STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(ฉบับที่ 36 สิงหาคม 2012)บทความตีพมิ พ์ ร่วมกันระหว่ างสหพันธ์ เหล็กและเหล็กกล้ าแห่ งประเทศญี่ปุ่นและสมาคมก่ อสร้ างโครงสร้ างเหล็กแห่ งประเทศญี่ปนุ่ว า ร ส า ร ฉ บั บ แ ป ล ภ า ษ า อั ง ก ฤ ษ ข อ ง Steel
Construction Today & Tomorrow ได้ มีการตีพิมพ์ 3 ครัง้ ต่อปี
และมี ก ารจั ด ส่ ง ทั่ ว โลกให้ แก่ ผ้ ู บริ ห ารขอ ง บริ ษั ท ในทุ กภาคอุตสาหกรรมและองค์กรที่เกี่ยวข้ อง จุดประสงค์สาคัญในการ
ตีพิมพ์วารสารนี ้ก็คือนาเสนอมาตรฐานและข้ อกาหนดที่เกี่ยวกับ
การก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก ตัวอย่างของโครงการก่อสร้ างใหม่ ๆเทคโนโลยี และวัส ดุก่อ สร้ างที่ ล ้าหน้ า ในส่วนที่ เกี่ ยวข้ องกับการ
ก่อสร้ างโครงสร้ างอาคารและวิศวกรรมโยธา
เพื่อช่วยให้ ผ้ อู ่านชาวไทยสามารถที่จะเข้ าใจบทความได้ ง่ายขึ ้น ได้ มีการจัดแปลบทความภาคภาษาไทย และแนบท้ ายกับฉบับภาษาอังกฤษ สาหรับรูปภาพ ไดอะแกรมและตาราง ได้มีก ารจัด แปลเป็ นภาษาไทยเพี ยงส่ว นหัว เรื่ อ ง ผู้อ่ า นสามารถอ้ างอิงกับฉบับภาษาอังกฤษสาหรับเนื ้อหาที่เกี่ยวเนื่อง นอกจากนี ้ถ้ าผู้อ่านต้ อ งการทราบศัพท์ บรรยายหรื อ รายละเอี ยดทางด้ านเทคนิค โปรดอ้ างอิงกับบทความภาษาอังกฤษ เช่นเดียวกัน

ฉบับที่ 36 สิงหาคม 2012 : เนื ้อหาฉบับพิเศษ
แผ่นดินไหวครัง้ ใหญ่ The Great East Japan Earthquake ปี 2011เราจะสามารถรับมือและเตรี ยมการกับเหตุการณ์ภยั ธรรมชาติได้
อย่างไร ?
1โครงสร้ างตามแนวชายฝั่ ง : สิ่งที่เรี ยนรู้จากแผ่นดินไหวและคลื่นสึ
นามิ
3ความเสียหายแก่เขื่อ นป้องกันนา้ ท่วมและขันตอนในการบู
้รณะซ่อมแซมและก่อสร้ างขึ ้นใหม่
6ความเสี ย หายที่ เ กิ ด สื บ เนื่ อ งจากดิน เหลวต่ อ ที่ อ ยู่อ าศัย และสาธารณูปโภคใต้ ดนิ
9การจัดการเศษวัสดุและขยะจากคลื่นสึนามิและการนามาใช้ อย่าง
มีประสิทธิภ าพ เพื่อ การบูรณะซ่อมแซมและการก่อ สร้ างขึน้
ใหม่
15เทคโนโลยีในการก่ อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก
รายละเอี ย ดพื น้ ฐานเกี่ ยวกับ การผุกร่ อ นและการป้องกันการผุ
กร่อนของเหล็ก
18การประชุมสัมนาเกี่ยวกับงานวิจยั โครงสร้ างเหล็กในทางวิศวกรรม
โยธาปกหลัง
ฉบับภาษาไทย: ©The Japan Iron and Steel Federation 2012
The Japan Iron and Steel Federation
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025,
Japanโทรสาร: 81-3-3667-0245
โทรศัพท์ : 81-3-3669-4815
ที่อยู่อีเมล: sunpou@jisf.or.jpเวบไซต์: http://www.jisf.or.jp1บทความพิเศษ: แผ่ นดินไหวครั ้งใหญ่ The Great East
Japan Earthquake ปี 2011การเตรียมการรับมือคลื่นสึนามิ
มาตรการการป้องกันใดได้ น ามาใช้ เพื่ อ รั บมือ คลื่ นสึนามิ ?
ก่อ นคลื่นสึนามิโชวา ซานริ กุ ในปี 1933 มาตรการหลักในการป้ องกั น ภัย จากคลื่ น สึน ามิ ย กเว้ น ในบางกรณี เ ท่ า นั น้ ก็ คื อ ให้ประชาชนอาศัยอยู่บนเนินเขา และหาที่หลบภัยเมื่อเกิดคลื่นสึนามิขึ ้น แม้ กระทั่งหลังจากปี 1933 มาตรการหลักยังคงเป็ นการอยู่
อาศัยบนเนินเขา แต่ในพื ้นที่ คามาอิชิ ทาโร และพื ้นที่ในเมืองอีก 3จุดในเมืองโตโฮกุที่ซึ่งพื ้นที่กว้ างใหญ่มหาศาลไม่สามารถที่จะทาให้ เกิดความปลอดภัยได้ ทานบป้องกันคลื่น และผนังกัน้ นา้ ทะเลจึงได้ ถกู สร้ างขึ ้นอย่างต่อเนื่อง
ในช่วงเวลานัน้ เครื่ องมือที่ใช้ สาหรับการเตือนภัย คลื่นสึนามิก็
คือวิทยุ ซึ่งเริ่มที่จะมีการใช้ อย่างแพร่หลาย ในปี 1941 ระบบเตือนภัย ส าหรั บ คลื่น สึน ามิที่ ใ ช้ วิท ยุไ ด้ ริ เ ริ่ ม น ามาใช้ ในพื น้ ที่ ซ านริ กุ(ชายฝั่ งที่อ ยู่ในทิศตะวันออกที่ สุดในด้ านมหาสมุทรแปซิฟิคของ
ประเทศญี่ ปน)ุ่ ในปี 1952 พื ้นที่เป้าหมายที่กาหนดใช้ ระบบเตือน
ภัยดังกล่าวได้ ขยายไปทั่วทัง้ ประเทศ และกฎหมายควบคุมของ
ระบบอุตุนิ ย มวิท ยาได้ มี ก ารประกาศใช้ ก่ อ นปี 1952 เพี ย งเล็ก น้ อ ย ระบบเตื อ นภัย คลื่ น สึน ามิชั่ ว คราวได้ ท างานประสบผลส าเร็ จ เป็ นอย่ า งดี ใ นเหตุก ารณ์ คลื่ น สึ น ามิ ที่ เ กิ ด ขึ น้ จากแผ่นดินไหวโตกาชิ – โอกิ(หน้ าที่ 1-2)
เราจะสามารถรั บ มื อ และเตรี ย มการกั บ เหตุ ก ารณ์ ภั ยธรรมชาติได้ อย่ างไร ?
โดย โนบูโอะ ชูโต ศาสตราจารย์เกียรติคณุ แห่งมหาวิทยาลัยโตโฮกุ
การปรั บ ปรุ ง โครงสร้ างสาธารณู ปโภคของประเทศอย่ า งต่ อเนื่อง
ในประเทศญี่ ปนุ่ ภายหลังจากปี 1960 ได้ เกิดการก่อ สร้ างโครงสร้ างสาธารณูป โภคและโครงสร้ างเพื่ อ ป้ องกัน ภัย พิบัติ
ธรรมชาติเพิ่ม ขึ ้นเป็ นอันมาก สาเหตุหลักที่ ทาให้ เกิดความเจริ ญรุดหน้ าทางด้ านนี ้เนื่องมาจาก แผนการเพิม่ รายได้ เป็ นสองเท่าของ
ประเทศ และจานวนเงินลงทุนที่มี เพื่อใช้ สาหรับการปรับปรุงและ
พัฒนาโครงสร้ างสาธารณูปโภคของประเทศ
งานก่อสร้ างทางด้ านวิศวกรรมโยธาก็ได้ มีความเปลี่ยนแปลง
เกิดขึน้ เช่นกัน วัสดุดิน ไม้ และ หินที่ ได้ นามาใช้ เป็ นวัสดุหลักใน
งานวิศวกรรมโยธามาแต่ก่อน ได้ ถูกทดแทนด้ วยการใช้ เหล็กกล้ าและคอนกรี ต นั่งร้ านไม้ ซุงได้ ถูกทดแทนด้ วยเหล็กท่ อ เครื่ องสั่น
กวนคอนกรี ตได้ ถกู นามาใช้ ในการเทคอนกรี ต เช่นเดียวกันนัน้ การใช้ เครื่ องจักรในงานก่อสร้ างอย่างแพร่ หลายทาให้ การก่อ สร้ างมีระยะเวลาทางานที่รวดเร็วขึ ้นและมีความเชื่อถือได้ ในคุณภาพมากขึ ้นโครงสร้ างที่ อ อกแบบเพื่ อ ป้ องกั น คลื่ น สึ น ามิน่ าเชื่อถือหรือไม่ ?

