกรม SLOPE/W การว เคราะห เสถยรภาพของลาดดนไดเลอกใชว ธ ขดจ ากดสมดล (Limit Equilibrium) วเคราะหดวยวธ Bishop’s Simplified Method โดยรบขอมลการวเคราะหการไหลซมจากโปรแกรม SEEP/W จากนนจงน ามาวเคราะหเสถยรภาพตอโดยใชโปรแกรม SLOPE/W ซงเสถยรภาพทไดจะใชเปนตวแทนของเสถยรภาพท งลาดดนโดยผลการวเคราะหเสถยรภาพในชวงเวลาทเรมตนและฝนตกผานไป 24 48 72 96 110 120 และ 144 ชวโมงแสดงดงตารางท 4.11 ตารางท 4.11 ผลการวเคราะหเสถยรภาพในชวงเวลาทเรมตนและฝนตกผานไป 0 24 48 72 96 110

120 และ 144 ชวโมง

ระยะเวลาทฝนตก (ชวโมง) ปรมาณน าฝนสะสม (มลลเมตร) อตราสวนความปลอดภย (F.S.) ชวงเรมตน 0 1.315

24 34.9 1.303 48 52.67 1.300 72 291.1 1.177 96 554.7 1.040

110 643.54 0.999 120 726.77 0.961 144 731.43 0.964

จากผลการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนจากตารางท 4.11 พบวาในชวงเรมตนลาดดนยงคงมความมนคงอยโดยมอตราสวนความปลอดภยเทากบ 1.315 และเมอไดรบปรมาณน าฝนทตกตดตอกนอตราสวนความปลอดภยกคอยๆลดลงซงสอดคลองตามผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนทความชนตางๆกน เมอฝนตกตอเนองกนผานไป 96 ชวโมง ลาดดนจะมเสถยรภาพหรออตราสวนความปลอดภยเทากบ 1.040 นนหมายความวาในชวงเวลานลาดดนก าลงเขาใกลทจะพบตและเมอฝนตกตอเนองถง 110 ชวโมง อตราสวนความปลอดภยของลาดดนลดต าลงเหลอเทากบ 0.999 นนแสดงวาลาดดนไดสญเสยเสถยรภาพแลวซงตรงกบชวงเวลา 14.00 น.ของวนท 26 มนาคม 2554

140

จากการวเคราะหต าแหนงรปแบบการพบตเปรยบเทยบกบการเปลยนแปลงของระดบน าใตดนแสดงดงรปท 4.33 - 4.35 พบวาระดบน าใตดนสงผลตอต าแหนงการพบตโดยเมอระดบน าใตดนเปลยนแปลงเพมสงขนในชวงแรกต งแตชวงเวลาเรมตนไปจนถง 72 ชวโมง อตราสวนความปลอดภยจะคอยๆลดลงเทากบ 1.316 1.303 1.310 และ 1.177 ตามล าดบ ต าแหนงของการพบตยงคงเปนต าแหนงเดมแตเมอพจารณาในชวงเวลาท 96 110 120 และ 144 ชวโมง ระดบน าใตดนเพมสงขนใกลจะถงผวดนคาอตราสวนความปลอดภยลดลงเหลอเทากบ 1.040 0.999 0.961 และ 0.964 ตามล าดบ ซงมคาใกลเคยง 1.00 ต าแหนงการพบตจะเปลยนแปลงโดยมขอบเขตทแคบลงและมต าแหนงลดต าลงทงนเนองมาจากแรงดนน าทเพมมากขนตามระดบน าใตดนจะท าใหก าลงรบแรงเฉอนลดลงและระดบน าทเพมขนนจะชวยเพมแรงดนลอยตว (Uplift Pressure) ท าใหลาดดนทมระดบน าใตดนสงจงเกดการพบตไดงาย

รปท 4.33 ต าแหนงรปแบบการพบตกบการเปลยนแปลงของระดบน าใตดนในชวงเวลา 0 และ 24 ชวโมง

141

รปท 4.34 ต าแหนงรปแบบการพบตกบการเปลยนแปลงของระดบน าใตดนในชวงเวลา 48 72 และ 96 ชวโมง

142

รปท 4.35 ต าแหนงรปแบบการพบตกบการเปลยนแปลงของระดบน าใตดนในชวงเวลา 110 120 และ 144 ชวโมง

143

4.7 เสนขอบเขตน าฝนวกฤต Critical Rainfall Envelope for Stability

จากการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนทแสดงดวยคาอตราสวนความปลอดภย (F.S.) เพอน ามาเปนตวแทนเสถยรภาพของลาดดนเฉพาะพนทศกษาต าบลเทพราช อ าเภอสชล จ.นครศรธรรมราช ซงไดจากความสมพนธระหวางปรมาณน าฝนราย 3 ชวโมงทฝนตกจรงกบปรมาณน าฝนสะสมใชขอมลจากจากสถาน นครศรธรรมราช ซงเปนสถานวดน าฝนทตงอยหางจากพนทศกษาคอนขางมากแตสามารถบนทกขอมลไดละเอยดราย 3 ชวโมงและวดปรมาณน าฝนไดใกลเคยงกบสถานวดน าฝนทอยใกลพนทศกษา ดงนนเพอความถกตองแมนย าจงไดน าขอมลน าฝนจากสถานตรวจวดบรเวณใกลเคยงพนทศกษาแตมการบนทกขอมลทละเอยดเปนรายวนน ามาวเคราะหรวมดวยเพอท าการการเปรยบเทยบและสรางเปนเสนขอบเขตน าฝนวกฤตทคา F.S. = 1.2 1.1 และ 1.0 ซงเปนเสนทบงบอกวาลาดดนมความปลอดภยหรอมเสถยรภาพเปนอยางไรในขณะทฝนตกแสดงดงรปท 4.36 และเพอใหเขาใจงายยงขนจงไดจดใหอยในรปแบบความสมพนธของปรมาณน าฝนเฉลยรายวนกบปรมาณน าฝนสะสมแสดงดงรปท 4.37 ซงใชขอมลน าฝนจากสถานนครศรธรรมราช สถานอบต.ฉลอง และสถานอบต.สชล ซงอยใกลเคยงกบบรเวณพนทศกษาดงตารางท 4.12

