การพัฒนากระบวนการหาจุดเริ่มวิบัติในการวิเคราะห์รอยแตกในมวลหินด้วย วิธีเอลิเมนต์ฟรีกาเลอร์กิน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
วิธีเอลิเมนต์ฟรีกาเลอร์กินได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อวิเคราะห์พฤติกรรมการแพร่ขยายของรอยแตก แต่ทว่างานวิจัยที่ผ่านมามุ่งเน้นเปรียบเทียบความถูกต้องของการทำนายทิศทางรอยแตกกับผลการทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการที่ทดสอบภายใต้การกำหนดจุดเริ่มวิบัติเป็นหลัก ทำให้ความสนใจต่อการทำนายจุดเริ่มวิบัติได้ถูกละเลย ด้วยเหตุนี้จึงกลายเป็นข้อบกพร่องของวิธีเอลิเมนต์ฟรีกาเลอร์กินเมื่อนำมาประยุกต์ใช้กับปัญหาขนาดจริง โดยเฉพาะปัญหาทางวิศวกรรมเทคนิคธรณีที่ไม่ทราบจุดเริ่มวิบัติล่วงหน้าได้ งานวิจัยนี้มุ่งเน้นพัฒนาขั้นตอนวิธีสำหรับการประเมินหาการเกิดจุดเริ่มวิบัติเพื่อร่วมใช้กับวิธีการเอลิเมนต์ฟรีกาเลอร์กิน การพัฒนาในครั้งนี้ได้วิเคราะห์และถูกตรวจสอบความถูกต้องด้วยเงื่อนไขการวิบัติแบบแรงดึงภายใต้ปัญหาแบบระนาบความเครียด (Plane strain) ของถังเก็บแก๊สรูปอุโมงค์วงกลมภายใต้แรงดันสูงที่มีทั้งผลเฉลยเชิงวิเคราะห์และผลการทดสอบแบบจำลองย่อส่วน โดยได้มีการแปรเปลี่ยนอัตราส่วนสภาพความเค้นในที่เท่ากับ 0.5, 1 และ 3 ที่ทำให้เกิดจุดวิบัติเริ่มต้นที่แตกต่างกัน จากผลการวิเคราะห์พบว่าจุดเริ่มวิบัติที่ทำนายสอดคล้องกับทั้งผลเฉลยเชิงวิเคราะห์และผลการทดสอบเป็นอย่างดี ขั้นตอนกระบวนการที่พัฒนาสามารถสะท้อนอิทธิพลของค่าอัตราส่วนสภาพความเค้นในที่ได้ ผลการวิเคราะห์ตัวแปรยังแสดงให้เห็นว่าขั้นตอนกระบวนการที่พัฒนาสามารถสะท้อนอิทธิพลของความลึกและกำลังรับแรงดึงของมวลหินด้วย ขั้นตอนวิธีที่ถูกพัฒนาขึ้นจึงมีความน่าเชื่อถือ
Article Details
References
[2] Yang, Z.J. & Chen, J. (2005). Finite element modelling of multiple cohesive discrete crack propagation in reinforced concrete beams. Engineering Fracture Mechanics, 72(14), 2280-2297.
[3] Chen, J.S., Hillman, M. & Chi, S.W. (2017). Meshfree Methods: Progress Made after 20 Years. Journal of Engineering Mechanics.
[4] Belytschko, T., Lu., Y.Y. & Gu, L. (2009). Element Free-Galerkin Method. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 37, 229-256.
[5] Soparat, P. & Nanakorn, P. (2008). Analysis of Cohesive Crack Growth by the Element-Free Galerkin Method. Journal of Mechanics, 24(1), 45-54.
[6] Tunsakul, J., Jongpradist, P., Hyung-Mok, K. & Nanakorn, P. (2018). Evaluation of rock fracture patterns based on the element-free Galerkin method for stability assessment of a highly pressurized gas storage cavern. Acta Geotechnica. 13(4). 817-832.
[7] Tunsakul, J., Jongpradist, P., Soparat, P., Kongkitkul, W. & Nanakorn, P. (2014). Analysis of fracture propagation in a rock mass surrounding a tunnel under high internal pressure by the element-free Galerkin method. Computers and Geotechnics, 55, 78-90.
[8] Lancaster, P. & Salkauskas, K. (1981). Surface Generated by Moving Least Square Methods. Mathematics of Computation, 37(155), 141-158.
[9] Belytschko, T. & Fleminga, M. (1999). Smoothing, enrichment and contact in the element-free Galerkin method. Computers & Structures, 71(2), 173-196.
[10] Farmer, L.W. (1983). Engineering Behaviour of Rocks, Second Edition. Chapman and Hall, London. 10-15.
[11] Punya-In, Y. (2014). Parametric study on Fracture Behaviors of Rock masses around High Pressurized Gas Storage Cavern by Numerical Analysis, Master of engineering thesis, Civil Engineering, Faculty of Engineering. King Mongkut’s University of Technology Thonburi.
[12] Savin, G.N. (1961). Stress concentration around holes. Pergamon Press Publisher.
[13] Bray J.W. (1987). Some applications of elastic theory. In Analytical and computational methods in engineering rock mechanics. Allen and Unwin Publisher. 32–94.
[14] Silabampen, E. (2017). Development of Crack Initiation Algorithm in Crack Analysis of Rock Mass by Element Free-Galerkin Method. Master of engineering thesis. King Mongkut’s University of Technology Thonburi. 41-60.
[15] Trädegård, A., Nilsson, F. & Östlund, S. (1998). FEM-remeshing technique applied to crack growth problems. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 160. 115-131.
[16] Hoek, E. & Brown, E.T. (1980). Empirical Strength Criterion for Rock Masses. J. Geotech. Eng. Div., ASCE 106(GT9). 1013-1035.