SOIL_วิลัยเชียงใหม่

14 - 17 วทิ ยาลยั เทคนิคเชียงใหม่ หน่วยที่ 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว รหัส 3106-2010 ใบงานที่ 15 หน่วยท่ี 14 วชิ า ปฐพกี ลศาสตร์ สอนคร้ังที่ 18 ชื่องาน ชื่อหน่วย การทดลองแรงอดั แกนเดียว จานวน 4 ช่ัวโมง การทดลองแรงอดั แกนเดียว (Unconfined Compression Test) ห ่นวยแรงกดในแนว ิ่ดง กก./ซม2ตารางที่ 14.2 แสดงตวั อย่างกราฟความสัมพนั ธ์ระหว่างแรงกดในแนวดิ่งกบั การเคล่ือนตวั ใน แนวด่ิง 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 การเคลื่อนตวั ในแนวดิ่ง มม. ความต้านทาน ่ตอแรงเ ืฉอน () กก./ซม.2 0 20 40 60 80 หน่วยแรงเคน้ () กก/ซม2 รูปที่ 14.9 แสดงวงกลมของโมร์

14 - 18 วทิ ยาลยั เทคนคิ เชียงใหม่ หน่วยท่ี 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว 14.4 การคานวณทไ่ี ด้จากผลการทดลองแรงอดั แกนเดียว 1) คานวณหาพ้นื ท่ีหนา้ ตดั ตวั อยา่ งดินตลอดแทง่ ตวั อยา่ ง A0 = A1  2A2  A3 ………………………...…(14.5) 4 เมื่อ A0 = พ้นื ที่หนา้ ตดั ตวั อยา่ งดินเฉลี่ย A1 = A2 = พ้ืนท่ีหนา้ ตดั ตวั อยา่ งดินดา้ นบน A3 = พ้นื ท่ีหนา้ ตดั ตวั อยา่ งดินตรงกลาง พ้ืนท่ีหนา้ ตดั ตวั อยา่ งดินดา้ นล่าง 2) หาพ้นื ที่หนา้ ตดั ดินตวั อยา่ ง A = π d2 ……………..…………………………(14.6) 4 เมื่อ A = d = พ้ืนที่หนา้ ตดั ตวั อยา่ งดิน เส้นผา่ ศูนยก์ ลางตวั อยา่ งดินในดา้ นที่พิจารณา 3) หาพ้นื ท่ีหนา้ ตดั ดินตวั อยา่ งที่เปล่ียนไป เมื่อมีการเปล่ียนแปลงความสูงของตวั อยา่ งดินใน ระหวา่ งการทดสอบ A0 ……………………………………..(14.7) AS = (1-ε) เม่ือ  = อตั ราส่วนระหวา่ งการหดตวั อยา่ งตอ่ ความสูง ของตวั อยา่ งเดิม ( = V/L) AS = พ้นื ท่ีหนา้ ตดั ดินตวั อยา่ งขณะที่มีการหดตวั L= ความสูงของตวั อยา่ งดิน V = ระยะการหดตวั 4) คานวณหาแรงกดบนตวั อยา่ งดิน (P.R)K …………………………………….(14.8) v = As

