คณะผู้ช่วยจัดทำ
 

ชื่อ                    นายกิจจา          เอี่ยมสกุล ( Kitja Aiumsakul )
ชื่อเล่น               เอ
ที่อยู่                  67 ถ.สุวรรณวัฒนา ก. ต.เสนา  อ.เสนา  จ.พระนครศรีอยุธยา 13110
ประวัติการศึกษา  อนุบาลชั้นปีที่ 1 – ประถมศึกษาปีที่ 6        : โรงเรียนราษฎร์บำรุงศิลป์   อ.เสนา  จ.พระนครศรีอยุธยา
                        มัธยมศึกษาปีที่ 1 – มัธยมศึกษาปีที่ 3       : โรงเรียนอยุธยาวิทยาลัย  อ.พระนครศรีอยุธยา จ.พระนครศรีอยุธยา
ประกาศนียบัตรวิชาชีพ (ปวช .)                 : วิทยาลัยเทคนิคสัตหีบ ( THAI – AUSTRIA )
ปริญญาตรี                                            : คณะวิศวกรรมศาสตร์  สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ชื่อ                    นายสราวุฒิ        ศรีเพียงจันทร์ (Saravut   Sripiangchan)
ชื่อเล่น               วุฒิ
ที่อยู่                  123/1 ม.1  ต.บางใหญ่  อ.บางปลาม้า  จ.สุพรรณบุรี  72150
ประวัติการศึกษา   ประถมศึกษาปีที่ 1– ประถมศึกษาปีที่ 6     : โรงเรียนวัดบางใหญ่  อ.บางปลาม้า จ.สุพรรณบุรี
                        มัธยมศึกษาปีที่ 1 – มัธยมศึกษาปีที่ 3       : โรงเรียนกรรณสูตศึกษาลัย  จ.สุพรรณบุรี
ประกาศนียบัตรวิชาชีพ (ปวช .)                 : วิทยาลัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
ปริญญาตรี                                            : คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ชื่อ                    นายอภิสิทธิ์       บุญโพธิ์ (Apisit Boonpo)
ชื่อเล่น               เบิร์ด
ที่อยู่                  56/2  ถ.ป่าเลไลย์  ต.ท่าพี่เลี้ยง  อ.เมือง  จ.สุพรรณบุรี 
ประวัติการศึกษา
อนุบาลชั้นปีที่ 1 - ประถมศึกษาปีที่ 6         : โรงเรียนอนุบาลสุพรรณบุรี
มัธยมศึกษาปีที่ 1 – มัธยมศึกษาปีที่ 3       : โรงเรียนกรรณสูตศึกษาลัย  จ.สุพรรณบุรี
ประกาศนียบัตรวิชาชีพ (ปวช .)                 : วิทยาลัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม , สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
ปริญญาตรี                                            : คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

บทนำ

1.1 ที่มาและความสำคัญของปัญหา

                ทรายจัดเป็นวัสดุรองพื้น (Subbase Material) ในงานก่อสร้างทางวิศวกรรมโยธาหลายชนิด เช่น บ่อฐานราก งานถนน งานรองพื้นอาคาร เป็นต้น เนื่องจากทรายเป็น
วัสดุที่หาได้ง่ายและมีราคาถูกเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวิธีการควบคุมคุณภาพให้ได้ตามที่มาตรฐานกำหนด

                การบดอัดเป็นการปรับปรุงความหนาแน่นของทรายโดยใช้เครื่องมือกล ทำให้ความหนาแน่นสูงขึ้น มีคุณสมบัติทางวิศวกรรมที่ดีขึ้น เช่น สามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้
เพิ่มมากขึ้น ลดการทรุดตัว (Settlement) ลดการยืดหดตัว (Shrinkage) ทำให้น้ำซึมผ่านได้น้อยลง

                การทดสอบหาความหนาแน่นของทรายทำได้โดยใช้การทดสอบ Compaction Test ซึ่งมีทั้งแบบ Standard และ Modified Compaction Test โดยอ้างอิงมาตรฐาน
ASTM D 1557 ส่วนอีกวิธีหนึ่ง คือ  การทดสอบด้วยโต๊ะสั่นสะเทือน (Vibrating Table Test)