มี ค วาม

เหตุการณ์ คลื่นสึนามิที่เกิดสืบเนื่องจากแผ่นดินไหววาลดิเวียที่
ชิลีในปี 1960 ถือว่าเป็ นครัง้ แรกที่โครงสร้ างที่ออกแบบเพื่อป้องกัน
คลื่นสึนามิได้ ถกู ทดสอบจริงในสนาม คลื่นสึนามินี ้ส่งผลกระทบต่อทั ง้ ประเทศญี่ ปุ่ นตั ง้ แต่ ท างเหนื อ สุด ในฮอกไกโดจนถึ ง ส่ ว นปลายทางใต้ ในโอกินาวา คลื่นที่เกิดมีความสูง 6 เมตรในส่วนที่มี
ความสูงที่สดุ และ 3 - 4 เมตรในพื ้นที่อื่น ๆ เป็ นส่วนมาก ซึ่งคลื่นสึ
นามิเหล่านี ้สามารถที่จะป้องกันได้ ด้วยโครงสร้ างที่ มีอยู่ในเวลานัน้
กฎหมายเกี่ ย วกับ การเตรี ย มรั บ สาหรั บคลื่น สึน ามิวาลดิเวี ยได้ก่อ นหน้ านี ้ แม้ กระทั่งถนนไฮเวย์ ห ลักของประเทศเช่นถนน
หลวงสายที่ 1 ถึง 9 เป็ นถนนกรวด แต่ในปั จจุบนั แม้ กระทั่งถนน
ในไร่ ที่คนั่ ระหว่างที่แปลงต่าง ๆ จะมีการบดอัดอย่างดี ทานบกัน้น ้าและเขื่อนได้ ถกู สร้ างขึ ้นมาจนทาให้ ไม่ใคร่เกิดเหตุการณ์ นา้ ท่วมอีกต่อไป ดังที่แสดงในรูปที่ 1 จานวนผู้เสียชีวิตจากเหตุการณ์ ภัยธรรมชาติได้ ลดลงอย่างมากภายหลังจากปี 19602กาหนดอย่างชัดเจนไว้ ว่า “เครื่ องตรวจวัดเพื่อ ป้องกันคลื่นสึนามิ
จะต้ อ งมี การประกอบติดตัง้ ขึน้ ใหม่ แ ละโครงสร้ างที่ ใ ช้ ป้ องกัน
คลื่นสึนามิจะต้ องมีการเปลี่ยนแปลงใหม่” เพราะเหตุนี ้ จึงได้ มีการ
ก่อสร้ างโครงสร้ างทานบป้องกันคลื่นสึนามิขนาดยักษ์ ขึ ้นที่โอฟูนาโต และโครงสร้ างอื่น ๆ ที่มีขนาดใหญ่ คล้ ายคลึงกัน นอกจากนี ้ระบบเตือนภัยคลื่นสึนามินานาชาติจึงได้ มีการติดตังขึ้ ้นมาอีกด้ วยป้องกันโตเกียวจากเหตุการณ์น ้าท่วมซึ่งอาจจะเกิดครัง้ หนึ่งในรอบ
200 ปี เป็ นสิง่ ที่ไม่จาเป็ น”แผ่ นดินไหว Great East Japan Earthquake ในปี 2011เมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2011 แผ่นดินไหว Great East Japan ได้เกิ ด ขึน้ นั ก พยากรณ์ อุ ตุนิ ย มวิท ยาของญี่ ปุ่ นไม่ ส ามารถที่ จ ะประมาณการทานายการเกิ ดแผ่นดินไหวอย่ างถูก ต้ อ งได้ ตามทฤษฏีโครงสร้ างของแรงสัน่ สะเทือนจากแผ่นดินไหวในพื ้นที่ จากข้ อมูลการเฝ้าติดตามมาเป็ นเวลา 30 ปี บล็อกชันดิ้ นที่เกี่ยวข้ องในพื ้นที่ ทัง้ 3 บล็อ กจะเคลื่อ นตัวเป็ นอิสระต่อกัน ในขณะที่สาหรั บแผ่ น ดิ น ไหวที่ เ กิ ด ขึ น้ ครั ง้ นี ้ บล็ อ กชั น้ ดิ น ทั ง้ สามเคลื่ อ นตั วต่อเนื่องกัน ถ้ าโลกได้ กาเนิดเป็ นเวลา 5000 ล้ านปี และถ้ าอายุขยั
ของคนได้ ก าหนดไว้ ที่ 50 ปี เวลา 30 ปี ของการศึกษาทาง
ธรณีวทิ ยาสามารถเปรี ยบเทียบได้ กบั 10 วินาทีของการตรวจสอบ
สุขภาพของมนุษย์ ความผิดพลาดทางทฤษฎี ทางโครงสร้ างในพื น้ ที่ ร องรั บ แผ่ น ดิ น ไหวมี พื น้ ฐานมาจากสมมติ ฐ านที่ ว่ าปรากฏการณ์ ที่เ กิด ขึน้ ทัง้ หลายสามารถท าความเข้ า ใจได้ จ ากการศึกษาหาข้ อมูลเป็ นเวลาเพียง 30 ปี เท่านัน้ ความผิดพลาดนี ้จะสามารถแก้ ไขได้ โดยการเฝ้าติดตามศึกษาข้ อมูลต่อไปเป็ นเวลา
กว่า 300 – 400 ปี และการศึกษาในเชิงลึกอย่างละเอี ยดของ
คลื่นสึนามิที่ได้ เกิดขึ ้นก่อนหน้ านี ้ถึ ง ในช่ ว งเวลานั น้ ก็ ต าม ผู้ คนก็ ยั ง คงมี ค วามสงสั ย ในความสามารถของโครงสร้ างป้องกันคลื่นสึนามิ ตัวอย่างที่ ชี ้ให้ เห็นถึงความสงสัยนี ค้ ือข้ อ ความบรรยายใต้ รูปภาพใน รายงานคลื ่นสึนามิ ซานริ กุ ที่ มีบทความที่เกี่ ยวกับการเกิด คลื่นสีนามิวาลดิเวีย
(โดยกรรมการสารวจพื ้นที่ซานริ กุ) คาบรรยายใต้ ภาพบรรยายไว้
ว่า “เราสามารถควบคุมธรรมชาติได้ หรื อธรรมชาติหัวเราะเยาะ
เรา” อย่ างไรก็ตาม ไม่นานนักภายหลัง จากที่ ได้ มี การก่ อ สร้ างโครงสร้ างป้องกันคลื่นสึนามิแล้ วเสร็ จ คลื่นสึนามิที่เกิดขึ ้นจาก
แผ่นดินไหวโตคาชิ – โอกิ ได้ เข้ าซัดพื ้นที่ซานริ กุ เพราะว่าความสูง
ของคลื่ น สึ น ามิ นี ม้ ี ข นาดไม่ ม ากไปกว่ า คลื่ น สึ น ามิ ว าลดิ เ วี ยผลกระทบของคลื่นนี ้จึงถูกป้องกันได้ แทบจะสิ ้นเชิงเป็ นที่ชัดเจนว่าภัยธรรมชาติที่เกิดขึ ้นในระดับความรุนแรงไม่
มากนัก สามารถควบคุม ได้ โ ดยโครงสร้ างฝี มื อ มนุษ ย์ ดัง ที่ ไ ด้กล่าวถึง และสนับสนุนแนวความคิดที่วา่ ผลกระทบของคลื่นสึนามิหรื อแม้ แต่ภยั ธรรมชาติน ้าท่วมสามารถควบคุมได้ โดยโครงสร้ างที่
มนุษ ย์ ส ร้ างขึน้ ถึ ง แม้ จ ะเป็ นจริ ง ที่ ว่า โครงสร้ างสามารถที่ จ ะควบคุมภัยธรรมชาติได้ แต่ก็มีขีดจากัดในด้ านกาลังความสามารถ
ของโครงสร้ างนี ้ ผู้ค นรุ่ น ที่ ก่ อ สร้ างโครงสร้ างเหล่า นี ไ้ ด้ เ รี ย นรู้ความสามารถของโครงสร้ างในการป้ องกั น คลื่ น สึ น าผ่ า นเหตุการณ์ จ ริ งว่าโครงสร้ างสามารถรั บแรงได้ แต่อาจจะลืมไปว่า
โครงสร้ างเหล่านี ้ได้ ถึงขีดจากัดในด้ านความสามารถเชิงป้องกัน
ภัยแล้ ว ผู้คนรุ่นต่อไปจึงมีความมั่นใจตังแต่้ แรกเริ่ มว่าแรงกระทา
จากธรรมชาตินีส้ ามารถควบคุมได้ โดยโครงสร้ างที่ มีอยู่ แต่พวก
เขาก็ มิไ ด้ ค านึ ง ถึ ง ความจ าเป็ นที่ จ ะต้ อ งเตรี ย มการรั บ มื อ กั บเหตุการณ์ ที่เลวร้ ายที่สดุ ตัวอย่างของแนวความคิดเช่นนี แ้ สดงไว้
ในรายงานของรัฐบาลเมื่อเร็ว ๆ นี ้ที่สรุปไว้ ว่า “การสร้ างทานบเพื่อ

