ติงศักดิ์ เหลืองเจริญทิพย์
ฝ่ายห้องปฏิบัติการวิศวกรรม 2 ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
Email: tingsak@sut.ac.th
1. บทนำ
ในการทดสอบการบดอัดดิน (Compaction Test) จะต้องทดลองบดอัดตัวอย่างดินด้วยวิธีการตามมาตรฐาน (เช่น ASTM D698 ASTM D1557 เป็นต้น) ที่ปริมาณความชื้นต่างๆกันประมาณ 4-5 ค่า คำนวณความชื้นและความหนาแน่นแห้งของดินในการบดอัดตัวอย่างดินแต่ละครั้ง แล้วพล็อตเส้นโค้งเรียบผ่านจุดที่ได้จากการทดลอง เพื่อหาความหนาแน่นแห้งสูงสุด (maximum dry density) และความชื้นที่เหมาะสม (optimum water content) ดังรูปที่ 1
รูปที่ 1 เส้นโค้งการบดอัด (Compaction curve)
สามารถใช้โปรแกรม Microsoft Excel ในการพล็อตเส้นโค้งการบดอัด (Compaction curve) แล้วอ่านค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสมได้จากกราฟโดยตรง ซึ่งไม่สะดวกในการอ่านค่านัก หรือพล็อตเส้นโค้งการบดอัดโดยการใช้เส้นแนวโน้ม (trend line) จากนั้นคำนวณความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสมจากสมการของเส้นแนวโน้มที่ได้จากโปรแกรม Microsoft Excel แต่ในบางกรณีเส้นแนวโน้มไม่ผ่านจุดที่ได้จากการทดลองทุกจุด อีกทั้งจำนวนเลขนัยสำคัญของตัวเลขในสมการของเส้นแนวโน้มมีจำนวนน้อย ทำให้ผลการคำนวณมีความคลาดเคลื่อนค่อนข้างมาก
จากบทความ “เทคนิคการใช้โปรแกรม Microsoft Excel คำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน (Compaction Test)” ของผู้เขียนที่ผ่านมานั้น ได้นำเสนอเทคนิคการใช้โปรแกรม Microsoft Excel ในการพล็อตเส้นโค้งการบดอัด หาความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสม โดยการประมาณค่าในช่วงด้วยวิธีผลต่างจากการแบ่งย่อยของนิวตัน (Newton’s divided-difference Interpolating Polynomials) ซึ่งการใช้สูตรและการสร้างสมการคำนวณ แต่ยังใช้งานไม่สะดวกหรือบางครั้งไม่สามารถดำเนินการบางอย่างได้ เช่น การคำนวณในกรณีที่จำนวนความชื้นที่ทดสอบเป็น 4 หรือ 5 ค่า การตรวจสอบค่าความชื้นว่าเรียงจากค่าน้อยไปหาค่ามากหรือไม่ เป็นต้น
บทความนี้จึงขอนำเสนอ “การคำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน (Compaction Test) ด้วย Excel VBA” โดยการเขียนโปรแกรม Visual Basic for Applications (VBA) ในการคำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน เพื่อพล็อตเส้นโค้งการบดอัด หาความหนาแน่นแห้งสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสม โดยยังคงใช้การประมาณค่าในช่วงด้วยวิธีผลต่างจากการแบ่งย่อยของนิวตัน (Newton’s divided-difference Interpolating Polynomials) การเขียนโปรแกรมจะทำให้สะดวกในการคำนวณในกรณีที่จำนวนความชื้นที่ทดสอบเป็น 4 หรือ 5 ค่า การตรวจสอบค่าความชื้นว่าเรียงจากค่าน้อยไปหาค่ามากหรือไม่ การกำหนดสเกลของกราฟทั้งสเกลแนวตั้งและสเกลแนวนอนโดยอัตโนมัติ เป็นต้น
2. ขั้นตอนการคำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน
การคำนวณผลการทดสอบการบดอัดดินมีขั้นตอนโดยสังเขปดังต่อไปนี้
รูปที่ 2 Flowchart การคำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน
เขียนโปรแกรม VBA ตาม flowchart โดยใช้ข้อมูลผลการทดสอบการบดอัดดินจาก worksheet Report ตามรูปที่ 3 และสร้างปุ่ม Update Chart เพื่อใช้คลิก เมื่อต้องทำการคำนวณและปรับปรุง Compaction curve ใหม่
รูปที่ 3 ข้อมูลการทดสอบการบดอัดดินและ Compaction Curve
รายละเอียดการคำนวณโดยละเอียด สามารถศึกษาได้จาก เทคนิคการใช้โปรแกรม Microsoft Excel คำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน (Compaction Test).
เอกสารอ้างอิง
ปราโมทย์ เดชะอำไพ. (2549). ระเบียบวิธีเชิงตัวเลขในงานวิศวกรรม. พิมพ์ครั้งที่ 5. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
สถาพร คูวิจิตรจารุ. (2541). ทดลองปฐพีกลศาสตร์. กรุงเทพฯ :ไลบราลี ไนน์.
สถาพร คูวิจิตรจารุ. (2542). ปฐพีกลศาสตร์. กรุงเทพฯ :ไลบราลี ไนน์พับลิชชิ่ง.
อำนาจ นุตะมาน. (2550). เขียนโปรแกรมและพัฒนาแอปพลิเคชันด้วย VBA บน Excel ฉบับโปรแกรมเมอร์. กรุงเทพฯ: ซีเอ็ดยูเคชั่น.
Chapra, S. C. (2008). Applied numerical methods with MATLAB for engineers and scientists. (2nd ed). Boston: McGraw-Hill Higher Education.
ติงศักดิ์ เหลืองเจริญทิพย์. เทคนิคการใช้โปรแกรม Microsoft Excel คำนวณผลการทดสอบการบดอัดดิน (Compaction Test). แหล่งที่มา http://cste.sut.ac.th/articles/?p=5. 10 ตุลาคม 2558.
