การพัฒนาแบบจำลองแบบย่อส่วนแบบ 1g สำหรับการติดตามพฤติกรรมการวิบัติของมวลหินรอบอุโมงค์ภายใต้แรงดันสูง (Development of Scaled-Down 1g Model for Investigation on Failure Behavior of Rock Mass around High Pressurized Caverns)

Abstract

บทความนี้นำเสนอ แนวคิด หลักการ และรายละเอียดของการพัฒนาชุดทดสอบแบบย่อส่วนเพื่อติดตามการวิบัติของมวลหินโดยรอบอุโมงค์ภายใต้แรงดันภายในสูงแบบ 1g ในห้องปฏิบัติการสำหรับการศึกษาเพื่อประเมินเสถียรภาพของถังเก็บแก๊สใต้ดิน บทความอธิบายถึงองค์ประกอบหลักของระบบชุดทดสอบ ประกอบด้วยระบบให้แรงดัน หินจำลอง อุปกรณ์รับแรง วิธีการติดตามผลตอบสนอง และเทคนิคการจำลองรอยเลื่อน ชุดเครื่องมือทดสอบได้ออกแบบให้ครอบคลุมทั้งอุโมงค์รูปทรงแคปซูลและอุโมงค์แนวราบหน้าตัดวงกลม ของมวลหินที่มีความต่อเนื่องแบบไม่มีรอยเลื่อนและมีรอยเลื่อน ในแต่ละองค์ประกอบได้อธิบายถึงความจำเป็น แนวคิดหลัก เทคนิคและการพัฒนา นอกจากนี้ บทความยังได้แสดงตัวอย่างผลการทดสอบที่ได้จากการใช้ชุดเครื่องมือนี้ การติดตามการวิบัติ (จุดเริ่มการวิบัติและแนวการวิบัติ) ที่เกิดขึ้นสามารถติดตามจากความหนาแน่นของความเครียดที่เกิดขึ้นจากการวิเคราะห์ภาพถ่ายได้และมีความสอดคล้องกับแนวรอยแตกที่เกิดขึ้นหลังจากถอดชุดทดสอบ แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพและความเพียงพอของระบบที่พัฒนาขึ้น ผลการศึกษาที่ได้จากชุดทดสอบที่นำเสนอนี้แสดงให้เห็นถึงประโยชน์และความจำเป็นของชุดทดสอบในการศึกษาเรื่องนี้ โดยเฉพาะความเข้าใจใหม่ถึงรูปแบบพฤติกรรมการวิบัติเพื่อปรับปรุงการวิเคราะห์เชิงตัวเลขต่อไป

This article presents the concept, principle and details of development of 1g physical model test equipments to investigate the failure behavior of rock mass surrounding a cavern under high internal for assessment of the stability of underground gas storage cavern. The paper describes the main components of the test system including a pressure system, synthetic rock, a support system, a detection method of rock response and a technique for fault simulation. The equipment is designed to cover both capsule and horizontal circular-tunnel shaped caverns for the continuum rock mass with and without fault. In each part of equipment development, the necessary aspects, main concept and technique to be used and detail on development are explained. In addition, some test results obtained by using this equipment are illustrated as an example to show that the developed device is effective and sufficient to be used in the studied topic. The presented results also indicate the necessity and advantage of using the developed device in the study, particularly a new understanding on failure behavior of rock mass in order to improve the numerical method for further study.