แนวข้อสอบ กว. Soil Mechanics พร้อมเฉลย

หัวข้อ “Soil Mechanics” เป็นส่วนหนึ่งของการสอบใบอนุญาตภาคีวิศวกร (กว.) บน TUE.expert มีข้อซ้อมหัวข้อนี้ 25 ข้อ อยู่ใน 1 ชุดซ้อม ด้านล่างคือตัวอย่าง 5 ข้อ พร้อมเฉลยและคำอธิบาย ลองตอบเองก่อน แล้วกด “ดูเฉลย” ใต้แต่ละข้อเพื่อตรวจคำตอบ

ตัวอย่างข้อสอบ Soil Mechanics 5 ข้อ

1. 1. ชั้นดินเหนียวหนา 4 เมตร มีดัชนีการอัดตัวคายน้ำ (compression index, Cc) เท่ากับ 0.30 อัตราส่วนช่องว่างเริ่มต้น (e0) เท่ากับ 0.90 หน่วยแรงประสิทธิผลเดิม (σ0 prime) เท่ากับ 100 กิโลปาสกาล และหน่วยแรงประสิทธิผลหลังก่อสร้าง (σ1 prime) เท่ากับ 200 กิโลปาสกาล จงหาค่าการทรุดตัวจากการอัดตัวคายน้ำขั้นปฐมภูมิ (primary consolidation settlement, Sc)

   • A. 19.0 เซนติเมตร
   • B. 9.5 เซนติเมตร
   • C. 30.1 เซนติเมตร
   • D. 12.6 เซนติเมตร
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 19.0 เซนติเมตร

   ใช้สูตร Sc = [Cc คูณ H หารด้วย (1+e0)] คูณ log10(σ1 prime หารด้วย σ0 prime) = [0.30×4/1.90] คูณ log10(200/100) = 0.632×0.301 = 0.190 เมตร หรือประมาณ 19.0 เซนติเมตร ตัวเลือกอื่นเกิดจากลืมหารด้วย (1+e0) หรือคำนวณค่า log ผิด

2. 2. ชั้นดินประกอบด้วยสองชั้นวางตัวในแนวราบ ชั้นบนหนา 2 เมตร มีสัมประสิทธิ์การซึมผ่านน้ำ (k1) เท่ากับ 5 คูณ 10 ยกกำลังลบ 4 เซนติเมตรต่อวินาที ชั้นล่างหนา 3 เมตร มีสัมประสิทธิ์การซึมผ่านน้ำ (k2) เท่ากับ 2 คูณ 10 ยกกำลังลบ 5 เซนติเมตรต่อวินาที จงหาค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านน้ำสมมูลในแนวราบ (equivalent horizontal permeability) ของระบบชั้นดินนี้

   • A. 2.12 คูณ 10 ยกกำลังลบ 4 เซนติเมตรต่อวินาที
   • B. 3.25 คูณ 10 ยกกำลังลบ 5 เซนติเมตรต่อวินาที
   • C. 2.60 คูณ 10 ยกกำลังลบ 4 เซนติเมตรต่อวินาที
   • D. 5.20 คูณ 10 ยกกำลังลบ 4 เซนติเมตรต่อวินาที
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 2.12 คูณ 10 ยกกำลังลบ 4 เซนติเมตรต่อวินาที

   การไหลในแนวราบขนานกับชั้นดินใช้ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามความหนา kh เท่ากับ (k1H1+k2H2)/(H1+H2) เท่ากับ (5×10^-4×2 + 2×10^-5×3)/5 เท่ากับ 2.12×10^-4 เซนติเมตรต่อวินาที ตัวเลือกที่ 3.25×10^-5 เกิดจากการใช้สูตรค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกซึ่งใช้สำหรับการไหลในแนวดิ่งเท่านั้น