จากเสนขอบเขตน าฝนวกฤตในรปท 4.37 และจากขอมลสถานน าฝนในตารางท

4.12 พบวาลาดดนในพนท ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช จะสญเสยเสถยรภาพในวนท 26 มนาคม 2554 จากการทเสนกราฟน าฝนไปตดกบเสนขอบเขตน าฝนวกฤตทมเสถยรภาพ (F.S.) เทากบ 1.0 ซงเปนตวแทนของเสถยรภาพของลาดดนในขณะนนโดยมคาน าฝนสะสมอยในชวง 543.9 – 710.5 มลลเมตร ซงสมพนธกบผลการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนทปรมาณน าฝนเทากบ 554.47 มลลเมตรจะท าใหลาดดนมเสถยรภาพเทากบ 1.04 นนหมายความวาลาดดนก าลงเขาใกลทจะพบตและทปรมาณน าฝนเทากบ 643.54 มลลเมตรลาดดนจะมเสถยรภาพเทากบ 0.999 นนแสดงวาลาดดนไดพบตหรอสญเสยเสถยรภาพแลว ดงนนเสนขอบเขตน าฝนวกฤตทไดสามารถน าไปใชเปนตวแทนเสถยรภาพของลาดดนในพนทศกษาและสามารถน าไปใชเพอเตอนภยดนถลมในพนทศกษาได

144

ตารางท 4.12 ขอมลน าฝนจาก 3 สถานคอสถานนครศรธรรมราช สถานอบต.ฉลอง และสถานอบต.สชล ในชวงวนท 21 -27 มนาคม 2554 (กรมอตนยมวทยา, 2555) วน/เดอน/ป เวลา

น าฝน (มม.)

น าฝนสะสม (มม.)

ระยะเวลา (นาท)

ระยะเวลาสะสม (นาท)

น าฝนเฉลย (มม./ชม.)

สถาน 552201 - นครศรธรรมราช 21/3/2011 22:00 น. 0 0 0 0 0 22/3/2011 22:00 น. 34.9 34.9 1440 1440 1.454 23/3/2001 22:00 น. 2.1 37.0 1440 2880 0.771 24/3/2011 22:00 น. 238.5 275.5 1440 4320 3.826 25/3/2011 22:00 น. 268.4 543.9 1440 5760 5.666 26/3/2011 22:00 น. 180.0 723.9 1440 7200 6.033 27/3/2011 22:00 น. 7.0 730.9 1440 8640 5.076

สถาน 5520016 – อบต.ฉลอง 21/3/2011 0:01 น. 0 0 0 0 0 22/3/2011 23:59 น. 1.0 1.0 1440 1440 0.021 23/3/2001 23:59 น. 15.0 16.0 1440 2880 0.222 24/3/2011 23:59 น. 126.5 142.5 1440 4320 1.484 25/3/2011 23:59 น. 342.0 484.5 1440 5760 4.038 26/3/2011 23:59 น. 226.0 710.5 1440 7200 4.934 27/3/2011 23:59 น. 48.0 758.5 1440 8640 4.515

สถาน 5520006 – อบต.สชล 21/3/2011 0:01 น. 0 0 0 0 0 22/3/2011 23:59 น. 1.0 1.0 1440 1440 0.021 23/3/2001 23:59 น. 9.0 10.0 1440 2880 0.139 24/3/2011 23:59 น. 109.0 119.0 1440 4320 1.240 25/3/2011 23:59 น. 257.5 376.5 1440 5760 3.138 26/3/2011 23:59 น. 266.5 643.0 1440 7200 4.465 27/3/2011 23:59 น. 154.5 797.5 1440 8640 4.747

145

รปท 4.36 เสนขอบเขตน าฝนวกฤตระหวางปรมาณน าฝนสะสมกบปรมาณน าฝนรายชวโมงท อตราสวนความปลอดภย F.S. = 1.2 1.1 และ 1.0 ในพนทศกษา ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช (การพบตในป 2554)

รปท 4.37 เสนขอบเขตน าฝนวกฤตระหวางปรมาณน าฝนสะสมกบปรมาณน าฝนเฉลยตอชวโมงท อตราสวนความปลอดภย F.S. = 1.2 1.1 และ 1.0 ในพนทศกษา ต.เทพราช อ.สชล จ.นครศรธรรมราช (การพบตในป 2554)

