อิทธิพลของความหนาแน่นที่มีต่อสมบัติทางวิศวกรรมเทคนิคธรณีโพมโพลียูรีเทนขยายตัวสูง

Abstract

งานวิจยันี้ศึกษาสมบัติทางวิศวกรรมเทคนิคธรณีของโฟมโพลียูรีเทนขยายตัวสูงชนิดสองส่วนประกอบ ตัวอย่างที่ใช้ถูกเตรียมให้มีความหนาแน่นแตกต่างกัน สมบัติทางวิศวกรรมเทคนิคธรณีที่ได้ศึกษามีดังนี้ 1. กำลังรับแรงอัดทิศทางเดียว 2. อัตราส่วนปัวซองซีแคนท์ 3. โมดูลัสซีแคนท์ (E50) 4. ความเครียดคงค้างเมื่อรับน้ำหนักกระทำแบบวัฏจักร 5. ความเค้นครากแนวดิ่งเมื่ออัดตัวในหนึ่งมิติ และ 6. สัมประสิทธิ์การซึมผ่านของน้ำ (k) จากผลการศึกษาพบว่าเมื่อความหนาแน่นของโฟมโพลียูรีเทนเพิ่มขึ้น ค่า u, ค่า E50, ค่า cyN และค่า y จะเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม ค่า sec และค่า k จะลดลง นอกจากนี้เมื่อพิจารณาที่ค่าความหนาแน่นของโฟมโพลียรูีเทนเท่ากัน ค่า sec จะลดลงกับ ระดับความเค้นแนวดิ่งที่สูงขึ้น ในขณะที่ค่า cyN จะเพิ่มขึ้นกับทั้งค่าอัตราส่วนความเค้นวัฏจักรและจำนวนรอบวัฏจักร สมบัติทางวิศวกรรมเทคนิคธรณีดังกล่าวสามารถทำนายได้จากค่าความหนาแน่นของโฟมโพลียรูีเทนจากสมการเชิงประจักษ์ที่พัฒนาขึ้นจากงานวิจิยนี้

This research studies various geotechnical engineering properties of a high-expansive polyurethane (PU) foam. This PU foam was of a two-component type. Test samples were prepared at various densities. The following properties were studied: i) uniaxial unconfined compressive strength (su); ii) secant Poisson’s ratio (nsec); iii) secant modulus (E50); iv) cyclic residual strain (ecyN); v) yield vertical stress in one-dimensional compression (sy); and vi) coefficient of permeability (k). It is found that, with increasing of the density of PU foam, the values of su, E50, ecyN, and sy increase, while the values of nsec and k decrease. In addition, when considering at the same PU foam’s density, the value of nsec decreases with an increase in the vertical stress level, while the value of ecyN increases with cyclic stress ratio (CSR) and number of cycle (Nc). Regression analyses were performed to develop empirical formulae to predict these properties from a given PU foam’s density.