                G. Cumberledge and R.J.Cominsky (1969) ได้ศึกษาพบว่าค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดที่ได้จากโต๊ะสั่นสะเทือน ( Vibrating Table ) โดยอ้างอิงมาตรฐาน
ASTM D 2049-69 จะให้ค่าใกล้เคียงกับวิธีการบดอัดทางด้านวิศวกรรมมากกว่าวิธีอื่นๆ ซึ่งปัจจุบันได้มีการแก้ไขใหม่เป็น ASTM D4253-93 แต่ปัญหาที่พบในการทดสอบหา
ความหนาแน่นในงานสนามด้วยการทดสอบด้วยโต๊ะสั่นสะเทือน คือ มีราคาสูง น้ำหนักมาก ต้องใช้พื้นที่ในการยึดติดกับพื้น ต่างจากวิธีทดสอบ Compaction Test ที่สามารถ
เคลื่อนย้ายชุดทดสอบได้สะดวกกว่า ดังนั้นหากมีการเปรียบเทียบค่าความหนาแน่นสูงสุดระหว่าง Vibrating Table Test กับ Modified Compaction Test จะสามารถช่วยในการ
ตัดสินใจในคุณภาพของวัสดุที่นำไปใช้งานว่าควรหาค่าความหนาแน่นสูงสุดจากการทดสอบด้วยวิธีใด

1.2 วัตถุประสงค์

                เพื่อเปรียบเทียบผลการทดสอบหาค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดของทรายโดยวิธีโต๊ะสั่นสะเทือน (Vibrating Table) และวิธีการใช้  Modified Compaction Test

1.3 ขอบเขตของการทดสอบ

                ทรายที่นำมาทดสอบ เป็นทรายรองพื้นทางโดยนำมาจาก 3 แหล่ง จากแหล่งทรายจังหวัดปทุมธานี พระนครศรีอยุธยา และจังหวัดอ่างทอง ซึ่งทรายแต่ละแหล่งที่นำมาทำการทดสอบจะทำการทดสอบ 2 แบบ  คือ          
                     1. การบดอัดโดยวิธีเหนือมาตรฐาน (Modified Compaction Test)โดยอ้างอิงมาตรฐาน ASTM D 1557          
                     2. การบดอัดด้วยวิธีการสั่นสะเทือน (Vibrating Table Test) โดยอ้างอิงมาตรฐาน ASTM D 4253-93  

                ทำการแบ่งทรายแต่ละแหล่ง นำไปทดสอบด้วยวิธีการบดอัดเหนือมาตรฐานจำนวน 30 ตัวอย่าง และการทดสอบด้วยวิธีการสั่นสะเทือน 30 จำนวนตัวอย่าง
รวมทั้ง 3 แหล่ง จำนวน 90 ตัวอย่างเพื่อหาค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด (Maximum Dry Density : γ_{d max}) ของการทดสอบทั้ง 2 วิธี จากนั้นนำไปคำนวณและสรุปผลต่อไป

1.4 การทดสอบ

                1. จัดหาทรายเพื่อทำการทดสอบ จาก 3 แหล่ง คือ จังหวัดปทุมธานี อ่างทอง และพระนครศรีอยุธยา

                2. ทดสอบเพื่อหาค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด (Maximum Dry Density : γ_{d max}) ด้วยวิธี Modified Compaction Test และวิธี Vibrating Table Test

                3. นำค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดของการทดสอบทั้ง 2 แบบ มาเปรียบเทียบและสรุปผลต่อไป

 1.5 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

                ทำให้ทราบความแตกต่างระหว่างค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด (Maximum Dry Density : γ_{d max}) ของการทดสอบด้วยวิธี Modified Compaction Test และ
การบดอัดด้วยวิธี Vibrating Table Test

สรุปผลการทดลอง 

                1.จากการทดสอบค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดโดยวิธี Modified Compaction Test (ASTM D-1557) ของตัวอย่างทราย จากอ่างทอง อยุธยาและปทุมธานี ได้ค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดเฉลี่ย คือ 1.66 ,1.83 และ 1.68 ตัน/ลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ

                2.จากการทดสอบค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดโดยวิธี Vibrating Table Test (ASTM D-4253) ของตัวอย่างทราย จากอ่างทอง อยุธยาและปทุมธานี ได้ค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดเฉลี่ย คือ 1.6575 ,1.6709 และ 1.6734 ตัน/ลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ

                3.จากการทดสอบพบว่าค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดโดยทดสอบด้วยวิธี Modified Compaction Test จะให้ค่ามากกว่าการทดสอบด้วยวิธี Vibrating Table Test