เราจะสามารถป้องกั นหรื อบรรเทาความเสียหายจากคลื่นสึ
นามิอย่ างไรในปี 1983 “ คูม่ ือสาหรับมาตรการป้องกันภัยพิบตั ิในพื ้นที่ที่มี
ความเสี่ยงสูงต่อคลื่นสึนามิ” (ฉบับร่าง) ได้ ถูกจัดเตรี ยมขึ ้นร่ วมกัน
โดยหน่วยงานจัดการด้ านแม่น ้า กระทรวงก่อสร้ าง และ หน่วยงาน
การประมง ในปี 1998 “คูม่ ือในการปรับปรุงระบบเตือนภัยคลื่นสึ
นามิตามแผนงานป้องกันภัยพิบตั ิท้องถิ่น ” ได้ ถูกจัดเตรี ยมขึ ้นโดย
ความเห็นชอบของหน่วยงานรัฐที่เกี่ยวข้ องกับคลื่นสึนามิจานวน 7แห่ง คู่มือทัง้ สองได้ กล่าวไว้ อย่างชัดเจนว่าคลื่นสึนามิขนาดใหญ่
ไม่สามารถป้องกันได้ โดยโครงสร้ างที่ มนุษย์ ส ร้ างขึน้ แต่ควรใช้
3ระบบป้องกัน ภัยพิบัติเพื่อ ป้องกันชี วิต ผู้คน และควรจะควบคุม
ป้องกันภัยพิบตั โิ ดยการสร้ างเมืองที่มีความต้ านทานต่อคลื่นสึนามิเป็ นอย่างสูง ดังนัน้ ตามแนวความคิด นี ้ จึงเป็ นที่ ค าดเดาได้ ว่าสาหรับคลื่นสึนามิขนาดใหญ่ที่เกิดจากแผ่นดินไหว ที่มีโอกาสเกิ ดหนึ่งครัง้ ในรอบพันปี ดังเช่น Great East Japan จะสามารถไหล
ทะลักเข้ ามาและทาลายโครงสร้ างที่ใช้ ป้องกันคลื่นสึนามิเหล่านี ้โดยการใช้ โครงสร้ างที่มนุษย์สร้ างขึ ้น สิง่ ที่สาคัญก็คือว่า “ในการที่
จะอาศัยอยู่บนเนินเขา ตัดสินเหตุการณ์ ด้วยสายตาของเราเอง
และแสวงหาที่ปลอดภัยตามสัญชาติญ าณของเราเอง” เป็ นสิ่ง ที่เราสามารถจะบรรเทาผลกระทบจากเหตุการณ์ ภัยธรรมชาติ และพื ้นฐานความคิดเหล่านี ้ไม่เคยเปลี่ยนแปลง
รูปที่ 1 แนวโน้ มสาหรับผู้เสียชีวติ และสูญหายจากเหตุการณ์
ภัยพิบัตธิ รรมชาติในประเทศญี่ปนุ่

สาหรับเหตุการณ์สนึ ามิในครัง้ นี ้ ได้ พบเห็นตัวอย่างเป็ นจานวน
มากที่ การพึ่ง พาโครงสร้ างเพื่ อ ป้ องกัน ภัยพิบัติ และการพึ่ง พาข้ อมูลเหล่านี ้ซึ่งก่อให้ เกิดความเสียหาย ตัวอย่างเช่น ถึงแม้ ว่าพื ้นที่
คิริคริ ิของเมืองโอซูชิในเขตอิวาเตะ อยู่นอกพื ้นที่ น ้าท่วมจากคลื่นสึ
นามิตามที่กาหนดไว้ โดยทางเขต และได้ มีการย้ ายชุมชนไปยังเนิน
เขาด้ านบนในปี 1933 แต่อัตราการเสียชี วิตได้ พบว่า เป็ นจานวน
สูงสุดในบรรดาเขตที่ได้ รับผลกระทบจากคลื่นสึนามิ ในโตอุนิ -ฮองโก ในเมื อ งคามาอิ ชิ เขตอิ ว าเตะ คุณ ย่ า คนหนึ่ ง ที่ เ คยผ่ า นประสบการณ์ เหตุการณ์ คลื่นสึนามิโชวาซานริ กุในปี 1933 ซึ่งมีที่
อยู่อาศัยอยู่บนเนินเขา มองหาที่ หลบภัยบนเนินเขาที่มีระดับสูง
กว่าภายหลังจากที่ เกิดแผ่นดินไหว ลูกสาวของเธอผู้ซึ่งอาศัยอยู่
บนเนินเขาเช่นเดียวกัน ก็รีบหาที่หลบภัยทันทีเพราะว่าพวกเขาได้
มีการตกลงกันไว้ ว่าจะต้ องหาสถานที่ปลอดภัย เมื่อไรก็ตามที่เกิด
แผ่นดินไหวขึ ้น หลานชายอายุ 40 ปี ผู้ซึ่งอาศัยอยู่พื ้นที่ที่มีระดับ
ต่ากว่า ไม่สามารถหลบภัยคลื่นสึนามิได้ ทันเพราะว่าเขาเชื่ อ ว่าทานบป้องกันคลื่นระดับสูงสามารถปกป้องเขาได้ หลังจากที่เห็น
ว่าคลื่นสึนามิได้ ทะลักผ่านทานบ เขาได้ พยายามวิ่งหนีขึ ้นรถ แต่ไม่สามารถหลบหนีจากคลื่นได้

■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 3-5)
โครงสร้ างตามแนวชายฝั่ ง: สิ่งที่เรี ยนรู้ จากแผ่ นดินไหวและ
คลื่นสึนามิโดย ทากาฮิโร ซูกาโน สถาบันวิจยั ท่าเรื อและท่าอาศยาน
บทนาเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2011 แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สดุ เท่าที่
เคยบันทึกไว้ ในญี่ ปนไดุ้่ เกิดขึ ้นที่นอกชายฝั่ งย่านโตโฮกุ ซึ่งได้ รับการตังชื้ ่อว่า “แผ่นดินไหวปี 2011 นอกชายฝั่ งแปซิฟิคในโตโฮกุ ”โดยสถาบันอุตนุ ิยมวิทยาของญี่ ปนุ่ แผ่นดินไหวขนาด Mw = 9.0
ได้ ก่อ ให้ เกิดการสั่นไหวอย่างรุ นแรงของพืน้ ดินส่งผลกระทบต่อ
เกาะฮอนชูตงั ้ แต่อ่า วโตเกี ยวไปจนถึงด้ านเหนื อ ของเกาะ และก่อให้ เกิดกลุม่ คลื่นสึนามิซึ่งทาความเสียหายแก่บ้านเรื อนที่ตงอยูั้ ่ตามชายฝั่ งอย่างต่อ เนื่ อ งตลอดพืน้ ที่ อาฟเตอร์ ช็อ คขนาดใหญ่
(Mw > 7) ได้ เกิดขึ ้นหลังจากเหตุการณ์ แผ่นดินไหว ซึ่งเพิ่มเติม
ความเสียหายที่ เกิดขึน้ ในพืน้ ที่ ร อบชายฝั่ ง โตโฮกุระหว่างภาวะ
ฉุกเฉินและการช่วยเหลือผู้ประสบภัย

ระบบโครงสร้ างป้ องกั น คลื่ น สึ น ามิ ที่ ใ ช้ อยู่ ใ นปั จจุ บั น มีความสามารถในการป้องกันคลื่นสึนามิที่อาจจะเกิดขึ ้นครัง้ หนึ่งใน
รอบหลายสิบปี หรื อ กว่าหนึ่งร้ อยปี แต่ยังคงมีการศึกษากันอยู่
เกี่ยวกับความจาเป็ นของโครงสร้ างที่เชื่อถือได้ ว่าสามารถควบคุม
ความเสีย หายและรั บมื อ คลื่น สึน ามิที่มี ขนาดความรุ นแรงมาก
ยิ่งขึ ้นได้

รายงานนี ร้ วบรวมสิ่งที่ ได้ พบเห็นตามข้ อ สรุ ปของที มนักวิจัย
จากหน่ ว ยงานวิจัย ท่ า เรื อ และท่ า อาศยาน ที่ ไ ด้ ท าการศึก ษาโครงสร้ างชายฝั่ งเป็ นระยะทางประมาณ 600 กิโลเมตรตามชายฝั่ งรวมทัง้ งานทดสอบและงานวิเคราะห์ หลังจากเหตุการณ์ สิ่งที่พบ
สาหรั บการสัน่ สะเทือ นของพื ้นดินจากแผ่นดินไหวครั ง้ นีก้ ็คือช่วง

