บทความน่ารู้ @ ศูนย์เครื่องมือฯ มทส

การเขียนโปรแกรม Visual Basic for Applications (VBA) ในการคำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน เพื่อพล็อตเส้นโค้งการบดอัด หาความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสม โดยใช้การประมาณค่าในช่วงด้วยวิธีผลต่างจากการแบ่งย่อยของนิวตัน (Newton’s divided-difference Interpolating Polynomials) การเขียนโปรแกรมจะทำให้สะดวกในการคำนวณในกรณีที่จำนวนความชื้นที่ทดสอบเป็น 4 หรือ 5 ค่า การตรวจสอบค่าความชื้นว่าเรียงจากค่าน้อยไปหาค่ามากหรือไม่ การกำหนดสเกลของกราฟทั้งสเกลแนวตั้งและสเกลแนวนอนโดยอัตโนมัติ เป็นต้น และมีไฟล์โปรแกรมตัวอย่างงานให้ download เพื่อทดลองใช้

รายงานผลทดสอบนอกจากจะแสดงผลการทดสอบวัสดุแล้ว ยังประกอบด้วยข้อมูลที่เกี่ยวข้องของตัวอย่างทดสอบ เช่น ชื่อและสถานที่ตั้งโครงการ รายละเอียดตัวอย่าง วันรับตัวอย่าง วันทดสอบตัวอย่าง วันลงนามรายงานผลทดสอบ เป็นต้น ซึ่งในส่วนของเซลล์ที่ใช้ป้อนข้อมูลวันรับตัวอย่าง วันทดสอบตัวอย่าง และวันลงนามรายงานผลทดสอบนั้น สามารถกำหนดรูปแบบของเซลล์เป็นประเภทวันที่ (Date) เพื่อให้ป้อนข้อมูลได้สะดวกรวดเร็ว อีกทั้งยังสามารถใช้ฟังก์ชันของ Excel ตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลเบื้องต้นได้โดยอัตโนมัติ

การทดสอบความต้านแรงอัด (Compressive Strength) ของแท่งทดสอบคอนกรีตรูปทรงกระบอกซึ่งได้จากการเจาะจากโครงสร้างคอนกรีตที่ได้ก่อสร้างไปแล้วนั้น ในกรณีที่แท่งทดสอบซึ่งได้จากการเจาะมีส่วนสูงน้อยกว่า 2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง ต้องแก้ไขค่าความต้านแรงอัดที่คำนวณได้ โดยใช้ตัวคูณที่ใช้แก้ไขค่าความต้านแรงอัด (Correction Factor) จากตารางตามมาตรฐานการทดสอบ

ในกรณีที่อัตราส่วนความสูงต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งทดสอบ,(L/D) อยู่ระหว่างค่าที่ให้ไว้ในตาราง จะต้องประมาณค่าของตัวคูณที่ใช้แก้ไขค่าความต้านแรงอัด ในที่นี้จะใช้วิธีการประมาณค่าในช่วงเชิงเส้น (Linear Interpolation) และเพื่อความสะดวกในการคำนวณผลการทดสอบ จะใช้ฟังก์ชันต่างๆใน Excel Microsoft มาช่วยเพื่อให้การคำนวณเป็นไปโดยอัตโนมัติ ตามวิธีการต่อไปนี้

ตามปกติ Load-Penetration Curve จากการทดสอบควรมีลักษณะโค้งคว่ำ (concave downward shape) และผ่านจุดกำเนิด โดยความชันของเส้นโค้งจะมีค่ามากที่สุดที่จุดเริ่มต้นและมีค่าลดลงไปเมื่อค่า penetration มีค่าเพิ่มขึ้น แต่ในบางกรณี Load-Penetration Curve จากการทดสอบที่ได้ส่วนต้นของเส้นโค้งอาจมีลักษณะเป็นโค้งหงาย (concave upward shape) โดยอาจเกิดได้จากการที่ผิวหน้าของวัสดุที่ทดสอบไม่ปกติหรือจากสาเหตุอื่นๆ ซึ่งจะต้องทำการปรับแก้กราฟโดยการลากเส้นตรงให้สัมผัสกับเส้นโค้งที่ตำแหน่งที่มีความชันมากที่สุดให้ไปตัดกับแกนนอน (penetration) และใช้จุดตัดดังกล่าวเป็นจุดกำเนิดใหม่ของกราฟ ซึ่งการปรับแก้ Load-Penetration Curve ตามที่กล่าวมานั้นสามารถใช้โปรแกรม Microsoft Excel ช่วยในการคำนวณปรับแก้ได้…

ในการทดสอบการบดอัดดิน (Compaction Test) จะต้องทดลองบดอัดตัวอย่างดินด้วยวิธีการตามมาตรฐาน (เช่น ASTM D698 ASTM D1557 เป็นต้น) ที่ปริมาณความชื้นต่างๆกันประมาณ 4-5 ค่า คำนวณความชื้นและความหนาแน่นแห้งของดินในการบดอัดตัวอย่างดินแต่ละครั้ง แล้วพล็อตเส้นโค้งเรียบผ่านจุดที่ได้จากการทดลอง เพื่อหาความหนาแน่นแห้งสูงสุด (maximum dry density) และความชื้นที่เหมาะสม (optimum water content) โดยสามารถใช้โปรแกรม Microsoft Excel ในการพล็อตเส้นโค้งการบดอัด (Compaction curve) แล้วอ่านค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสมได้จากกราฟโดยตรง ซึ่งไม่สะดวกในการอ่านค่านัก หรือพล็อตเส้นโค้งการบดอัดโดยการใช้เส้นแนวโน้ม (trend line) จากนั้นคำนวณความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสมจากสมการของเส้นแนวโน้มที่ได้จากโปรแกรม Microsoft Excel แต่ในบางกรณีเส้นแนวโน้มไม่ผ่านจุดที่ได้จากการทดลองทุกจุด อีกทั้งจำนวนเลขนัยสำคัญของตัวเลขในสมการของเส้นแนวโน้มมีจำนวนน้อย ทำให้ผลการคำนวณมีความคลาดเคลื่อนค่อนข้างมาก บทความนี้จึงขอนำเสนอเทคนิคการใช้โปรแกรม Microsoft Excel ในการพล็อตเส้นโค้งการบดอัด หาความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสม ที่สะดวกรวดเร็วโดยการประมาณค่าในช่วงด้วยวิธีผลต่างจากการแบ่งย่อยของนิวตัน (Newton’s divided-difference Interpolating Polynomials)