การเตรียมตัวอย่างดิน
ก. ตัวอย่างดินคงสภาพ (Undisturbed Sample)
1. นำตัวอย่างดินคงสภาพซึ่งอาจจะหุ้มไว้ด้วยพาราฟิน หรือ เพิ่งเอาออกจากกระบอกเก็บตัวอย่าง มาตัดแต่งให้เป็นรูปทรงกระบอก ซึ่งโดยปกติจะมีขนาดมาตรฐานดังนี้
ตารางที่ 1 อัตราส่วนระหว่างขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางกับความสูงของตัวอย่างในการทดสอบ
ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง, นิ้ว
ความสูงของตัวอย่าง, นิ้ว
1.4
2.8 - 3.0
2.8
5.6 - 6.0
แต่ขนาดอื่นๆ ก็อาจจะใช้ได้ โดยที่ความสูงของตัวอย่างจะต้องมากกว่า 2 เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลาง ทั้งนี้เพื่อให้รอยเฉือน (Failure Plane) ไม่อยู่ในส่วนของผิวบนหรือผิวล่างของตัวอย่าง ซึ่งจะทำให้มีความฝืดบนส่วนนั้นเกิดขึ้นในระหว่างการทดลอง และค่า Fv จะมากกว่าปกติ การตัดแต่งจะต้องกระทำด้วยความระมัดระวังโดยใช้เลื่อยเส้นลวด และเครื่องตัดแต่งตัวอย่างดิน
2. ใช้กระบอกแบบ (Miter box) แบบผ่าหุ้มตัวอย่างในการที่จะตัดส่วนล่างและส่วนบนของตัวอย่างให้ได้ความยาวตามต้องการ แล้วทำการวัดขนาดที่แน่นอนโดยใช้เวอร์เนีย ความสูงควรวัดอย่างน้อย 3 ค่ารอบตัวอย่าง เช่นเดียวกับเส้นผ่าศูนย์กลางก็ควรจะวัดตอนบน ตอนกลาง และตอนล่าง เพื่อนำเหล่านี้มาหาค่าเฉลี่ยต่อไป
3. จัดวางตัวอย่างลงบนเครื่องทดสอบ จัดให้ได้ศูนย์กลางของแนวกดปกติ มักจะมีแผ่นปลาสติกกลมประกบไว้ทั้งด้านล่างและด้านบน เพื่อลดความผิดที่ไม่ต้องการแล้วจัด dial gage สำหรับวัดการหดตัวให้เข้าที่ โดยอาจจะเริ่มตั้งที่เลขศูนย์ เพื่อสะดวกในการอ่านก็ได้
ข. ตัวอย่างดินเปลี่ยนสภาพหรือตัวอย่างเตรียมสภาพ (Remolded หรือ Prepared Sample)
ในกรณีที่ต้องการทดสอบดินเปลี่ยนสภาพ ก็ต้องนำตัวอย่างคงสภาพที่ได้ทดสอบไปแล้ว หรือตัวอย่างคงสภาพมาขยำหรือบดเข้ากันให้ทั่วในกระบอกแบบ (Miter box) (ควรทาขี้ผึ้งหล่อลื่นบนผิวภายในของกระบอกแบบ เพื่อสะดวกในการดันตัวอย่างออก) พยายามให้มีโพรงอากาศอยู่ในตัวอย่างให้น้อยที่สุดแล้วดำเนินการตามข้อ 2 และ 3 เหมือนกัน ตัวอย่างดินคงสภาพ แต่ถ้าเป็นกรณีดินเหนียวอ่อนมาก อาจจะต้องดันตัวอย่างออกเสียก่อนแล้วจึงค่อยวัดขนาด เพราะขนาดจะเปลี่ยนไปในขณะที่ดัน
ในกรณีที่ทดสอบดินเตรียมสภาพ ซึ่งเป็นตัวอย่างที่เตรียมใหม่จากการบดอัดให้มีความหนาแน่นและความชื้นตามต้องการ ซึ่งวิธีเตรียมก็คล้ายกับการบดอัดแบบ Standard Proctor, Modified AASHO หรือ Harvard Ministure ต่างกันที่รูปร่างของแบบ (Mold) จะต้องเปลี่ยนไปให้เหมาะสมกับขนาดมาตรฐานสำหรับ Unconfined Compression Test ดังที่กล่าวแล้วข้างต้น เมื่อดันตัวอย่างออกจากออกจากแบบสำหรับบดอัดแล้วอาจจะต้องแต่งด้านบนและด้านล่างให้เรียบได้ระดับ แล้วจึงดำเนินการเช่น เดียวกับข้อ 2 และ 3 สำหรับตัวอย่างคงสภาพ
การทดสอบ
1. ก่อนเริ่มทดสอบจะต้องตรวจสอบการติดตั้งตัวอย่างและเครื่องมือดังนี้
- แป้นกดของเครื่องจะต้องสัมผัสตัวอย่างพอดี
- Dial gage สำหรับวัดหดตัวและวัดแรง (ใน Proving ring) ให้ตั้งอยู่ที่ศูนย์
- ในกรณีที่เครื่องทดสอบเป็นแบบมือหมุน ผู้ทดสอบจะต้องซ้อมหมุนให้ได้อัตราการกดตามต้องการ (ในขณะที่ยังไม่ตัวอย่างดิน)
2. เริ่มการกดตัวอย่างโดยอัตราการกด (การเคลื่อนที่ทางแนวดิ่งของเครื่องให้อยู่ในช่วง 0.02 ถึง 0.1 นิ้วต่อนาที (ปกติใช้ 0.05 นิ้วต่อนาที) ตามความเหมาะสมในช่วงอ่านต่างๆ กัน
3. บันทึกข้อมูลจากวงแหวนวัดแรงทุก ๆ การหดตัว 0.005 นิ้วของตัวอย่าง (อาจใช้ 0.002 นิ้วในกรณีที่ตัวอย่างเป็นดินเปราะ)
4. เมื่อแรงในวงแหวนวัดแรงเพิ่มขึ้นไปสูงสุดแล้วเริ่มจะลดลง ซึ่งแสดงว่าถึงจุดสูงสุดของกำลังของดิน ให้ยังคงอ่านผลต่อไปจนเห็นแนวเฉือน (Failure plane) บนตัวอย่างได้ชัดเจน ในบางกรณีที่ไม่มีรอยเฉือนปรากฏชัด เช่น ตัวอย่างดินเปลี่ยนสภาพ ให้ทดสอบจนการหดตัวถึงประมาณ 20% ของความสูงของตัวอย่าง
5. เขียนรูปตัวอย่างลักษณะการเกิดรอยเฉือน และวัดมุมที่รอยเฉือนทำกับแนวราบ
6. ตัวอย่างดินที่ทำการทดสอบเสร็จแล้ว ต้องนำไปชั่งและเอาเข้าเตาอบ เพื่อหาปริมาณความชื้น (Moisture Content)
ผู้ทดสอบ :
นายพรณรงค์ เลื่อนเพชร, นายวรวัชร์ ตอวิวัฒน์
สถานที่ :
ห้องปฏิบัติการปฐพีกลศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ บางเขน และ
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตเฉลิมพระเกียรติ จังหวัดสกลนคร
ผู้บรรยาย :
นางสาวธรรมธิดา รัตนประทีป
เชิดพันธุ์ อมรกุล และ ผศ.ดร.สุทธิศักดิ์ ศรลัมพ์
ศูนย์วิจัยและพัฒนาวิศวกรรมปฐพีและฐานราก ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