                4.เปอร์เซ็นต์ความแตกต่างของค่าความหนาแน่นแห้งโดยวิธี Vibrating Table Test  และ Modified Compaction Test ของทรายตัวอย่างอ่างทอง คือ  0.1911 เปอร์เซ็นต์ , อยุธยา คือ 9.7213 เปอร์เซ็นต์และของปทุมธานี คือ 0.3322 เปอร์เซ็นต์

รูปแสดงผลการทดสอบของทรายจากแหล่งต่างๆ

( * หมายเหตุ ค่าเปอร์เซ็นต์แตกต่าง หมายถึง ค่าเปอร์เซ็นต์แตกต่างของค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดโดยวิธีการทดสอบด้วย Modified Compaction Test และ Vibrating Table Test โดยใช้ค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดของวิธีการทดสอบด้วย Vibrating Table Test เป็นค่ามาตรฐานในการเทียบ)

                 สาเหตุที่ค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด ( g _{d max} )  ของวิธีการทดสอบด้วยวิธี Modified Compaction Test มีค่ามากกว่าทดสอบด้วยวิธี Vibrating Table Test เกิดจากอิทธิพลของน้ำที่ใช้ในการผสมในการทดสอบด้วยวิธี Modified Compaction Test  เนื่องจากปริมาณน้ำที่สอดแทรกระหว่างช่องว่างของอนุภาคเม็ดทราย ณ จุดสัมผัสของน้ำกับอนุภาคของเม็ดทรายจะเกิดแรงดึงดูดอณูตามเส้น( Capillaly Action ) โดยเกิดแรงตึงผิว(Surface Tension) ระหว่างโมเลกุลของน้ำและอนุภาคของเม็ดดิน ทำให้กำลังของดินเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด ( g _{d max} ) มีค่าสูงขึ้นตามไปด้วย

                จากการทดสอบพบว่าค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด ( g _{d max} ) ของแหล่งตัวอย่างทรายจังหวัดพระนครศรีอยุธยาทั้งสองวิธีการทดสอบมีค่าแตกต่างกันถึง 9.7213 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแตกต่างจากแหล่งตัวอย่างทดสอบจากจังหวัดอ่างทองและปทุมธานี ที่มีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย มีสาเหตุมาจากในตัวอย่างทรายของจังหวัดพระนครศรีอยุธยามีดินผสมมาก ซึ่งตามทฤษฎีแล้วกำลังของทรายเกิดจากแรงเสียดทานระหว่างผิวของเม็ดทราย (Internal Friction) เพียงอย่างเดียว เมื่อมีดินผสมจะทำให้เกิดแรงเหนี่ยวนำระหว่างอนุภาคของเม็ดดิน (Cohesion ) มากขึ้น ส่งผลให้การทดสอบค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด ( g _{d max} ) ของตัวอย่างทรายจากจังหวัดพระนครศรีอยุธยาด้วยวิธี Modified Compaction Test มีค่ามากกว่าวิธี Vibrating Table Test  จึงทำให้ค่าเปอร์เซ็นต์ความแตกต่างของค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุด ( g _{d max} ) มีค่ามาก

บรรณานุกรม 

มานะ  อภิพัฒนะมนตรี, วิศวกรรมปฐพีและฐานราก . พิมพ์ครั้งที่ 11 มิถุนายน พ.ศ.2546.

รังสรรค์ วงษ์บุญ  ,  การหาความหนาแน่นสูงสุดของทรายเมื่อนำมาใช้เป็นชั้นรองพื้นทาง : รายงานการวิจัย, คณะวิศวกรรมศาสตร์, สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ ,2542 .

ASTM  Standard  Designation D 1557 . Modified Proctor Compaction Test  . American  Standard  of  Testing  And  Material .

ASTM  Standard  Designation D 2049 – 64  T. 1970  . Relative Density of Cohesionless Soil . American  Standard  of  Testing  And  Material .

ASTM  Standard  Designation D 4254 – 91 . Minimum Index Density and Unit Weight of Soils and Calculation of Relative Density  . American  Standard  of  Testing  And  Material .

ASTM  Standard  Designation D 4253 – 93 . Maximum  Index Density and Unit Weight of Soils Using a Vibratory Table . American  Standard  of  Testing  And  Material .

Braja M. Das . Principles of Geotechical Engineering . Sacramento : PWS Publishing Company.,1998.

S.W. Nunnally(Consulting Engineer), Professor Emeritus(North Carolina State University). Construction Methods and Management.,3 nd Edittion.,1993.