อย่างไรก็ตาม ชีวิตผู้คนก็ไม่สามารถป้องกันอย่างสมบูรณ์ ได้
4ระยะเวลาการสั่นที่ยาว และความถี่ของการสัน่ ที่ สงู เพราะเหตุนี ้ระดับ ความเสี ย หายของโครงสร้ างเนื่ อ งจากการสั่น สะเทื อ นค่อ นข้ า งน้ อ ย การที่ ได้ ศึกษาถึ งปั ญ หานี ไ้ ว้ พื น้ ที่ เป็ นวงกว้ างจึ งสามารถให้ เ ข้ า ใจถึ ง รู ป แบบของความเสี ย หายตลอดทั่ว พื น้ ที่ทังหมดที
้่มีผลกระทบเนื่องจากแผ่นดินไหว โดยการแยกแยะความ
เสียหายของโครงสร้ างเนื่องจากการสัน่ ไหวของพื ้นดินอย่างรุนแรงและ ผลกระทบทางอ้ อมอื่น ๆ (เช่น ภาวะดินเหลว การวิบตั ิของดิน
ดินทรุดตัว) ซึ่งเกิดจากการท่วมพื ้นที่ของคลื่นสึนามิในเวลาต่อมาส่ว นที่ สัง เกตุเ ห็ น ได้ ชัด ส าหรั บ ความเสี ย หายที่ เ กิ ด ขึน้ จากแรงสัน่ สะเทือนคือการที่ โครงสร้ างกาแพงเขื่อนเอียงตัวลงไปด้ านทะเลและการจมลงของดินที่อยู่ด้านหลังกาแพงเขื่อน การเอียงตัว
ของกาแพงเขื่อ นลงไปทางทะเล ซึ่งมีขนาดน้ อยเมื่อ เที ยบกันกับ
ส่วนกลางของขนาดการเอียงตัว ที่ปลายเขื่อน มักจะแสดงให้ เห็นเป็ นส่วนโค้ งเล็กน้ อยดังแสดงในรูปภาพที่ 1 จานวนของการจมลง
ของพื ้นดินด้ านหลังกาแพงเขื่อนมีแนวโน้ มที่จะเพิ่ม ขึ ้นสอดคล้ องกันกับขนาดของการเอี ยงตัว ด้ านทะเล เพราะเหตุนี ้ โครงสร้ างที่
จอดเรื อทังหมดไม่
้อยู่ในสภาพใช้ งานได้

ความเสียหายต่ อโครงสร้ างรอบชายฝั่ งรู ปภาพที่ 1 ความเสียหายกับเขื่อนเข็มเหล็กพืดในท่ าเรื อฮอกไกโด ในปี 1993 จากเหตุการณ์ แผ่ นดินไหว ฮอกไกโด –นานเซอิ – โอกิในหลายกรณี สภาพของโครงสร้ างที่ ได้ ตรวจพบในเวลาที่ทา
การสารวจเป็ นผลกระทบร่ วมกันเนื่องจากแผ่นดินไหวและคลื่นสึ
นามิ และการที่ พ ยายามจะพิ จ ารณาถึ ง ล าดับ การเกิ ด ความเสียหายและผลกระทบเนื่องจากแรงสัน่ สะเทือนและคลื่นสึนามิไม่
สามารถจะแยกแยะได้ ใ นสนาม สมมติฐ านเหล่ า นี ข้ ึน้ อยู่ กั บความเห็นทางวิศวกรรม โดยประสบการณ์ ด้านวิศวกรรมโครงสร้ างชายฝั่ งและแผ่นดินไหว และความพยายามในการทางานวิเคราะห์
กรณี ศึ ก ษา (ดั ง เช่ น ในการวิ เ คราะห์ ศึ ก ษา “หลั ก ฐานทาง
อาชญากรรม”) ของเหตุการณ์ ที่เกิดขึ ้นเช่นเดียวกัน การตีความ
ของกลไกการวิบัติห ลาย ๆ กรณี ที่ ไ ด้ แ สดงไว้ ใ นรายงานเป็ นความเห็น ซึ่งจะต้ องปรับเปลี่ยนภายหลังเมื่อได้ รับข้ อมูลมากขึน้ ในจุดต าแหน่ง ที่ ส าคัญ ต่า ง ๆ สิ่งที่ พ บและค าแนะน าที่ ได้ ใ ห้ ไ ว้ ในรายงานเบื ้องต้ นมีจุดประสงค์เพื่อ นาไปสู่การพูดคุย แลกเปลี่ยน
ความคิด เห็ น ภายในแวดวงวิศ วกรรมท่ า เรื อ สนั บ สนุน ความพยายามในด้ านการศึกษาวิจยั และสุดท้ ายเพื่อเพิ่มพูนองค์ความรู้
และให้ ได้ หลักการปฏิบตั กิ ารที่ดีที่สดุ

เมื่ อ มี ก ารวิ เ คราะห์ พิ จ ารณาถึ ง ความเสี ย หายแก่
โครงสร้ างก าแพงเขื่ อ นเข็ ม เหล็ ก พื ด ในท่ า เรื อ โซมาระหว่ า งแผ่นดินไหวนอกชายฝั่ งแปซิฟิกในโตโฮกุ ปี 2011 ดังที่แสดงไว้ ในรูปภาพที่ 2 ซึ่งพอที่จะสรุปได้ อย่างสมเหตุสมผลว่าความเสียหายในก าแพงเขื่ อ นสื บเนื่ อ งมาจากการสั่นสะเทื อ นของพื น้ ดิน และต่อเนื่อ งด้ วยคลื่นสึนามิ อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาสารวจพื ้นที่
ภายหลังจากเหตุการณ์ ภัยพิบตั ิ ได้ พบร่ องรอยเป็ นจานวนมากถึง
ความเสียหายที่มีสาเหตุเนื่องมาจากการสัน่ สะเทือนของพื ้นดินซึ่ง
ไม่สามารถแยกออกได้ ว่าเป็ นสาเหตุเนื่อ งจากคลื่นสึนามิ เพราะ
เหตุนีเ้ นื่ อ งจากความแตกต่า งของความเสียหายเนื่ อ งจากการ
สัน่ สะเทื อนของพื ้นดิน และคลื่นสึนามิ สาเหตุของความเสียหาย
จึงได้ รั บการศึก ษาอย่ างละเอี ยดต่อ ไป ความแตกต่า งระหว่า งรูปภาพที่ 1 และ 2 ก็คือว่า ในขณะที่ความเสียหายแทบจะอยู่ ในระดับเดียวกันสาหรั บกาแพงเขื่อนทัง้ สอง ความเสียหายทัง้ หมดเกิดที่กาแพงเขื่อนตามรูปภาพที่ 1 ในทางตรงกันข้ ามกัน สาหรับ
ท่าเรื อโซมา ความเสียหายเกิดขึ ้นที่ส่วนปลายและส่วนความยาว
ประมาณ 30 เมตรของกาแพงเขื่อนทังหมด
้ในขณะที่สว่ นอื่น ๆ ยังอยู่นสภาพใช้ งานได้ รายละเอี ยดของลาดับขัน้ ตอนการวิบัติในปั จ จุบัน ยัง ไม่เป็ นที่ ท ราบดี ผมได้ วางแผนในการที่ จ ะศึกษาให้