146

บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการวจย การศกษาเสถยรภาพของลาดดนดวยคณสมบตทางวศวกรรมกรณศกษาลาดดนในพนทต าบลเทพราช อ าเภอสชล จงหวดนครศรธรรมราช ประกอบไปดวยการศกษาพารามเตอรทสงผลตอความไมแนนอนตอเสถยรภาพของลาดดน ความสมพนธระหวางคาก าลงรบแรงเฉอนกบความชนในมวลดน การวเคราะหคาดชนความชมชนในดนวกฤต การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนรวมไปถงการจดท าเสนขอบเขตน าฝนวกฤตสามารถสรปผลการศกษาไดดงตอไปน 1. คณสมบตของดน (คาความซมผานของน าในดน) และความเขมฝนเปนปจจยหลกทสงผลกระทบตอเสถยรภาพของลาดดนเนองดวยน าฝนโดยในสวนของลกษณะของลาดดน (มมลาดเอยงและความหนาของชนดน) เปนปจจยรองทสงผลตอเสถยรภาพของลาดดน 2. ความสมพนธระหวางระดบความอมตว (Degree of Saturation) หนวยแรงกดทบ (Normal Stress) และหนวยแรงเฉอน (Shear Stress) ของดนจากการศกษาในรปแบบของสมการระนาบก าลงรบแรงเฉอนพบวาระดบความอมตวหรอความชนในมวลดนสงผลตอก าลงรบแรงเฉอนของดน 3. การวเคราะหหาคาดชนความชมชนของดนวกฤต (APIcr) รวมกบแบบจ าลองเสถยรภาพของลาดดนแบบลาดอนนต (Infinite Slope Analysis) ในกรณทระดบน าใตดนอยต ากวาผวการเคลอนพงจะไดคาดชนความชมชนของดนวกฤตในพนทศกษาสวนบน (T) เทากบ 205.65 มลลเมตร สวนกลาง (M1) เทากบ 227.89 มลลเมตร สวนกลาง (M2) เทากบ 253.69 มลลเมตร และสวนลาง (U) เทากบ 166.60มลลเมตร 4. การวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนในพนทศกษาพบวาลาดดนไดสญเสยเสถยรภาพในชวงเวลา 14:00 นาฬกา ในวนท 26 มนาคม 2554 วดปรมาณน าฝนสะสมได 643.54 มลลเมตร

147

5. เส น ขอบ เขตน าฝน วก ฤต (Critical Rainfall Envelope for Stability) ท ไดสามารถใชเปนตวแทนเสถยรภาพของลาดดนในพนทศกษาไดโดยมคาอตราสวนความปลอดภย (F.S.) เทากบ 1.04 และ 0.999 จะมปรมาณน าฝนสะสมเทากบ 554.47 และ 643.54 มลลเมตร ซงใชไดเฉพาะพนทศกษาต าบลเทพราช อ าเภอสชล จ.นครศรธรรมราช 5.2 ขอเสนอแนะ 1. ในการทดสอบตวอยางดนดวยวธเฉอนตรง (Direct Shear Test) ควรประยกตใหสามารถใชรวมกบเครองมอวดแรงดด (Suction) ทเรยกวา Tensiometer เพอจะไดทราบคาแรงดดในดนขณะทดสอบโดยตรงรวมทงควรตดตงอปกรณชวยบนทกขอมล (Data Logger) ในการบนทกขอมลเพอความสะดวกและใหไดผลการทดสอบทมความตอเนองสมบรณยงขน 2. การทดสอบก าลงเฉอนของดนทความชนตางๆเนองจากความชนสงผลโดยตรงตอก าลงของดนจงควรควบคมความชนของตวอยางดนใหคงทตลอดการทดสอบและควรเลอกใชดนทจ าแนกเปนชนดเดยวกนในการทดสอบเพอลดความแปรปรวนและเพอสะดวกในการแปรผลการทดสอบ 3. คาดชนความชมชนในดนวกฤต (APIcr) ทวเคราะหไดเปนการวเคราะหในทางเดยวหรอ 1 มตเทานนและใชเฉพาะส าหรบพนทศกษาเทานน 4. การน าความสมพนธระหวาง Degree of Saturation, Normal stress และ Shear stress ในรปแบบสมการระนาบมาวเคราะหหาคาดชนความชมชนในดน (API) รวมกบแบบจ าลองเสถยรภาพของลาดดนแบบลาดอนนต (Infinite Slope Analysis) ควรวเคราะหแบบกรณทระดบน าใตดนอยต ากวาผวการเคลอนพง สวนในกรณระดบน าใตดนอยระดบผวดนจะไมน ามาคดเนองจากจะใหไดคา API ต ากวาความเปนจรง (วรวชร, 2552) 5. ในการวเคราะหการไหลซมและการวเคราะหเสถยรภาพของลาดดนโดยการใชแบบจ าลอง คณสมบตของธรณโครงสรางชนหน เชน รอยแยก (Joint) รอยเลอน (Fault) รอยแตก (Fracture) และรอยแตกเฉอน (Shear Fracture) จะสงผลตอคาความซมผานของน าในแบบจ าลองและเพอความถกตองมากยงขนจงควรน าคณสมบตธรณโครงสรางชนหนมาพจารณาประกอบดวย

148

บรรณานกรม

กรมทรพยากรธรณ. (2552). บนทกเหตการณดนถลมและความเสยหายทเกดขนระหวางป พ.ศ. 2531-2554.

กรมอตนยมวทยา. (2555). ขอมลน าฝนของพนทจงหวดนครศรธรรมราช ชนะวฒน มกตพนธ. (2545). ปฐพกลศาสตร. พมพครงท 8. หนวยสารบรรณ, งานบรหารและ

ธรการ, คณะวศวกรรมศาสตร. มหาวทยาลยขอนแกน. มานะ อภพฒนะมนตร. (2541). วศวกรรมปฐพและฐานราก. สมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย-

ญปน). กรงเทพมหานคร สภาพร ควจตรจาร. (2541). ทดลองปฐพกลศาสตร. ส านกพมพไลบราร นาย. กรงเทพมหานคร สทธศกด ศรลมพ. (2550). การเตอนภยดนถลมโดยอาศยคาปรมาณน าฝน. การประชมวชาการเรอง

ภยพบตทก าลงรนแรงขน. 12 มถนายน 2550. สถาบนพฒนากรมชลประทาน. สทธศกด ศรลมพ, บรรพต กลสวรรณ และวรวชร ตอววฒน. (2550). การวเคราะหคา API วกฤต

เพอใชเตอนภยดนถลมจากฝนตกหนก. การประชมวชาการวศวกรรมโยธาแหงชาตครงท 12. 2-4 พฤษภาคม 2550. โรงแรมอมรทรลากน จงหวดพษณโลก

