Improverment of the Consolidation Settlement Calculation of Clay

Abstract

This study presents an analytical solution for one-dimensional consolidation settlement by introducing a revised AJOP (Arc Joint via Optimum Parameters) equation which integrates both curved and linear segments within a single framework, improving accuracy across varying stress levels for normally consolidated clay. Additionally, the revised AJOP function, combined with the proposed equations for both symmetrical and asymmetrical hysteresis enhances the modeling of over consolidated clay. Comparative analyses with conventional methods, including the linear function (LF) and the curved function (CF), demonstrate that LF significantly overestimates settlement, while CF provides better accuracy at shallow depths but introduces errors at greater depths. The revised AJOP equation successfully eliminates these issues. Furthermore, the results indicate that not only the equations applied in the analyses, but also clay layering techniques significantly impact consolidation settlement predictions. Non-layered models yield lower settlement estimates than multilayer approaches. This research emphasizes the importance of e-log relationship and layering techniques in enhancing the reliability for settlement predictions of clays.

งานวิจัยนี้นำเสนอวิธีการวิเคราะห์โดยใช้สมการแม่นตรง สำหรับการทรุดตัวอัดตัวคายน้ำของดินเหนียวในแนวราบหนึ่งมิติ โดยใช้สมการ AJOP (Arc Joint via Optimum Parameters) ที่ปรับปรุงใหม่ ซึ่งผสานทั้งส่วนโค้งและส่วนเชิงเส้นภายในกรอบเดียวกัน เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการคำนวณภายใต้ระดับความเค้นที่แตกต่างกันสำหรับดินเหนียวอัดตัวคายน้ำตามปกติ นอกจากนี้ ฟังก์ชัน AJOP ที่ปรับปรุงใหม่ร่วมกับสมการที่นำเสนอสำหรับ Hysteresis แบบสมมาตรและไม่สมมาตรยังช่วยเพิ่มความสามารถในการจำลองพฤติกรรมของดินเหนียวอัดตัวคายน้ำมากกว่าปกติ การวิเคราะห์เปรียบเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม รวมถึงฟังก์ชันเชิงเส้น และฟังก์ชันโค้ง แสดงให้เห็นว่า ประเมินค่าการทรุดตัวสูงเกินไป ในขณะที่ ฟังก์ชันโค้ง ให้ความแม่นยำที่ดีขึ้นที่ระดับความลึกตื้น แต่เกิดข้อผิดพลาดที่ระดับความลึกมากขึ้น อย่างไรก็ตาม สมการ AJOP ที่ปรับปรุงใหม่สามารถขจัดปัญหาเหล่านี้ได้สำเร็จ นอกจากนี้ ผลลัพธ์ยังแสดงให้เห็นว่าปัจจัยที่มีผลต่อการทำนายการทรุดตัวของดินไม่ได้ขึ้นอยู่กับสมการที่ใช้ในการวิเคราะห์เพียงอย่างเดียว แต่ยังรวมถึงเทคนิคการแบ่งชั้นของดินด้วย โดยแบบจำลองที่ไม่แบ่งชั้นให้ค่าการทรุดตัวต่ำกว่าแบบจำลองที่ใช้วิธีแบ่งชั้นหลายชั้น งานวิจัยนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของความสัมพันธ์ และเทคนิคการแบ่งชั้นในการเพิ่มความน่าเชื่อถือของการพยากรณ์การทรุดตัวของดินเหนียว