14 - 19 วทิ ยาลยั เทคนคิ เชียงใหม่ หน่วยที่ 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว เมื่อ v = หน่วยแรงกดในแนวด่ิง P.R = ค่าท่ีอา่ นไดจ้ าก Proving Ring = คา่ คงท่ีของ Proving Ring K 5) พ้นื ท่ีแกไ้ ข = กพา้นื รทเคี่หลนอ่ื ้นาตตดั วั ตใวันอแยน่าวงดิ่่ง………………….(14.9) ความสูงตวั อย่าง 1 - 6) คานวณหาแรงกดในแนวดิ่งจนกระทง่ั การทรุดตวั เกิน 20% ของความสูงของตวั อยา่ ง 7) การบนั ทึกและคานวณขอ้ มูลจากการทดลองหากาลงั ตา้ นทานแรงอดั แกนเดียว ตารางท่ี 14.3 แสดงตารางการบนั ทึกและการคานวณขอ้ มลู ของหาความสัมพนั ธ์ระหวา่ งการเคล่ือน ตวั ในแนวดิ่งกบั หน่วยแรงกดในแนวดิ่ง เส้นผา่ ศูนยก์ ลาง จากการวดั =7.29 ซม. พ้ืนที่หนา้ ตดั =π (7.29)2 =41.739 ซม.2 ความยาวของดิน จากการวดั =14.78 ซม. 4 ปริมาตรดิน = π(7.29)2 x14.78 =616.907 ซม.3 4 น้าหนกั ตวั อยา่ ง จากการชง่ั น้าหนกั =1,221.40 กรัม Proving Ring No: หมายเลข 24691 Load Dial: 1 unit ค่าคงท่ี=0.3154 การเคลื่อนตวั ค่าที่อา่ นได้ ดินทรุดตวั ความเครียด () % ความเครียด () ในแนวดิ่ง (มม.) จากการอา่ น=0 จากการอ่าน= 0 = 0x0.01= 0.00 = 0 = 0 = 0x100 14.78x10 0.20 = 0.00135x100 จากการอ่าน=20 จากการอ่าน= 4 = 20x0.01= 0.20 = 14.78x10 = 0.00135 = 0.135 จากการอา่ น=40 จากการอ่าน= 9 = 40x.01= 0.4 = 0.40 = 0.00271 = 0.00271x100 14.78x10 = 0.271

14 - 20 วทิ ยาลยั เทคนคิ เชียงใหม่ หน่วยท่ี 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว ตารางที่ 14.3 (ต่อ) แสดงตารางการบนั ทึกและการคานวณขอ้ มูลของหาความสมั พนั ธ์ระหวา่ งการ เคลื่อนตวั ในแนวดิ่งกบั หน่วยแรงกดในแนวด่ิง พ้ืนท่ีหนา้ ตดั แกไ้ ข น้าหนกั น้าหนกั ความเคน้ () ปอนด์ กิโลนิวตนั = 0x0.3154=0.000 กก./ซม.2 = 0x44.4918 = 41.739 = 41.739 =4x0.3154=1.262 =0 = 0 = 0.000 1-0 = 1.262x44.491 41.739 =9x0.3154=2.839 = 56.147 = 41.739 =41.796 = 2.839x44.491 = 56.147 = 1.343 1- 0.00135 = 126.309 41.796 = 41.739 =41.853 = 126.309 = 3.018 1- 0.00271 41.853 โดยที่กาหนดให้ น้าหนกั 1 ปอนด์เทา่ กบั 4.44918 นิวตนั หรือเทา่ กบั 44.4918 กิโลนิวตนั

14 - 21 วทิ ยาลยั เทคนคิ เชียงใหม่ หน่วยที่ 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว แบบทดสอบท่ี 14 วชิ าปฐพกี ลศาสตร์ 3106-2010 ระดบั ปวส. หน่วยท่ี 14 เร่ือง การทดลองแรงอดั แกนเดียว(Unconfined Compression Test) คาชี้แจง. จงกากบาท (X) ทบั ขอ้ ที่ถูกที่สุดเพยี งขอ้ เดียว 1. การทดลองแรงอดั แกนเดียว (Unconfined Compression test)ใชก้ บั ดินประเภทใด ก. ดินทราย ข. ดินตะกอน ค. หินและกรวด ง. ดินเหนียวคงสภาพ 2. คา่ ของ qu หมายถึงขอ้ ใด ก. ความตา้ นทานตอ่ แรงเฉือนสูงสุด ข. ความตา้ นทานตอ่ แรงกดสูงสุด ค. ความตา้ นทานต่อแรงอดั สูงสุด ง. ความตา้ นทานตอ่ แรงอดั แบบสามแกนสูงสุด 3. การทดลองแรงอดั (Unconfined Compression test) มีสองวธิ ีคือ ก. แบบ Stress Control และแบบ Strain Control ข. แบบแรงอดั แกนเดียว และแบบแรงอดั สามแกน ค. แบบแรงกดอดั ในแนวด่ิง และแบบแรงกดอดั ดา้ นขา้ ง ง. แบบแรงกดอดั และแรงเฉือนในแนวระนาบ 4. กาลงั แรงเฉือนมีค่าเทา่ ใดต่อน้าหนกั กดสูงสุด ก. ½ เท่า ข. 1 เท่า ค. 1 ½ เท่า ง. 2 เทา่ 5. ถา้ คา่ ของ qu มีคา่ เท่ากบั 90 กก./ซม2คา่ ความตา้ นทานแรงเฉือน (c) จะเทา่ กบั เท่าใด ก. 45 กก./ซม.2 ข. 90 กก./ซม.2 ค. 180 กก./ซม.2 ง. 270 กก./ซม.2