สทธศกด ศรลมพ, วรวชร ตอววฒน และบรรพต กลสวรรณ. (2550). การทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนเพอสนบสนนการเตอนภนดนถลมจากฝนตกหนก. การประชมวชาการวศวกรรมโยธาแหงชาตครงท 12. 2-4 พฤษภาคม 2550. โรงแรมอมรทรลากน จงหวดพษณโลก

สรฉตร สมพนธารกษ. (2540). วศกรรมปฐพ. วศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรม ราชปถมภ. กรงเทพมหานคร

นงลกษณ ไทรเจยมอารย. (2547). เสถยรภาพของลาดดนในพนทลมน ากอโดยใชคณสมบตทางวศวกรรม. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา ภาควชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

บรรพต กลสวรรณ. (2558). การศกษาพฤตกรรมการพบตของลาดดนในพนทตนน าของลมน ายอยแมน าจนทบร. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา ภาควชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

149

พงษศกด วทวสชตกล และ วารนทร จระสขทวกล. (2548). การหาคา Antecedent Precipitation

Index (API) เพอการเตอนอทกภยและดนถลม. สถานวจยลมน าหวยหนดาด. เอกสารเผยแพรท 3/2548.

วรวชร ตอววฒน. (2552). แบบจ าลอง API วกฤตเพอการเตอนภยดนถลมส าหรบดนทเกดจากการสลายของหน ณ ทต งในประเทศไทย. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา ภาควชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

วรากร ไมเรยง. (2542). วศวกรรมเขอนดน. ภาควชาวศวกรรมโยธาและโครงการซอมแซมและปรบปรงเขอนมลบน คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. กรงเทพมหานคร

ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, (2549). ฐานขอมลดนถลม

ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, (2555) งานศกษาพฒนา ระบบแบบจ าลองเพอเพมขดความสามารถในการเฝาระวงและแจงเตอนภยพนทภาคใต และภาคเหนอ.

วศษฐ อยยงวฒนา. (2540). ปฐพกลศาสตร. ส านกพมพมหาวทยาลยรงสต. ปทมธาน วศษฐ อยยงวฒนา. (2549). ปฐพกลศาสตร. พมพครงท 2. ส านกพมพโฟรเพซ. กรงเทพมหานคร อดลย ยะโกบ. (2551). การศกษาการปรบปรงเสถยรภาพของลาดดนในทางหลวงหมายเลข 41

ตอน อ.ทงสง – อ.รอนพบลย ภาคใตประเทศไทย. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา(ธรณเทคนค) ภาควชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยสงขลานครนทร

อภนต โชตสงกาส. (2549) การพฒนาเครองมอวดศกยแรงดดนาในดน Abramson, L. W., Lee, T.S., Sharma S. and Boyce, G.M. (2001). Slope Stability and

Stabeilization Method. John Wiley & Son. USA. Bishop, A. W. (1955). The use of slipe circle in the stability analysis of slopes. Geotechnique. 5,

7-17 Brain, D. and Dobroslave, Z. (2004). Stability Analyses of Rainfall Induced Landslices. Journal

of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. Vol 130. No 4. pp. 362-372. Brooks, R. H. and Corey, A. T., (1964). Hydraulic properties of porous media and their relation to

drainage design, submitted for publication in ASAE transactions. Cheung et. Al. (1988). Direct shear testing of a decompletely decomposed granite. Proc. 2nd int.

Conf. Geomechanics in Tropical Soils, Singapore 1: 109-117.

150

Choudhury, B. and Blanchard, B. J. (1983). Simulating soil water recession coefficients for

agricultural watersheds. Water Resources Bulletin, Vol. 19, pp. 241–247. Das, B. M. (1994). Principles of Geotechnical Engineering, Southern Illinois University at

Carbondale, USA. EGAT. (1980). Subsoil Investigation for 230 KV Banpong 2 – Srinagarins, Transmission Line. Fredlund, D. G. and N. R. Morganstern. (1977). Stress State Variables for Unsaturated Soils.

Cited by D. G. Fredlund and H. Rahardjo. Soil Mechanics for Unsaturated Soils. John Wiley & Son, INC., New York

Fredlund, D. G. and Rahardjo, H. (1993). Soil Mechanics for Unsaturated Soils. John Wiley & Son. New York 515 p.

Fredlund, D. G. and A. Xing. (1994). Equations for the soil water characteristic curve. Canadian Geotechnical Journal 31: 521-532.

Fredlund et.al. (1997). Prediction of the soil-water characteristic curve from grain-size distribution and volume-mass properties. pp.1-12. In 3rdBrazilian Sym. On Unsaturated soils, Riode Janeiro, Brazil, April 22-25.

Highland, L. M. and Bobrowsky, Peter, (2008). The landslide handbook—A guide to understanding landslides: Reston, Virginia, U.S. Geological Survey Circular 1325, 129 p.

Janssen, D. J. and B. J. Dempsey. (1980). Soil-Moisture Properties of Subgrade Soils, presented at the 60th Annu. Trasportation Res. Board Meeting, Washington, DC

Jiao, J. J., Wang, X. S., Nandy, S., (2005). Confined groundwater zone and slope instability in weathered igneous rocks in Hong Kong, Engineering Geology 80, 71–92.

Jotisankasa, A., Tapparnich, J., Booncharoenpanich, P.,Hunsachainan, H. ana Soralump, S. (2010). Unsaturated Soil Testing for Slope Studies. International Conference on Slope 2010 :Geotechnique and Geosynthetics for Slope, 27-30 July 2010. Chiangmai.

Lambe, T. W. and Whitman, R.V. (1979). Soil Mechanic. John Wiley & Son. USA. Leong, E. C., and Rahardjo, H. (1997a). “A review of soil-water characteristic curve equation.” J.