ในรายงานฉบับนี ้ ผมอยากจะขอกล่าวถึงความเสียหายทั่วไปที่
เกิดขึ ้นเนื่ องจากผลกระทบร่ วมกันจากการสั่นสะเทื อนเนื่ องจาก
แรงแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิ และขอแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับ
แนวความคิดในการออกแบบในอนาคตโดยให้ พิจารณาทังผลของ
้แรงแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิ
5ชั ด เจนถึ ง กลไกการวิ บัติ นี โ้ ดยการทดลองและวิ เ คราะห์ เ ชิ งคณิตศาสตร์
รูปภาพที่ 2 ความเสียหายกับเขื่อนเข็มเหล็กพืดในท่ าเรื อโซมา จากเหตุการณ์ แผ่ นดินไหว 2011 Great East Japana) ความเร่ ง ตอบสนองมี ค่ า สู ง ค่ า การเคลื่ อ นตั ว สู ง วั ส ดุเสื่อมสภาพลง เช่นการเกิดดินเหลว และการเติบโตของรอยแตกb) แรงกระทาจากคลื่นสึนามิ แรงดันจากการไหลของนา้ เช่น แรงดึง แรงลอยตัว แรงกระแทกของวัสดุที่ลอยน ้าระหว่างที่คลื่นสึ
นามิกระทบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างที่คลื่นสึนามิซดั เข้ ามาจากทะเล ภาวะการสูญเสียเสถี ยรภาพของแรงดันนา้ ในพืน้
อาจจะเกิดขึ ้นได้ เช่นเดียวกันกับปรากฎการณ์ drawdownดังที่แสดงในรูปที่ 1 (ด้ านล่าง)แนวความคิดใหม่ ในการออกแบบที่พิจารณาทัง้ ผลกระทบ
ของทัง้ แผ่ นดินไหวและสึนามิ
มาตรฐานการออกแบบสาหรั บโครงสร้ างท่าเรื อ ในประเทศญี่ ปนไดุ้่ มีการปรับปรุง แก้ ไขครัง้ ใหญ่ในปี 2007 สิ่งที่ เป็ นจุดเด่นที่ สุด ส าหรั บ มาตรฐานการออกแบบอัน ใหม่นี ก้ ็ คื อ การอ้ า งอิ งแนวความคิ ด “วิ ธี ก ารออกแบบโดยขึ น้ กั บ สมรรถนะ” ในขณะเดี ย วกัน มาตรฐานการออกแบบอั น ใหม่นี ไ้ ด้ ก าหนดให้
สอดคล้ องกันกับสิง่ ที่ได้ ค้นพบและองค์ความรู้ใหม่ในด้ านเกี่ยวกับวิศ วกรรมแผ่นดิน ไหว ตามมาตรฐานการออกแบบนี ้ ควรที่ จ ะศึกษาและประเมินความเสียหายโดยพิจ ารณาถึงแรงกระทาจาก
การสัน่ ไหวของแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิจากแผ่นดินไหว 2011นอกชายฝั่ งแปซิฟิคของโตโฮกุ เพื่อ ที่จะนามาปรับปรุงมาตรฐาน
การออกแบบต่อไป
แนวความคิดของ “วิธีการออกแบบโดยขึ ้นกับสมรรถนะ” เป็ นหลักพื ้นฐานของมาตรฐานการออกแบบชนิดใหม่ “จุดประสงค์การใช้ งานของโครงสร้ าง” เป็ นเป้าหมายสูงสุดของระบบการออกแบบ
ดังนัน้ “ข้ อกาหนดของระดับสมรรถนะของโครงสร้ าง” ได้ ระบุอยู่ใน
“กฎกระทรวง” เพื่ อ ที่ จ ะให้ ไ ด้ ส อดคล้ อ งตามจุด ประสงค์ ข องโครงสร้ าง ในลักษณะภาษาทั่วไป สามารถเข้ าใจง่ายได้ แก่บุคคล
ทัว่ ไป นอกจากนี ้ “เกณฑ์ระดับสมรรถนะของโครงสร้ าง” ได้ ระบุไว้
เพื่ อ ให้ สามารถได้ ตามข้ อก าหนดของระดั บ สมรรถนะของ
โครงสร้ างโดยการใช้ ค าศัพ ท์ ใ นทางเทคนิค เพื่อ ที่ จ ะให้ เกณฑ์
เหล่านีส้ ามารถที่จะเข้ าใจได้ อ ย่างถูกต้ อง ชัดแจ้ งโดยวิศวกร ในท้ ายที่สดุ ระดับสมรรถนะของโครงสร้ างสามารถวัดผลได้ ด้วยการ
ใช้ “วิธีการวัดสมรรถนะของโครงสร้ าง”ในแง่ของเทคนิ คปฏพีศาสตร์ ถ้ าเราสรุ ปความเสียหายของ
โครงสร้ างตามขันตอน
้ระยะเวลาที่เกิดเนื่องจากแผ่นดินไหวและสึ
นามิ ความเสียหายเหล่านี ้สามารถสรุปได้ ดงั นี ้รูปที่ 1 กลไกการพังทลายลงของคันกัน้ คลื่น
ในปั จ จุบันนี ้ สาเหตุของความเสียหายและกลไกที่ ทาให้ เกิดความเสี ย หายที่ แ ท้ จ ริ ง จากคลื่น สึน ามิยัง ไม่สามารถแยกแยะ
ออกมาให้ กระจ่างได้ เรากาลังส่งเสริ มการศึกษาวิจัยเกี่ ยวกับการ
ทดลองและการวิเคราะห์ทางคณิ ตศาสตร์ เพื่อ ที่จ ะศึกษากลไกล
ความเสียหายที่มีผลร่วมมาจากแผ่นดินไหวและสึนามิ ในการที่จะ
กาหนดแนวความคิดในการออกแบบขึ ้นใหม่สาหรับโครงสร้ างตาม
ชายฝั่ งให้ เป็ นแบบ “การออกแบบให้ โครงสร้ างมีความเหนียวต่อ
การพังทลาย” ต่อแรงกระทาร่วมกันระหว่างแผ่นดินไหวและคลื่นสึ
นามิ จะต้ องมีการกาหนดสภาพนา้ หนักบรรทุก ระดับ สมรรถนะ
ของโครงสร้ างที่ต้องการ ข้ อกาหนดของโครงสร้ าง และวิธีการใน
การตรวจสอบ ข้ อกาหนดน ้าหนักบรรทุกได้ แสดงในตารางที่ 1 ซึ่งได้ มี ก ารก าหนดให้ มี ก ารผสมผสานของน า้ หนัก บรรทุ ก ไว้ ใ ห้เหมาะสม สาหรับคันป้องกันคลื่นที่ ต้อ งการออกแบบให้ มีความ
เหนียวพังทลายยาก จะมีการอ้ างอิงกับข้ อ กาหนดในตารางที่ 1เช่น กัน ในกรณี ที่ เกิ ดคลื่ นสึน ามิข นาดใหญ่ มาก ๆ การตีค วามข้ อกาหนดที่ต้องการของโครงสร้ างจะค่อนข้ างยากเช่น “สามารถใช้ งานได้ ” และ “ซ่ อ มแซมได้ ” ให้ เป็ นเกณฑ์ ส มรรถนะของ
โครงสร้ าง และในสภาวะปั จจุบนั ยังเป็ น การยากที่จะสามารถวัด
ตรวจสอบการออกแบบให้ ถกู ต้ องอีกด้ วยในปั จ จุบัน เราสามารถ “ออกแบบ” ในกรณี ของคลื่นสึนามิ
กรณีที่เกิดขึ ้นบ่อยครัง้ ที่สดุ ในทางตรงกันข้ าม ในกรณี ของคลื่นสึ
นามิที่ใหญ่ที่สดุ เราเสนอเพียงแต่ “แนวความคิดในการออกแบบ”6หลัง จากที่ ไ ด้ เ รี ย นรู้ จากบทเรี ย นที่ เ กิด ขึน้ ในปี 1995 ส าหรั บแผ่นดินไหว เฮียงโกเคน – นามบุ แนวความคิดที่ใช้ การสัน่ ไหวของ
แผ่นดินไหวระดับ 1 และ ระดับ 2 ได้ มีการริ เริ่ มนามาใช้ และกว่า
จะมีการยอมรั บในแนวความคิดในเชิงการออกแบบป้องกันแรง
แผ่นดินไหวโดยการใช้ ระดับการสั่นไหวของพื ้นดินเป็ น 2 ระดับต้ องใช้ เวลาหลายปี ทีเดียว เช่นเดียวกัน อาจจะต้ องใช้ เวลาหลายปี
เพื่อ ที่ จ ะตกลงใช้ แนวความคิดใหม่เพื่อ ต้ านทานแรงคู่ควบจาก
แผ่นดินไหวและสึนามิ กว่าที่ จะได้ รับการยอมรับจากผู้เกี่ ยวข้ อ งเช่น ผู้ออกแบบ เจ้ าหน้ าที่ด้านการก่อสร้ าง ผู้ออกกฎระเบียบ และอื่น ๆ
■■■■แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ และนา้ ท่วมจ านวนมากค่อ นข้ างจะน้ อ ยมาก ดังนัน้ อัตราส่วนความปลอดภัยสาหรับแรงสัน่ สะเทือนจาก
แผ่นดินไหวเกินกว่า 1 จึงไม่ถือว่าเป็ นข้ อกาหนดบังคับข้ อ ก าหนดอี ก ข้ อ หนึ่ ง ก็ คื อ ได้ มี ก ารก าหนดเป้ าหมายที่ จ ะซ่อ มแซมบูร ณะความเสี ยหายของเขื่อ นป้องกันนา้ ให้ แล้ ว เสร็ จภายในระยะเวลาอันสัน้ โดยทั่วไปภายใน 14 วัน ในการที่ จ ะทางานให้ ได้ ตามเป้าหมายนี ้ จาเป็ นที่จะต้ องนาหลักการออกแบบ
ป้องกันแผ่นดินไหวตามสมรรถนะ ซึ่งจะต้ องมีการตรวจสอบการเสี ย รู ป ของเขื่ อ นป้ องกัน น า้ ท่ ว มที่ เ ป็ นไปได้ ภายใต้ ส ภาพแรง
แผ่นดินไหวที่ออกแบบไว้ แล้ วเปรี ยบเทียบกันกับระดับการเสียรูปหรื อ เคลื่อนตัวของเขื่อนที่ยอมรับได้ ถ้ าค่าที่ได้ เกินกว่าขีดจากัดที่
ยอมให้ ให้ ต รวจสอบผลที่ จ ะต้ อ งมีการบรรเทาความเสียหายที่
เกิดขึ ้น ตามกรอบแนวความคิดนี ้ ในบทความนี จ้ ะแสดงให้ เห็นว่า
เกิดอะไรขึ ้นกับเขื่อนป้องกันน ้าท่วมระหว่างเหตุการณ์ แผ่นดินไหว
Great East Japan ในปี 2011 และกรณี ความสาเร็ จ ในการ
บรรเทาความเสียหายที่เกิดขึ ้น■(หน้ าที่ 6-8)
ความเสี ยหายแก่ เขื่อนป้องกั นนา้ ท่ วม และขัน้ ตอนในการ
บูรณะซ่ อมแซมและก่ อสร้ างขึน้ ใหม่โดย อิกูโอะ โตวาตตะ, ศาสตราจาย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ โยธามหาวิทยาลัยโตเกียว