14 - 22 วทิ ยาลยั เทคนคิ เชียงใหม่ หน่วยที่ 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว 6. กราฟท่ีได้ มาจากความสัมพนั ธ์ระหวา่ งของ ขอ้ ใด ก. หน่วยแรงกดในแนวราบ กบั หน่วยแรงกดในแนวดิ่ง ข. หน่วยแรงกดในแนวด่ิง กบั เวลาที่ใชก้ ด ค. หน่วยแรงกดในแนวราบ กบั เวลาท่ีใชก้ ด ง. หน่วยแรงกดในแนวด่ิง กบั การเคลื่อนตวั ในแนวดิ่ง 7. การหยดุ ทดลองตวั อยา่ งดินแบบแรงอดั แกนเดียวต่อเม่ือ เป็นขอ้ ใดต่อไปน้ี ก. เขม็ ที่ใชว้ ดั น้าหนกั ท่ีกดตีกลบั ข. น้าหนกั ท่ีกระทาอยคู่ งที่อยา่ งนอ้ ย 2 ค่า ค. การยบุ ตวั ของดินเกินกวา่ 10 เปอร์เซ็นต์ ง. น้าหนกั ที่ใชก้ ด สามารถกดเพม่ิ ไดอ้ ีกโดยไม่หยดุ 8. ถา้ หน่วยแรงกดมีคา่ เทา่ กบั 4 กก. พ้ืนท่ีรับแรงเทา่ กบั 10 ซม2 และอตั ราเร่งของมาตรวดั เทา่ กบั 0.10 กก./ช่อง หน่วยแรงกดในแนวด่ิงจะมีค่าเท่ากบั ขอ้ ใด ก. 40 กก/ซม.2 ข. 4 กก/ซม.2 ค. 0.40 กก/ซม.2 ง. 0.040 กก/ซม.2 9. การทดลองดินแบบแรงอดั แกนเดียว ในบางกรณีที่ดินไม่มีรอยเฉือนเกิดข้ึนเมื่อกดถึงจุดสูงสุด ใหท้ ดลองตามขอ้ ใด ก. เม่ือตวั อยา่ งดินแตกเป็ นสองส่วน ข. เม่ือดินยบุ ตวั แบนท่ีสุด ค. จนกระทง่ั ยบุ ตวั 20 % ของความสูง ง. หยดุ การทดลองได้ 10. ถา้ เป็นดินเหนียวอ่อนอ่ิมตวั และภายใตแ้ รงกดท่ีกระทาในเวลาอนั รวดเร็ว tan , จะมีคา่ เป็นขอ้ ใด ก. จะมีค่ามาก ข. จะมีค่านอ้ ย ค. จะมีคา่ เทา่ กบั คา่ ของ ง. จะมีคา่ เป็นสองเท่าของคา่

14 - 23 วทิ ยาลยั เทคนิคเชียงใหม่ หน่วยท่ี 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว คาชี้แจง 2. ใหก้ าเคร่ืองหมาย () หนา้ ขอ้ ท่ีถูก และกาเคร่ืองหมายผดิ (  ) หนา้ ขอ้ ท่ีผดิ …….2.1 การทดลองแรงอดั แกนเดียวเพ่อื หากาลงั ตา้ นทานแรงเฉือนโดยไม่มี แรงดา้ นขา้ งมากระทา …….2.2 ถา้ ดินมีความอิ่มตวั คา่ ของมุมเสียดทานจะเทา่ กบั ศูนย์ ….....2.3 คา่ ความตา้ นทานแรงเฉือนของดินจะเทา่ กบั คร่ึงหน่ึงของความตา้ นทาน ต่อแรงอดั สูงสุดของดินน้นั …….2.4 การทดลองแรงอดั แกนเดียวสามารถหาคา่ มุมเสียดทานได้ …….2.5 Shear Strength คือค่าหน่วยแรงเฉือนสูงสุดท่ีดินทนได้ …….2.6 Unconfined Compression test เป็นการทดลองแบบไม่มีการอดั ตวั คายน้า …….2.7 Unconfined Compression test นิยมใชท้ ดลองกบั ดินประเภท Cohesive Soil ……2.8 Unconfined Compression test มีการทดลองอยู่ 2 วธิ ี ……2.9 มาตรวดั ท่ีใชใ้ นการทดลอง ตอ้ งอา่ นไดล้ ะเอียดถึง 0.10 มม. ……2.10 อตั ราส่วนระหวา่ งความสูงของดินตวั อยา่ งต่อเส้นผา่ ศูนยก์ ลาง ควรมีคา่ ระหวา่ ง 2 ถึง 2.50 เทา่