Geotech. Geoenviron. Eng., 123(12), 1106-1117 Linsley, R. K., Kohler, M. A. & Paulhus, J. L. H. (1949). Applied Hydrology, First Edition,

McGraw-Hill Book company, Inc., New York, 689 P.

151

Meyerhof, G. G. (1956). Penetration Tests and Bearing Capacity of Cohesionless Soils. ASCE

82:1-19. Orr, T. L. L. (1987). Effect of Uncertainty in the Groundwater Level on Safety in Geotechnical

Design. Proceeding of the Ninth European Conference on Soil Mechanic and Foundation Engineering. V. 3. 31 August-3 September 1987. Dublin.

Price, T. (2006). Warwick University Available Source:http://fbe.uwe.ac.uk/public/geocal/ SLOPES/SLOPES.HTML as retrieved on 3 Oct 2006.

Punrattanasin. (2002). Collapse and Erosion of Khon Kaen Loess with Treatment Option. ICSF-1 Conference Preoceedings. pp. 1081-1090

Rahardjo, H., Ong, T. H., Rezaur, R. B. and Leong, E. C. (2007). Factors Controlling Instability of Homogeneous Soil Slopes under Rainfall. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering ASCE. December 2007. pp. 1532-1543.

Soralump, S. and Kulsuwan, B. (2006). Landslide Risk Prioritization of Tsunami Affected Area in Thailand. International Symposium on Environmental Engineering and 5th Regional Symposuim on Infrastructure Development Civil Engineering. Philippines.

Swedish Geotechnical Institute. (1989). Report of the ISSMFE Technical Committee on Penetration Testing of Soils - TC 16 with Reference Test Procedures CPT- SPT- DP- WST. Linkoping, 49 p.

Terzaghi, K. and R. B. Peck. (1967). Soil Mechanics in Engineering Practice. John Wiley & Sons. New York.

Timothy D.Stark, Hangseok Choi and Sean McCone (2005). Drained Shear Strength Parameters for Analysis of Landslides. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering ASCE. May 2005. pp. 575-588.

Varnes, D. J. (1975). Slope movements in the western United States, in Mass Wasting: Geoabstracts, Norwich, p. 1-17

Viessman, W., G. L. Lewis, and J. W. Knapp. (1989). Introduction to Hydrology. Third Edition. Harper and Row, New York. 1989

Winn, K., Rahardjo, H., and Peng, S. C. (2001). “Characterization of residual soil in Singapore.” Journal of the Southeast Asian Geotechnical Society, 32(1), 1-13.

152

เอกสารอางองอเลคทรอนคส เขาถงไดจาก : http://www.dmr.go.th เขาถงไดจาก : http://www.factmonster.com/dk/encyclopedia/soil.html เขาถงไดจาก : http://www.groundwater.org/gi/whatisgw.html, 2011 เขาถงไดจาก : http://maps.google.com เขาถงไดจาก : https://www.meted.ucar.edu/loginForm.php, 2003 เขาถงไดจาก : http://pirun.ku.ac.th /chotiga/Infilltration.html, 2553 เขาถงไดจาก : http://www.theppharat.go.th/general1.php

153

ภาคผนวก

154

ภาคผนวก ก.

ผลการทดสอบการหาก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธหยงเบา Kunzelstab Penertration Test (KPT)

155

ผลการทดสอบก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธหย งเบา Kunzelstab Penertration Test (KPT) ในต าแหนงบรเวณดานบนของลาดดน (T) ต าแหนงบรเวณตอนกลางของภเขา (M) และต าแหนงบรเวณเชงเขาหรอตอนลางสดของภเขา (U) แสดงดงตารางท ก.1

ตารางท ก.1 ผลการทดสอบก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธหย งเบา

Station. Boring No. Depth Blow Count Qall (for sand) Qall (for clay) (m.) (N) (ksc.) (ksc.)

Top

T1

0.0-0.2 5 0.915 3.811 0.2-0.4 9 3.475 6.371 0.4-0.6 11 4.755 7.651 0.6-0.8 17 8.595 11.491 0.8-1.0 22 11.795 14.691 1.0-1.2 13 6.035 8.931

T2

0.0-0.2 8 2.835 5.731 0.2-0.4 8 2.835 5.731 0.4-0.6 8 2.835 5.731 0.6-0.8 8 2.835 5.731 0.8-1.0 8 2.835 5.731 1.0-1.2 9 3.475 6.371 1.2-1.4 12 5.395 8.291 1.4-1.6 13 6.035 8.931

T3

0.0-0.2 10 4.115 7.011 0.2-0.4 16 7.955 10.851 0.4-0.6 21 11.155 14.051 0.6-0.8 16 7.955 10.851 0.8-1.0 10 4.115 7.011 1.0-1.2 13 6.035 8.931 1.2-1.4 20 10.515 13.411 1.4-1.6 21 11.155 14.051 1.6-1.8 20 10.515 13.411 1.8-2.0 22 11.795 14.691 2.0-2.2 33 18.835 21.731 2.2-2.4 40 23.315 26.211

156

ตารางท ก.1 (ตอ) ผลการทดสอบก าลงรบน าหนกของดนในสนามดวยวธหย งเบา

Station. Boring No. Depth Blow Count Qall (for sand) Qall (for clay) (m.) (N) (ksc.) (ksc.)