ความเสียหายเนื่ องจากแรงแผ่ น ดินไหวแก่ เขื่อนป้องกันนา้ท่ วมในปี 2011บทนารูปที่ 1 แสดงตาแหน่งของแม่นา้ และเขื่อนป้องกันนา้ ท่วมที่จะได้ กล่าวถึงในบทความนี ้ สิ่งแรกก็คือ เขื่อ นป้องกันนา้ ท่วมของ
แม่น ้าโตเนะที่ซาวารา (รูปภาพที่ 1) แสดงให้ เห็นถึงความเสียหาย
ทัว่ ไปที่เกิดขึ ้นสาหรับเขื่อนที่ตงอยูั ้ ่บนดินเหลวด้ านล่าง: การจมตัว
ลงของดินด้ า นบนและรอยแยกตามทางยาวที่ เ กิ ด จากการแผ่
ออกไปด้ า นข้ า งของดิ น เช่ น เดี ย วกั น กรณี ทั่ ว ไปอื่ น ๆ ที่ พ บตาแหน่งของเขื่อนนีเ้ คยเป็ นส่วนหนึ่งของร่ องนา้ และมีการทับถมด้ วยดินทรายตามธรรมชาติหรื อ กระบวนการก่อ สร้ าง ก่อ ให้ เกิดสภาพพื ้นดินที่เสี่ยงต่อการเกิดดินเหลว
กรณี ศึกษาที่ น่าสนใจก็คือ ดังที่ แสดงไว้ ในรู ปภาพที่ 2 ซึ่งเกิด
การเสียรูป เคลื่อนตัวออกตัวอย่างหนักได้ เกิดขึ ้น ถึงแม้ ว่าจะเป็ นดินเหนียว ซึ่งเป็ นดินไม่ละลายออกไปได้ เพราะว่าการเคลื่อนตัวที่
เกิดขึน้ ในเขื่อ นป้องกันนา้ ท่วมเป็ นการจมตัวลงที่ส่วนบนและเกิด
การแผ่ตวั ออกด้ านข้ าง ซึ่งเป็ นลักษณะทั่วไปของการเคลื่อนตัวสืบ

ปรัชญาทั่วไปสาหรับการออกแบบป้องกันแผ่นดินไหวสาหรับ
โครงสร้ างเขื่ อ นป้ องกั น น า้ ท่ ว มในประเทศญี่ ปุ่ นได้ ขึ น้ อยู่ กั บแนวความคิดของอัตราส่วนความปลอดภัยมากกว่า 1 เช่นเดียวกัน
กับการออกแบบโครงสร้ างอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม มีปัจ จัยสาคัญ 2ประการที่ต้อ งนามาพิจารณาสาหรับเขื่อนป้องกันนา้ ท่วม ปั จจัยแรกก็คือ ปั จจัยในทางการเงิน ซึ่ง งบประมาณที่ ตงไว้ั ้ สาหรั บการบูรณะซ่อมแซมเพื่อป้องกันแรงแผ่นดินไหวต่อหน่วยความยาวของ
เขื่อ นป้องกันนา้ ท่วมมีจ ากัดเพราะว่าความยาวทัง้ สิ ้นของเขื่อ นป้องกันน ้าท่วมที่มีความเสี่ยงจากแรงแผ่นดินไหวมีระยะความยาวมาก ประการที่ สองก็คือ การที่ เกิดอัตราส่วนความปลอดภัยของ
โครงสร้ างน้ อยกว่า 1 มิได้ หมายความว่าจะต้ อ งมีความเสียหาย
อย่างทันทีทันใดหรื อการเกิดน ้าทะลัก ผ่านเขื่อนเข้ ามา เพราะว่า
ความน่ าจะเป็ นที่ จ ะเกิด เหตุการณ์ ร้ ายแรงติด ต่อ กันทัน ที ข อง7เนื่ อ งมาจากดิน เหลวในตลิ่ง ทานบป้องกันน า้ ความเสี ยหายที่
แสดงในรู ปภาพที่ 2 ชี ใ้ ห้ เห็นว่าเกิดจากภาวะดินเหลวภายในตัว
เขื่อนป้องกันน ้าท่วมเอง กลไกการวิบตั ติ ามแนวความคิดนี ้ถือว่าสิ่งที่ ได้ ศึกษามาก่อ นโดย ซาซากิ และคณะ (1994) คาเนโกะ และ
คณะ (1996) สาหรั บ กรณี ที่เกิ ดกับแม่นา้ ทาคาชิ และคูชิโรในปี
1993 (รูปที่ 3):1) เขื่อนป้องกันน ้าท่วมจมลงไปในดินด้ านล่างที่เป็ นดินเหนียวอ่อน
เพราะว่าการเกิดยุบตัวลงของดิน
2) ส่วนที่ จมลงมีสภาพการระบายนา้ ออกที่ไม่ดี จากการซึมลงใต้
ดินของน ้าฝนและการซึมขึ ้นมาของน ้าใต้ ดิน เพราะว่าระดับของ
ดินนี ้อยู่ต่ากว่าผิวหน้ าดิน และดินด้ านข้ างเป็ นดินเหนียวที่นา้ ซึมผ่านได้ ไม่ดีเท่า
3) กระบวนการของการจมลงของและ ในต่อ มาการขยายตัวออกด้ านข้ างของดินเกิดขึ ้นเนื่องจากการที่ดิน ด้ านล่างสูญเสียความ
คงตัว และ สูญเสียกาลังต้ านทานการเกิดดินเหลว

East Japan ในปี 2011ถื อ ว่า เป็ นโอกาสที่ จ ะทดสอบระบบ
กระบวนการนี ้ แต่กระบวนการบรรเทาความเสียหายที่ ตงั ้ ไว้ ไ ด้ออกแบบไว้ เผื่อแผ่นดินไหวระดับ 1 ซึ่งเกิด 1 ครัง้ ทุก ๆ 50 ถึง 70
ปี ถึง แม้ ว่า ได้ มี การใช้ กรวดเพื่ อ ระบายนา้ แล้ ว เสร็ จ ที่ โอมิกาวา
สาหรับแม่น ้าโทเนะ ในขณะที่เสาเข็มทรายบดอัดได้ นามาใช้ อย่าง
มีประสิทธิภาพที่ชิโม- นากาโนเมะ ในแม่นา้ นารุเซะ (รูปที่ 1) แต่เนื่องจากรายละเอียดที่ได้ มีจานวนมากไม่สามารถที่จะแสดงได้ ในบทความนี ้ทังหมด;้จึงขอให้ อ้างอิงกับ โตวาตะ (2012)ที่ซาเกอิในอิบารากิ เขื่อ นกัน้ แม่นา้ โตเนะได้ มีการเสริ มกาลัง
โดยการใช้ กาแพงเข็มพืดเหล็กใต้ ดิน (เพื่อลดการซึมไหลผ่านของนา้ ) ร่ วมกันกับคันกัน้ นา้ ด้ านแม่นา้ ระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหว ไม่เกิดการเสียรูป เคลื่อนตัวของดินในด้ านที่อยู่ติดแม่นา้ (รูปภาพที่
3) ในทางตรงกันข้ าม ด้ านพื ้นดินของเขื่อนป้องกันนา้ ท่วมเสียรู ปเคลื่อนตัวออกเนื่องจากการเกิดดินเหลวในดินฐานราก ซึ่งระดับนา้ใต้ ดนิ อยู่ภายใน 50 เซนติเมตรใต้ ระดับผิวดิน (จากการสารวจของ
ผู้แต่งบทความเมื่อเดือนเมษายน 2012) ส่วนโครงสร้ างที่เสียหายได้ ทาการแก้ ไขโดยการตอกเข็มพืดลึก 8 เมตรตามแนวปลายของ
ส่วนแนวลาดของคัน (รูปภาพที่ 4) รูที่อยู่ในเข็มพืดยอมให้ เกิดการ
ไหลออกของนา้ ใต้ ดินเพื่อ ให้ ร ะดับนา้ ในเขื่อ นป้องกัน นา้ ท่วมมี
ระดับต่าลงระหว่างที่ระดับน ้าอยู่สงู ในแม่น ้าปั ญหาที่เกี่ยวข้ องกับการเกิดดินเหลวภายในโครงสร้ างทาให้ เกิดความยากลาบากในการตรวจสอบเขื่ อ นป้ องกันนา้ ท่วม และระบบการระบายน ้าออกสาหรับโครงสร้ างชนิดนี ้รูปที่ 1 ตาแหน่งของความเสียหายในเขื่อนป้องกันน ้าท่วม
รูปภาพที่ 1 การเสียรูป และเคลื่อนตัวอย่างหนัก ของเขื่อนป้องกันนา้
ท่วมที่แม่น ้าโตเนะ
รูปภาพที่ 2 การเสียรูป และเคลื่อนตัวอย่างหนัก ของเขื่อนป้องกันนา้
ท่วมที่แม่น ้าฮินเู มะรูปที่ 2 ภาพแสดงกลไกการเกิดดินเหลวภายในของเขื่อ นป้องกันนา้
ท่วมรูปภาพที่ 3 ด้ านติดกับแม่น ้าของเขื่อนป้องกันน ้าท่วมของแม่นา้ โตเนะที่ซาเกอิ ที่ไม่เกิดความเสียหาย (การสร้ างเขื่อนป้องกันนา้ ท่วมขึ ้นใหม่ได้ เริ่มเมื่อเดือนเมษายน 2012)รูปภาพที่ 4 การก่อสร้ างขึ ้นใหม่ในด้ านพื ้นดิน ของเขื่อนป้องกันนา้
ท่วมที่แม่น ้าโตเนะในซาเกอิโดยการติดตังก้ าแพงเข็มพืดแบบมีรู
การวิเคราะห์ เชิงคณิตศาสตร์