14 - 24 วทิ ยาลยั เทคนคิ เชียงใหม่ หน่วยท่ี 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว ตอนท่ี 2 แบบฝึ กปฏิบัติการทดลองแรงอดั แกนเดียว (Unconfined Compression Test) 1. ใหน้ กั ศึกษาแบง่ กลุ่มๆ ละ 5 คน และโดยเตรียมตวั อยา่ งดินเหนียวแบบคงสภาพ 2 ตวั อยา่ ง และให้ ทาการทดลองแรงอดั แกนเดียว โดยปฏิบตั ิการทดลองดงั น้ี 1) ปฏิบตั ิการทดลองตามข้นั ตอนการหาแรงอดั แกนเดียวจานวน 2 ตวั อยา่ ง 2) ปฏิบตั ิการทดลองตามข้นั ตอนของการทดลองหาแรงอดั แกนเดียว 3) บนั ทึกการทดลองท่ีไดต้ ามตารางท่ี 14.4 4) เขียนกราฟความสัมพนั ธ์ระหวา่ งการเคลื่อนตวั ในแนวด่ิงกบั หน่วยแรงกดในแนวด่ิง ลงในตารางท่ี 14.5 5) เขียนรูปวงกลมของโมร์ ในตารางท่ี 14.16 6) คานวณหาคา่ หน่วยแรงกดสูงสุดและคา่ หน่วยแรงเฉือนสูง 7) สรุปผลการทดลองและขอ้ เสนอแนะ

14 - 25 วทิ ยาลยั เทคนิคเชียงใหม่ หน่วยที่ 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว ตารางท่ี 14.4 แสดงตารางบนั ทึกและคานวณขอ้ มูลของหาความสมั พนั ธ์ระหวา่ งการเคลื่อนตวั ในแนวด่ิงกบั หน่วยแรงกดในแนวดิ่ง เส้นผา่ ศนู ยก์ ลาง 7.29 ซม. พ้ืนที่หนา้ ตดั 41.739 ซม.2 ความยาว 14.78 ซม.2 ปริมาตรดิน 616.907 ซม.3 น้าหนกั ตวั อยา่ ง 1221.4 กรัม Proving Ring No: 24691 Load Dial: 1 unit 0.3154 ความ การ คา่ ท่ี ดิน ความ % พ้ืนท่ี น้าหนกั เคน้ เคลื่อน อา่ นได้ ทรุดตวั เครียด ความ หนา้ ปอนด์ ตวั ใน มม. เครียด ตดั น้าหนกั กก. แนวดิ่ง แกไ้ ข กก. ตอ่ ซม.2 0 0 0 0 0 41.74 0 0.00 0 20 4 0.2 0.001 0.135 41.80 1.26 56.14 1.34 40 9 0.4 0.003 0.271 41.85 2.84 126.30 3.02 60 12 0.6 0.004 0.406 41.91 3.78 168.39 4.02

14 - 26 วทิ ยาลยั เทคนิคเชียงใหม่ หน่วยท่ี 14 การทดลองแรงอดั แกนเดยี ว ตารางท่ี 14.5 แสดงกราฟความสมั พนั ธ์ระหวา่ งแรงกดในแนวด่ิงกบั การเคลื่อนตวั ในแนวดิ่ง ห ่นวยแรงกดในแนว ิ่ดง กก./ซม.2 การเคลื่อนตวั ในแนวดิ่ง มม.ความต้านทาน ่ตอแรงเ ืฉอน () กก./ซม.2 ตารางที่ 14.6 แสดงตารางวงกลมของโมร์ หน่วยแรงเคน้ () กก./ซม.2