Top

T4

0.0-0.2 8 2.835 5.731 0.2-0.4 8 2.835 5.731 0.4-0.6 8 2.835 5.731 0.6-0.8 7 2.195 5.091 0.8-1.0 12 5.395 8.291 1.0-1.2 20 10.515 13.411 1.2-1.4 21 11.155 14.051 1.4-1.6 22 11.795 14.691 1.6-1.8 18 9.235 12.131 1.8-2.0 22 11.795 14.691 2.0-2.2 26 14.355 17.251 2.2-2.4 33 18.835 21.731

T5

0.0-0.2 6 1.555 4.451 0.2-0.4 7 2.195 5.091 0.4-0.6 7 2.195 5.091 0.6-0.8 11 4.755 7.651 0.8-1.0 16 7.955 10.851 1.0-1.2 23 12.435 15.331

T6

0.0-0.2 7 2.195 5.091 0.2-0.4 8 2.835 5.731 0.4-0.6 20 10.515 13.411 0.6-0.8 25 13.715 16.611 0.8-1.0 28 15.635 18.531 1.0-1.2 25 13.715 16.611 1.2-1.4 27 14.995 17.891 1.4-1.6 18 9.235 12.131 1.6-1.8 16 7.955 10.851 1.8-2.0 30 16.915 19.811

Middle - - - - -

Under U4

0.0-0.2 0 -2.285 0.611 0.2-0.4 6 1.555 4.451 0.4-0.6 10 4.115 7.011 0.6-0.8 7 2.195 5.091

157

ภาคผนวก ข.

ผลการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test

158

ผลการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test ในบรเวณดานบนของลาดดนใกลกบจดเรมตนทเคยเกดการพบตในอดต แสดงดงตารางท ข.1 ตารางท ข.1 ผลการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test

Trial

No.

Start/E

nd

Time

Elapsed Elapsed Flow Reading Inner Time Time Inner Ring Increment (D) (total) Reading Flow Infill Rate min min cm cm3 cm/hr

1 S 11:45

15 15 0

1847.02 10.45 E 12:00 11.5

2 S 12:00

15 30 11.5

4336.47 24.54 E 12:15 38.5

3 S 12:15

10 40 38.5

1284.88 10.91 E 12:25 46.5

4 S 12:25

20 60 1.8

1204.58 10.22 E 12:45 9.3

5 S 12:45

15 75 9.3

2312.78 13.09 E 13:00 23.7

6 S 13:00

15 90 23.7

2377.03 13.45 E 13:15 38.5

7 S 13:15

10 100 38.5

1284.88 10.91 E 13:25 46.5

8 S 13:25

22 122 0

2055.81 11.63 E 13:47 12.8

9 S 13:47

15 137 12.8

2087.93 11.82 E 14:02 25.8

10 S 14:02

15 152 25.8

2087.93 11.82 E 14:17 38.8

11 S 14:17

11 163 38.8

1317.00 10.16 E 14:28 47

12 S 14:28

21 184 0

1927.32 10.91 E 14:49 12

13 S 14:49

15 199 12

2087.93 11.82 E 15:04 25

14 S 15:04

15 214 25

1895.20 10.72 E 15:19 36.8

15 S 15:19

15 229 36.8

2152.17 12.18 E 15:34 50.2

159

ตารางท ข.1 (ตอ) ผลการทดสอบคาการซมน าของดนดวยวธ Double-Ring Test Tr

ial N

o.

Start/E

nd

Time

Elapsed Elapsed Flow Reading Annular Time Time Inner Ring Increment () (total) Reading Flow Infill Rate min min cm cm3 cm/hr

1 S 11:45

15 15 0.0

3774.34 7.12 E 12:00 23.5

2 S 12:00

7 22 23.5

3774.34 15.26 E 12:07 47.0

3 S 12:07

23 45 0.0

738.81 10.45 E 12:30 4.6

4 S 12:30

15 60 4.6

5717.72 10.79 E 12:45 40.2

5 S 12:45

2 62 40.2

1252.76 17.72 E 12:47 48.0

6 S 12:47

24 86 0.0

5942.57 11.21 E 13:11 37.0

7 S 13:11

4 90 37.0

1365.19 9.66 E 13:15 45.5

8 S 13:15

22 112 0.0

5139.52 9.69 E 13:37 32.0

9 S 13:37

7 119 32.0

2489.46 10.06 E 13:44 47.5

10 S 13:44

22 141 0.0

4978.91 9.39 E 14:06 31.0

11 S 14:06

8 149 31.0

2569.76 9.09 E 14:14 47.0

12 S 14:14

22 171 0.0

4657.69 8.79 E 14:36 29.0

13 S 14:36

10 181 29.0

3067.65 8.68 E 14:46 48.1

14 S 14:46

22 203 0.0

4898.61 9.24 E 15:08 30.5

15 S 15:08

9 212 30.5

2650.07 8.33 E 15:17 47.0

16 S 15:17

21 233 0.0

4416.78 8.33 E 15:38 27.5

160

ภาคผนวก ค. ผลการทดสอบเฉอนตรงดวยวธ Multi-stage direct shear test แบบอดตวคายน า-เฉอนแบบระบาย

น าของตวอยางดนทความชนธรรมชาตและทความชนตางๆ

161

รปท ค-1 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T1@1m. ความชนธรรมชาต 16.97 เปอรเซนต ระดบความอมตว 67.34 เปอรเซนต

162

รปท ค-2 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง M1-1@1m. ความชนธรรมชาต 16.84 เปอรเซนต ระดบความอมตว 70.95 เปอรเซนต

163

รปท ค-3 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง M2-4@0.85m ความชนธรรมชาต 17.10 เปอรเซนต ระดบความอมตว 70.54 เปอรเซนต

164

รปท ค-4 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง U2@1m. ความชนธรรมชาต 15.84 เปอรเซนต ระดบความอมตว 64.90 เปอรเซนต

165

รปท ค-5 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T1@1m. ความชน 2.5 เปอรเซนต ระดบความอมตว 10.01 เปอรเซนต

166

รปท ค-6 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T4@1m. ความชน 4.83 เปอรเซนต ระดบความอมตว 20 เปอรเซนต