กระบวนการบรรเทาสาธารณภั ยที่ ประสบผลสาเร็ จ ส าหรั บความเสียหายที่เกี่ยวเนื่องกับดินเหลวในเขื่อนป้องกันนา้ ท่ วมเพราะว่ามีการตระหนักถึงความปลอดภัยต่อแรงแผ่นดินไหว
สาหรั บเขื่อ นป้ องกัน นา้ ท่ว มในช่ว งทศวรรษที่ ผ่า นมา จึง มีก ารจัดตัง้ กระบวนการบรรเทาความเสียหายขึ ้น แผ่นดินไหว Great
8ผู้แต่งบทความขอเสนอการทาโมเดลของทรายเหลว
เพื่อที่จะหาระดับสมรรถนะ (การเคลื่อนตัว) ของโครงสร้ างภาจใต้
การสัน่ ไหวอย่างรุนแรง (โตวาฮาตะ และคณะ 1999 และ 2010)และสร้ างโปรแกรมในการวิเคราะห์เชิงคณิตศาสตร์ ขึ ้น รูปที่ 3 เป็ นตัวอย่างโมเดลของเขื่อ นป้องกันนา้ ท่วมที่ ใช้ ในการวิเคราะห์ ซึ่งระดับสมรรถนะ (การยุบตัวที่ส่วนบนสุด) ได้ มีการทาให้ ดีขึ ้นโดย
การใช้ กาแพงเสาเข็มพืดที่ฝังลงไปใต้ ดิน คันดินที่ใช้ น ้าหนักถ่วงหรื อทังสองอย่้าง (รูปที่ 4) ผลของการวิเคราะห์การไหลดังที่แสดง
ในรูปที่ 5 แสดงให้ เห็นว่าการผสมผสานระหว่างกาแพงเข็มพืดและ
คันดินที่ใช้ น ้าหนักถ่วงสามารถลดการยุบตัวที่ส่วนบนสุดได้ ให้ ต่ากว่า 50 % หลังจากการสัน่ ไหวอย่างรุนแรงและดินไหลเป็ นเวลา
20 วินาที
รูปที่ 3 โมเดลของเขื่อ นป้องกันน ้าท่วมที่เกิดดินเหลวในฐานราก
สาหรับการวิเคราะห์ระดับสมรรถนะของโครงสร้ างรู ป ที่ 4 ก าแพงเสาเข็ม พื่ ด และคันดิน แบบถ่ วงน า้ หนัก เพื่อ การบรรเทาความเสียหาย

มีนาคม 2011 ปรากฎการณ์ดนิ เหลวได้ เกิดขึ ้นเป็ นบริเวณกว้ างบนพื น้ ที่ ถ มทะเลตามรอบอ่ า วโตเกี ย ว ถึ ง แม้ ว่ า ระยะทางของ
ศูนย์กลางแผ่นดินไหวมีระยะทางกว้ างใหญ่ ประมาณ 380 ถึง
400 กิโลเมตร แผ่นดินส่วนมากได้ มีการถมขึ ้นในพื ้นที่อ่าวโตเกียว
ตังแต่้ ในทศวรรษที่ สิบเจ็ด ดินเหลวได้ เกิดขึน้ ในแผ่นดินไหวครั ง้ก่อน ๆ เช่นแผ่นดินไหวคันโตในปี 1923 และแผ่นดินไหวชิบาเคนโตโฮ- โอกิเมื่อปี 1987 อย่างไรก็ตามแผ่นดินไหว Great East
Japan เป็ นครัง้ แรกที่ ปรากฎว่าเกิดดินเหลวสาหรับพื ้นที่ บริ เวณกว้ างใหญ่ และทาความเสียหายแก่บ้านเรื อน สาธารณูปโภค และถนนอย่างรุนแรงเช่นนี ้การสารวจสถานที่เกิดดินเหลว

บทสรุป
ผู้แต่งบทความได้ เริ่มศึกษาสารวจพื ้นที่อ่าวโตเกียวในวันรุ่งขึ ้นหลังจากเหตุการณ์ แผ่นดินไหวเพราะว่ารถไฟทัง้ หมดในพื ้นที่อ่าว
โตเกี ยวได้ หยุดเดินทัน ที หลังจากเกิดแผ่น ดินไหวขึน้ จนกระทั่ง
เที่ ยงคืน ในการตรวจสอบนี ้ ถนนที่มีการตรวจสอบพบ การปะทุ
ของทราย และไม่ได้ ตรวจสอบพบนัน้ ได้ มีการทาตาแหน่งไว้ บนแผนที่ (รู ปที่ 1) พืน้ ที่ ที่ล้อ มรอบด้ วยเส้ นสีแดงคือ พืน้ ที่ ที่เกิดดิน
เหลว แต่พื น้ ที่ เล็ก ๆ ในพืน้ ที่ บ างส่ว นไม่เ กิ ด ดิน เหลวเพราะว่าพื ้นดินได้ มีการปรับปรุงโดยวิธีการบดอัดทรายหรื อวิธีการอื่น ๆ ที่จะแสดงภายหลัง ซึ่งต้ อ งใช้ เวลาประมาณ 10 วันเพื่อ ใช้ ในการ
ตรวจสอบพืน้ ที่ ทงั ้ หมดตัง้ แต่โอดาอิบา ในโตเกียวไปจนถึงเมือ งชิบะ ผ่านไปทางเมืองอุรายาซู อิชากาวา และ นาราชิโน แผนที่ของพื ้นที่ดนิ เหลวได้ แสดงไว้ โดยมีพื ้นฐานมาจากการสารวจในขันแรก
้(ยาซูดะและฮาราดะ, ปี 2011)เนื่ อ งจากความเสี ย หายเนื่ อ งมาจากภาวะดิ น เหลวต่ อบ้ านเรื อ น คันป้องกันนา้ ถนน ท่ อ ต่าง ๆ และ ท่าเรื อ เป็ นภัย ที่ร้ ายแรง ส่ ว นพั ฒ นาพื น้ ที่ เมื อ งคั น โตขอ งกระทรวงที่ ดิ นสาธารณู ป โภค การขนส่ ง และการท่ อ งเที่ ย วต้ องการที่ จ ะทาการศึกษาวิจยั ร่วมกันกับ JGS เพื่อกาหนดสถานที่ เกิดดินเหลว
รูปที่ 2 เป็ นแผนที่ ของพืน้ ที่ ดินเหลวจากการประมาณ ซึ่งมีการ
เปลี่ยนแปลงเล็กน้ อยจากแผนที่ที่กาหนดไว้ เบื ้องต้ นรูปที่ 1 วิธีในการตรวจสอบพื ้นที่ดนิ เหลวหรื อพื ้นที่ที่ไม่เกิดดินเหลว