3. 3. ชั้นดินประกอบด้วยทรายแห้งหนา 3 เมตรอยู่เหนือระดับน้ำใต้ดิน มีหน่วยน้ำหนัก (γ) เท่ากับ 17 กิโลนิวตันต่อลูกบาศก์เมตร วางทับอยู่บนชั้นทรายอิ่มตัวด้วยน้ำหนา 4 เมตร มีหน่วยน้ำหนักอิ่มตัว (γsat) เท่ากับ 20 กิโลนิวตันต่อลูกบาศก์เมตร จงหาหน่วยแรงประสิทธิผลในแนวดิ่ง (vertical effective stress) ที่ระดับความลึก 7 เมตรจากผิวดิน (กำหนด γw = 9.81 กิโลนิวตันต่อลูกบาศก์เมตร)

   • A. 91.8 กิโลปาสกาล
   • B. 131.0 กิโลปาสกาล
   • C. 39.2 กิโลปาสกาล
   • D. 111.0 กิโลปาสกาล
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 91.8 กิโลปาสกาล

   หน่วยแรงรวมที่ความลึก 7 เมตร คือ σ = 17×3 + 20×4 = 131 กิโลปาสกาล แรงดันน้ำที่ระดับนี้คือ u = 9.81×4 = 39.24 กิโลปาสกาล ดังนั้นหน่วยแรงประสิทธิผล σ prime = σ ลบ u = 91.8 กิโลปาสกาล ตัวเลือกที่ตอบ 131.0 กิโลปาสกาล คือค่าหน่วยแรงรวมที่ยังไม่หักแรงดันน้ำออก

4. 4. ดินตัวอย่างมีค่า Liquid Limit (LL) เท่ากับ 45% Plastic Limit (PL) เท่ากับ 25% และมีปริมาณความชื้นตามธรรมชาติ (w) เท่ากับ 30% ค่าดัชนีสภาพเหลว (Liquidity Index, LI) ของดินนี้เท่ากับข้อใด

   • A. 0.25
   • B. 0.20
   • C. 0.75
   • D. 1.25
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 0.25

   LI = (w-PL)/(LL-PL) = (30-25)/(45-25) = 0.25 ผู้ที่ตอบผิดมักสลับไปคำนวณดัชนีสภาพพลาสติก (PI) แทนดัชนีสภาพเหลว

5. 5. ทำการทดสอบตัวอย่างดินเหนียวอิ่มตัวด้วยน้ำด้วยวิธี Unconsolidated Undrained triaxial test (UU test) โดยใช้ความดันรอบข้าง (cell pressure, σ3) เท่ากับ 100 กิโลปาสกาล พบว่าหน่วยแรงเบี่ยงเบนที่จุดวิบัติ (deviator stress ที่ failure, σ1 ลบ σ3) เท่ากับ 140 กิโลปาสกาล จงหาค่ากำลังรับแรงเฉือนแบบไม่ระบายน้ำ (undrained shear strength, cu) ของดินตัวอย่างนี้

   • A. 70 กิโลปาสกาล
   • B. 140 กิโลปาสกาล
   • C. 120 กิโลปาสกาล
   • D. 35 กิโลปาสกาล
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 70 กิโลปาสกาล

   สำหรับดินเหนียวอิ่มตัวในสภาพไม่ระบายน้ำ มุมเสียดทานภายใน φu เท่ากับศูนย์ วงกลมมอร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ σ1-σ3 ดังนั้น cu เท่ากับรัศมีวงกลม คือ (σ1-σ3)/2 เท่ากับ 140/2 เท่ากับ 70 กิโลปาสกาล และมีค่าคงที่ไม่ขึ้นกับความดันรอบข้างที่ใช้ทดสอบ ตัวเลือก 140 เกิดจากการลืมหารสอง

ชุดซ้อมที่มีหัวข้อ Soil Mechanics

• กว. ภาคีวิศวกรโยธา หมวดวิชาเฉพาะ — ชุดจำลองสอบเต็ม 100 ข้อ100 ข้อ
  ฿159

หัวข้ออื่นในแนวข้อสอบ กว.