167

รปท ค-7 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T4@1.5m. ความชน 14.32 เปอรเซนต ระดบควาอมตว 45.78 เปอรเซนต

168

รปท ค-8 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T1@1m. ความชน 16.97 เปอรเซนต ระดบความอมตว 67.34 เปอรเซนต

169

รปท ค-9 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T2@1.5m. ความชน 17.19 เปอรเซนต ระดบความอมตว 71.01 เปอรเซนต

170

รปท ค-10 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T4@1.5m ความชน 14.32 เปอรเซนต ระดบความ อมตว 82.14 เปอรเซนต

171

รปท ค-11 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง T1@0.8m. ความชน 29.12 เปอรเซนต ระดบความอมตว 95.03 เปอรเซนต

172

รปท ค-12 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M1-5@1m. ความชน 7.27 เปอรเซนต ระดบความอมตว 19.99 เปอรเซนต

173

รปท ค-13 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง M1-5@1m. ความชน 9.99 เปอรเซนต ระดบความอมตว 29.99 เปอรเซนต

174

รปท ค-14 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง M1-3@1m. ความชน 22.01 เปอรเซนต ระดบความอมตว 48.01 เปอรเซนต

175

รปท ค-15 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M1-3@1m. ความชน 21.63 เปอรเซนต ระดบความอมตว 56.47 เปอรเซนต

176

รปท ค-16 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง M1-1@1m. ความชน 16.84 เปอรเซนต ระดบความอมตว 70.95 เปอรเซนต

177

รปท ค-17 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง M1-2@1m. ความชน 18.46 เปอรเซนต ระดบความอมตว 79.54 เปอรเซนต

178

รปท ค-18 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M1-2@1m. ความชน 23.42 เปอรเซนต ระดบความอมตว 95.48 เปอรเซนต

179

รปท ค-19 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M2-5@1.25m. ความชน 6.56 เปอรเซนต ระดบความอมตว 20.02 เปอรเซนต

180

รปท ค-20 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M2-6@0.85m. ความชน 14.88 เปอรเซนต ระดบความอมตว 50.56 เปอรเซนต

181

รปท ค-21 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M2-5@1.25m. ความชน 16.17 เปอรเซนต ระดบความอมตว 58.40 เปอรเซนต

182

รปท ค-22 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M2-6@0.85m. ความชน 14.61 เปอรเซนต ระดบความอมตว 63.23 เปอรเซนต

183

รปท ค-23 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M2-4@0.85m. ความชน 17.10 เปอรเซนต ระดบความอมตว 70.54 เปอรเซนต

184

รปท ค-24 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M2-5@0.85m. ความชน 18.51 เปอรเซนต ระดบความอมตว 80.11 เปอรเซนต

185

รปท ค-25 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง M2-5@0.85m. ความชน 19.81 เปอรเซนต ระดบความอมตว 85.74 เปอรเซนต

186

รปท ค-26 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง U5@1m. ความชน 0.60 เปอรเซนต ระดบความอมตว 4.04 เปอรเซนต

187

รปท ค-27 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง U6@1m. ความชน 6.77 เปอรเซนต ระดบความอมตว 20.00 เปอรเซนต

188

รปท ค-28 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง U6@1m. ความชน 16.63 เปอรเซนต ระดบความอมตว 49.13 เปอรเซนต

189

รปท ค-29 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง U3@1m. ความชน 16.98 เปอรเซนต ระดบความอมตว 56.39 เปอรเซนต

190

รปท ค-30 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง U2@1m. ความชน 15.82 เปอรเซนต ระดบความอมตว 64.90 เปอรเซนต

191

รปท ค-31 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement, b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress

ของตวอยางดนในต าแหนง U6@1m. ความชน 19.14 เปอรเซนต ระดบความอมตว 86.55 เปอรเซนต

192

รปท ค-32 กราฟแสดงความสมพนธระหวาง a) Shear strength – Horizontal displacement,

b) Vertical displacement - Horizontal displacement, c) Shear stress – Normal stress ของตวอยางดนในต าแหนง U5@1m. ความชน 14.90 เปอรเซนต ระดบความอมตว 99.96 เปอรเซนต

193

ภาคผนวก ง ผลการศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝน

ผลกระทบจากคาความซมน าของดน (Ks)

194

ตารางท ง.1 ผลการศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝนซงเปนผลกระทบจากคาความซมน าของดน (Ks)

มมความลาดเอยง (°)

คาความซมน า m/s.

ความเขมฝน

mm/hr.

Time step (hr.)

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 96 144 192 240

25 °

Ks =10-4 6 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.438 1.432 1.426 1.422 1.421 1.421 1.421 1.422 1.423 1.422 1.424 1.431 1.435 1.437 1.440 9 1.443 1.443 1.443 1.443 1.441 1.432 1.422 1.412 1.402 1.396 1.395 1.395 1.396 1.397 1.398 1.399 1.400 1.414 1.417 1.420 1.425

360 1.443 1.361 0.893 0.867 0.867 0.867 0.867 0.867 0.867 0.851 0.834 0.818 0.801 0.786 0.771 0.755 0.739 0.537 0.396 0.271 0.863

Ks =10-5 6 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.432 1.417 1.402 1.386 1.373 1.366 1.363 1.362 1.362 1.362 1.362 1.362 1.362 1.364 1.365 1.369 9 1.443 1.443 1.443 1.443 1.429 1.407 1.383 1.358 1.333 1.312 1.303 1.299 1.298 1.298 1.298 1.298 1.298 1.298 1.299 1.310 1.319

36 1.443 1.437 1.340 1.168 1.006 0.960 0.919 0.895 0.883 0.879 0.878 0.877 0.876 0.875 0.874 0.873 0.872 0.860 0.847 0.850 0.858

