ผลของแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างดินและโครงสร้างต่อการตอบสนองต่อแรงแผ่นดินไหวสำหรับโครงสร้างทางรถไฟฟ้ายกระดับบนชั้นดินกรุงเทพ

The effect of soil-structure interaction to the seismic responses for the elevated railway structure on Bangkok Soil Layer

Name: วัชรวีร์ วัฒนาดิลกกุล

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วศ.ม. (วิศวกรรมโยธา) 2564

Classification :.LCCS: TA711.5

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาวิศวกรรมโยธา -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดินและโครงสร้าง

ThaSH: ชั้นดิน -- กรุงเทพฯ

ThaSH: ฐานราก

ThaSH: ปฐพีกลศาสตร์

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาพฤติกรรมการตอบสนองต่อแรงกระทำแผ่นดินไหว เช่น ระยะเคลื่อนที่ ความเร็ว และความเร่ง ของโครงสร้างทางรถไฟฟ้ายกระดับที่ถูกสร้างขึ้นในพื้นที่กรุงเทพมหานคร รวมทั้งแรงดันน้ำส่วนเกินเกินในโพรงดิน และแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างดินและเสาเข็ม ภายใต้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดินและเสาเข็มอันเนื่องมาจากแรงแผ่นดินไหว และแบบจำลองด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ 2 มิติ และ 3 มิติ ที่ถูกสร้างขึ้นด้วยซอฟท์แวร์ Plaxis และ Abaqus ได้ถูกนำมาใช้สำหรับการศึกษาการตอบสนองของโครงสร้าง โดยแบบจำลอง 2 มิติ และ 3 มิติ ที่ถูกสร้างขึ้นได้แบ่งเป็น 2 กรณีได้แก่ แบบจำลองฐานรากแบบแข็ง และแบบจำลองฐานรากแบบยืดหยุ่น ทั้ง 2 กรณีนี้ได้มีการนำผลการตอบสนองที่ได้จากการวิเคราะห์ที่ 2 กรณี มาเปรียบเทียบกัน พบว่าผลการตอบสนองที่ได้แก่ ระยะเคลื่อนที่ และความเร็ว ในกรณีฐานรากแบบยืดหยุ่นมีค่ามากกว่ากรณีฐานรากแบบแข็งอย่างเห็นได้ชัด แต่ความเร่งนั้นมีค่าที่แตกต่างกันไม่มาก เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างดินและโครงสร้างจะเห็นได้ว่าการนำชั้นดินมีใช้ในการวิเคราะห์ร่วมในแบบจำลองฐานรากแบบยืดหยุ่น จะมีผลต่อการตอบสนองเนื่องจากชั้นดิน โดยเฉพาะดินเหนียวอ่อน (Soft Clay) จะมีแนวโน้มที่จะขยายคลื่นแผ่นดินไหวทั้งในขนาดของแอมปลิจูดและคาบเวลาในการสั่นสะเทือน เมื่อพิจารณาค่าระยะการเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ระหว่างชั้นที่ยอมให้ตามมาตรฐาน มยผ. 1301/1302-61 กับผลระยะเคลื่อนที่ที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยแบบจำลองกรณีฐานรากแบบยืดหยุ่นที่ได้จากแบบจำลอง 2 มิติ และ 3 มิติ ยังไม่เกินค่าระยะการเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ที่ยอมให้ตามมาตรฐาน จึงทำให้โครงสร้างยังมีความปลอดภัยเมื่อรับแรงแผ่นดินไหว ความแตกต่างของผลการวิเคราะห์ที่ได้จากแบบจำลองด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์แบบ 2 มิติ และ 3 มิติ สำหรับฐานรากแบบเดียวกัน เนื่องจากการวิเคราะห์ด้วยแบบจำลอง 2 มิติ อยู่บนเงื่อนไขความเครียดในระนาบ (Plane Strain Condition) ซึ่งโครงสร้างทางวิ่งของรถไฟฟ้าได้ถูกสมมติให้เป็นกำแพงที่มีความลึกเป็นอนันต์ อีกนัยหนึ่งคือเสมือนว่าระบบดินและโครงสร้างของแบบจำลอง 2 มิติจะมีค่าความแข็งเกร็ง (Stiffness) เพิ่มมากขึ้น ซึ่งพฤติกรรมการตอบสนองจะไม่เหมือนกับเสาอย่างในกรณีแบบจำลอง 3 มิติ ส่วนแรงดันน้ำส่วนเกินในโพรงดินจะมีการวิเคราะห์เฉพาะกรณีแบบจำลองฐานรากแบบยืดหยุ่นเท่านั้น ซึ่งผลการวิเคราะห์ที่ได้จากแบบจำลอง 2 มิติ มีความแตกต่างจากผลที่ได้จากแบบจำลอง 3 มิติ เนื่องจากเงื่อนไขความเครียดในระนาบของแบบจำลอง 2 มิติ ที่ทำให้การแพร่กระจายของแรงดันน้ำส่วนเกินในโพรงดินไม่สามารถแพร่กระจายได้รอบเสาเข็มเหมือนกับแบบจำลอง 3 