Ks =10-6 3 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.437 1.431 1.425 1.419 1.414 1.410 1.388 1.387 1.388 1.388 6 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.441 1.428 1.412 1.394 1.374 1.354 1.334 1.315 1.299 1.285 1.274 1.264 1.223 1.223 1.224 1.225 9 1.443 1.443 1.443 1.443 1.443 1.441 1.428 1.412 1.394 1.374 1.354 1.334 1.315 1.299 1.285 1.274 1.264 1.223 1.223 1.224 1.225

30 °

Ks =10-4 6 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.191 1.186 1.183 1.182 1.182 1.181 1.181 1.184 1.184 1.185 1.192 1.192 1.192 1.192 9 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.191 1.183 1.174 1.166 1.161 1.161 1.161 1.162 1.163 1.164 1.165 1.166 1.182 1.182 1.182 1.182

360 1.194 1.122 0.750 0.733 0.733 0.733 0.733 0.733 0.733 0.720 0.705 0.689 0.674 0.659 0.643 0.627 0.612 0.416 0.282 0.152 0.742

Ks =10-5 6 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.191 1.179 1.165 1.151 1.139 1.134 1.132 1.131 1.131 1.131 1.132 1.132 1.136 1.136 1.146 1.156 9 1.194 1.194 1.194 1.194 1.188 1.169 1.147 1.125 1.103 1.085 1.078 1.079 1.076 1.075 1.075 1.075 1.076 1.079 1.079 1.082 1.090

36 1.194 1.193 1.106 0.957 0.853 0.797 0.767 0.751 0.743 0.742 0.741 0.740 0.739 0.738 0.738 0.737 0.736 0.726 0.726 0.729 0.732

Ks =10-6 3 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.193 1.188 1.183 1.178 1.174 1.170 1.153 1.153 1.153 1.154 6 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.185 1.171 1.155 1.137 1.119 1.102 1.086 1.073 1.061 1.052 1.045 1.016 1.017 1.019 1.019 9 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.194 1.185 1.171 1.155 1.137 1.119 1.102 1.086 1.073 1.061 1.052 1.045 1.016 1.017 1.019 1.019

195

ตารางท ง.1 (ตอ) ผลการศกษาตวแปรของเสถยรภาพของลาดดนภายใตปรมาณน าฝนซงเปนผลกระทบจากคาความซมน าของดน (Ks)

มมความลาดเอยง (°)

คาความซมน า m/s.

ความเขมฝน

mm/hr.

Time step (hr.)

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 96 144 192 240

45 °

Ks =10-4 6 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.750 0.740 0.740 9 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.788 0.781 0.772 0.770 0.770 0.771 0.771 0.772 0.773 0.774 0.774 0.768 0.734 0.738 0.738

360 0.789 0.683 0.553 0.530 0.530 0.530 0.530 0.530 0.530 0.515 0.497 0.474 0.455 0.437 0.419 0.419 0.417 0.356 0.380 0.400 0.680

Ks =10-5 6 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.779 0.766 0.752 0.742 0.742 0.741 0.741 0.741 0.741 0.741 0.741 0.741 0.741 0.742 0.744 9 0.789 0.789 0.789 0.789 0.785 0.766 0.745 0.720 0.696 0.682 0.678 0.677 0.681 0.679 0.679 0.679 0.679 0.656 0.656 0.657 0.660

36 0.789 0.789 0.704 0.607 0.563 0.546 0.536 0.532 0.528 0.526 0.523 0.521 0.520 0.520 0.516 0.519 0.513 0.447 0.447 0.447 0.459

Ks =10-6 3 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.783 0.777 0.772 0.768 0.765 0.763 0.757 0.757 0.757 0.757 6 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.783 0.768 0.752 0.736 0.722 0.711 0.702 0.693 0.688 0.685 0.683 0.674 0.674 0.673 0.673 9 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.789 0.783 0.768 0.752 0.736 0.722 0.711 0.704 0.695 0.690 0.686 0.683 0.674 0.674 0.673 0.673

60 °

Ks =10-4 6 0.612 0.612 0.612 0.612 0.612 0.608 0.602 0.596 0.590 0.587 0.587 0.584 0.591 0.579 0.592 0.594 0.595 0.605 0.606 0.607 0.607 9 0.612 0.612 0.612 0.611 0.603 0.593 0.582 0.570 0.564 0.560 0.546 0.545 0.539 0.538 0.538 0.536 0.538 0.560 0.597 0.598 0.599

360 0.612 0.480 0.472 0.472 0.472 0.472 0.472 0.472 0.472 0.473 0.470 0.465 0.459 0.451 0.443 0.428 0.418 0.272 0.290 0.304 0.532

Ks =10-5 6 0.612 0.612 0.612 0.602 0.580 0.558 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.533 0.530 0.535 0.542 9 0.612 0.612 0.606 0.575 0.538 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.501 0.494 0.500 0.500

36 0.612 0.572 0.499 0.480 0.474 0.473 0.472 0.472 0.472 0.473 0.473 0.473 0.474 0.474 0.475 0.475 0.475 0.469 0.470 0.473 0.475

Ks =10-6 3 0.612 0.612 0.612 0.612 0.612 0.607 0.592 0.575 0.555 0.540 0.529 0.522 0.517 0.517 0.515 0.514 0.513 0.513 0.514 0.512 0.512 6 0.612 0.612 0.612 0.607 0.593 0.578 0.563 0.549 0.537 0.528 0.522 0.518 0.516 0.516 0.515 0.515 0.514 0.514 0.513 0.513 0.513 9 0.612 0.612 0.612 0.607 0.593 0.578 0.563 0.549 0.537 0.528 0.522 0.518 0.516 0.516 0.515 0.515 0.514 0.514 0.513 0.513 0.513

196