มิติและค่าแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างดินและเสาเข็มเป็นแรงที่ดินกระทำต่อเสาเข็มในขณะที่เกิดแผ่นดินไหว แสดงให้เห็นว่าผลของแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างดินและเสาเข็มที่ได้จากการวิเคราะห์เกิดขึ้นน้อยว่าค่าที่หน่วยแรงที่ยอมให้ในเสาเข็มคอนกรีตที่สามารถรับได้ จึงทำให้เสาเข็มยังมีความปลอดภัยเมื่อรับแรงกระทำแผ่นดินไหว This research is to study the seismic response behaviors such as displacement, velocity, and acceleration of the elevated railway structure being built in Bangkok, including excess pore water pressure and contact force between soil and pile under the Seismic Soil Structure Interaction. 2D and 3D Finite Element models, created by Plaxis and Abaqus, are used for studying the responses of structures. The finite element model is separated into two cases, namely rigid base and flexible base. The results obtained from the analysis of two cases were compared. It was found that the displacement and velocity of the flexible base are significantly greater than those of the rigid base. But the acceleration is not much different. Soil used in co-analysis in the flexible base model will influence the response due to soil layer due to soil structure interaction. Especially, soft clay tends to amplify the seismic wave in both amplitude and vibration period. When considering the allowable relative story drift in the standard of the Department of Public Works and Town & Country Planning, the displacement results obtained from the analysis of the 2D and 3D flexible base models do not exceed the allowable story drift in the standard. The distinction between the analysis results obtained from the 2D and 3D finite element models of the same foundation is that the plane strain condition is used in the 2D model analysis. The elevated railway structure is assumed to be an infinite depth wall. In other words, the soil-structure system of the 2D model has increased stiffness. The response behavior is not the same as with the 3D model that represents the real pier. The results of the excess pore water pressure results are obtained from analysis of the flexible base case. Excess pore water pressure results obtained from a 2D model differ from the results obtained from a 3D model due to the plane strain condition that prevents the diffusion of excess pore water pressure spread around the pile like in a 3D model. During seismic excitation, the pile will be subjected to the contact force of the soil acting on it. It was shown that the effect of the contact force from the analysis was less than the allowable stress in the concrete pile. Therefore, the piles are still safe when affected by an earthquake load.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: สุริยน เปรมปราโมทย์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: สุสิทธิ์ ฉายประกายแก้ว

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2564

Modified: 2568-07-18

Issued: 2568-07-18

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2564/watcharawee-wat-all.pdf

CallNumber: TA711.5 .ว112

tha

Spatial: กรุงเทพฯ

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	watcharawee-wat-all.pdf	12.94 MB

ใช้เวลา

0.038841 วินาที