บทความนี ้มีเนื ้อหาเกี่ยวกับความเสียหายเนื่องจากแรง
แผ่นดินไหวของเขื่อ นป้องกันนา้ ท่วมที่ เกิดขึ ้นระหว่างเหตุการณ์
แผ่นดินไหว 2011 Great East Japan ในบรรดาความเสียหายที่
เกิดขึน้ โอกาสของการเกิดดินเหลวภายในแกนเขื่อ นป้องกันนา้
ท่วมถือ ว่าเป็ นเรื่ องใหม่ที่สาคัญ ในทางตรงกันข้ าม การปรับปรุ งแก้ ไขหลายวิธีสามารถใช้ งานได้ ดีและ กาแพงเข็มเหล็กแบบฝั งก็เป็ นสิ่ ง หนึ่ ง ที่ ไ ด้ น ามาใช้ ท้ ายที่ สุ ด การวิ เ คราะห์ ร ะดั บความสามารถของเขื่อนป้องกันน ้าท่วมต่อภาวะดินเหลวสามารถ
ทาได้ โดยใช้ โมเดล viscous liquid
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 9 – 14)ความเสียหายที่เกิดสืบเนื่ องจากดินเหลวต่ อที่อยู่อาศัยและ
สาธารณูปโภคใต้ ดนิโดย ซูซูมุ ยาสุดะ ศาสตราจารย์ และ คาอิซูเกะ อิชกาวา ผู้ช่วย
คณะวิศวกรรมศาสตร์ โยธา มหาวิทยาลัยโตเกียว เดนกิ
แผ่นดินไหว Great East Japan ในปี 2011 ซึ่งมีขนาด
Mw = 9.0 เกิดขึ ้นในมหาสมุทรแปซิฟิค ที่ระยะห่างประมาณ 130กิโลเมตร นอกชายฝั่ งตะวันออกเฉี ยงเหนื อจากเกาะเมื่อวันที่ 119รูปที่ 2 พื ้นที่ ที่เกิดดินเหลวจากโอดาอิบาในโตเกียวไปจนถึงเมือง
ชิบะภายใต้ ชนั ้ AS มีความหนาระหว่าง 10 ถึง 40 เมตร โดยที่ชนั ้ ดินมี
ความหนามากขึน้ ในด้ านทะเล ชัน้ ทรายแน่น (DS) ที่มีค่า SPTมากกว่า 50 วางอยู่ที่ชนั ้ นี ้ ระดับนา้ อยู่ที่ระดับ GL -0.5 เมตรจนถึง -3 เมตร โดยที่ ลดค่าระดับลงในทิศทางไปยัง ด้ านทะเล
ในทางตรงกันข้ าม สาหรั บพื น้ ที่ ที่ ไม่ได้ สังเกตพบการปะทุข องทราย ชันดิ
้ น AS ได้ มีการทับถมตังแต่้ ระดับผิวดิน ดังนัน้ สามารถที่
จะทาการสรุ ปได้ ว่า ชัน้ ของ AS ไม่เกิด การเหลวโดยแผ่นดินไหว
Great East Japan ในปี 2011 ถึงแม้ ว่าบางส่วนที่ เกิดการหลวม
หลุดออกมาบ้ างอาจจะเกิดการเหลวในพื ้นที่ดินถม และบางส่วน
ของดิน ทรายที่ ลอกออกมาใต้ ร ะดับน า้ อาจจะเกิ ด การเหลวได้
ลักษณะส่วนประกอบของชันดิ้ นเป็ นเช่นเดียวกันกับหน้ าตัดดิน 10หน้ าตัด อื่ น ๆ ถึงแม้ ว่าความหนาของชัน้ ดินแต่ละชัน้ จะมีความ
แตกต่างกัน
คณะกรรมการทางด้ านเทคนิคที่ ตงขึั ้ น้ มาโดยเมือ งอุรายาซู
และมี ป ระธานกรรมการคื อ ศาสตราจารย์ อิ ชิ ฮ าราได้ ท าการตรวจสอบชัน้ ดินอย่างละเอียดโดยการเจาะดิน ค่าทดสอบ SPT,
CPT, ค่าล็อกของ PS ตัวอย่างดินที่ คงสภาพเดิมไว้ การทดสอบ
แรงอัดสามแกนแบบ cyclic และอื่น ๆ รวมทังข้้ อมูลที่สาคัญต่าง ๆเมื่อ เดือ นธันวาคม 2011 ค่าความถี่ ที่กระจายออกไปในกราฟ
สาหรับค่า SPT, N1และมวลรวมละเอียด และค่า FC ของชัน้ ดิน F
และชันดิ
้ น AS ได้ ถูกเปรี ยบเทียบไว้ ในรูปที่ 5 (1) ถึง (4) มวลรวม
ละเอียดของชัน้ ดิน F มีการกระจัดกระจายมากและมีค่ามากกว่า
มวลรวมละเอียดของชัน้ ดิน AS ถึงแม้ ว่าชัน้ ดิน F จะแทบนามา
จากชัน้ ดิน AS ความแตกต่างนี น้ ่าจะสืบเนื่องมาจากการขาดดิน
ทรายตะกอนสาหรับงานถมทะเล เนื่องจากพื ้นที่ที่มีการลอกดินนีม้ ีตาแหน่งอยู่เหนือสามเหลี่ยมปากแม่นา้ อิโด ดินทรายมีจานวนไม่
มากพอสาหรับการถม จึงต้ องมีการขุดดินเหนียวตะกอนขึ ้นมาและ
ผสมกับดินทรายตะกอน ค่าเฉลี่ยมวลรวมละเอียด ในชัน้ ดิน F มีค่าสูงมากถึง 43.8 % อย่างไรก็ตาม ค่าดัชนีพลาสติค, IP มีค่าไม่
สูงนักถึงแม้ ว่ามวลรวมละเอี ยดจะมีเป็ นจานวนมาก ค่า N1 ของชัน้ F จะมีค่าต่ากว่าชัน้ AS ตัวอย่างที่อยู่ในสภาพเดิมได้ ถูกเก็บขึ ้นมาจาก 9 จุดเพื่อนามาทดสอบกาลังรั บแรงเฉือ นแบบ cyclicและค่าโมดูลสั แรงเฉือน การกระจายค่าของอัตราส่วนแรงเฉือนที่
ทาให้ เกิดภาวะดินเหลวในรอบการทดสอบ 20 รอบได้ รับ การสภาพดินในพืน้ ที่ท่ ีเกิดดินเหลว
ดังที่ แสดงในรู ปที่ 2 พื ้นที่ ที่เกิดความเสีย หายจากดินเหลว
อย่างหนักคือ ชินกิบาในโตเกี ยว ไปจนถึงเมือ งชิบะ ผ่านไปทาง
เมือง อุรายาสุ อิชิกาวา ฟูนาบาชิ และ นาราชิโน ในเขตชิบะ พื ้นที่ที่ มี ก ารถมที่ ดิน ขึน้ มาในพื น้ ที่ นี ไ้ ด้ มี ก ารก่อ สร้ างขึน้ ภายหลัง ปี
1966 ในขันตอนการถมทะเล
้ดินที่ ถูกลอกออกมาได้ นามาถม
ตังแต่้ พื ้นท้ องทะเลไปจนถึงความสูงประมาณระดับน ้าทะเล แล้ วพื น้ ดิน ด้ า นผิว บนจึ ง ใช้ ท รายถม รู ป ที่ 3 แสดงขัน้ ตอนในการ
ทางานลอกดินออก ดินจากท้ องทะเลถูกขุดขึ ้นมาโดยหัวตัด แล้ วดูดขึน้ ร่ วมกับน า้ โดยใช้ เครื่ อ งปั๊ ม ส่งถ่ายเคลื่อ นย้ ายโดยท่อ ส่งแล้ วปล่อยวัสดุออกที่ปลายท่อ เนื่องจากดินที่ลอกออกมาประกอบ
ไปด้ วยน ้า ดินหยาบ และดินละเอียดจานวนมาก ดินเหล่านี ้มักจะ
กองกันไว้ อยู่ใกล้ ตาแหน่งปลายท่อ ส่งมากกว่าจุดที่อยู่ไกลกว่า อื่นๆ นอกจากนี ้ ตาแหน่งของท่อส่งนี ้มีการเคลื่อนที่ไปยังตาแหน่งต่างๆ ส่งผลให้ หน้ าตัดโปรไฟล์ของดินไม่มีความสม่าเสมอกัน หลังจากที่ มีการถมดินและถมทรายที่ ผิว หน้ าแล้ ว ก็ไม่จ าเป็ นต้ อ งมีงาน
ปรับปรุ งคุณภาพดินยกเว้ นพื ้นที่พิเศษ ที่ซึ่งเข็มทรายบดอัด หรื อเข็มกรวด และวิธีการอื่น ๆ ที่ได้ นามาใช้ เพื่อป้องกันดินเหลว
เนื่องจากได้ มีข้อมูลถึง 3 ชุดเผยแพร่ โดย JGS เขตชิบะ และเทศบาลมหานครโตเกี ย ว ส าหรั บ พื น้ ที่ ที่ เ กิ ด ดิ น เหลว ผู้แ ต่ งบทความได้ ประมาณหน้ าตัดของดินไว้ 11 เส้ นซึ่งตังฉากกั
้บแนวชายฝั่ งตามข้ อมูลเหล่านี ้ รูปที่ 4 แสดงหน้ าตัดของชัน้ ดินตัดตามเส้ นในอุรายาซู 3-3’ ร่ วมกันกับพื ้นที่ที่สงั เกตพบทรายปะทุ ขึ ้นมาพื ้นที่ที่ทรายปะทุเกิดขึ ้นเป็ นพื ้นที่เดียวกันกับพื ้นที่ที่มีการถมทะเลขึ ้นมาซึ่งอยู่ด้านทะเลจากแนวกาแพงกันน้ ้าทะเลเก่าที่มีอยู่ ในพื ้นที่ดนิ ถมทะเลนี ้ ชันที้ ่เติมดินถมขึ ้นมาเป็ นทราย (B) และชันของดิ
้นทรายที่ทาการลอกออกมา (F) มีคา่ SPT ที่ต่าระหว่าง 2 ถึง 8 ได้ มีการนามาถมอยู่ที่ช่วงความหนา 6 ถึง 9 เมตร ชันทรายดิ
้นตะกอน(AS) ที่มีค่า SPT ระหว่าง 10 ถึง 20 มีความหนาระหว่าง 4 ถึง 8เมตร ชัน้ ดินเหนี ยวดินตะกอน (AC) ที่ อ่อ นมากวางทับ ถมอยู่
10ทดสอบโดยวิธีทดสอบแรงอัดสามด้ านแบบ cyclic RL (NL=20,
DA=5%) สาหรั บชัน้ ดิน F และ As ได้ แสดงไว้ ในรู ปที่ 6 ค่า RL
สาหรับชันดิ
้ น F และ As มักจะอยู่ระหว่าง 0.25 ถึง 0.30 และ
0.30 ถึง 0.40 ตามลาดับ ถึงแม้ ว่าค่าที่ได้ จะกระจัดกระจายมาก
ในชัน้ ดิน F ดังนันสามารถจะสรุ
้ปได้ ว่าดินในชันดิ
้ น F สามารถ
ละลายตัวออกได้ ง่ายกว่าดินชัน้ As

ลงในน ้าโคลนที่ปะทุขึ ้นมาผู้แต่งบทความได้ ส่งแบบสอบถามไปยังผู้อยู่อาศัยประมาณ
30 คนในพื ้นที่ อิริฟเู นะ ซึ่งตังอยู้ ่ในเมืองอุรายาซูเพื่อถามถึงเวลาที่
เกิดเหตุการณ์ปะทุและความสุงของนา้ โคลนที่ปะทุขึ ้นมา คาตอบได้ รวบรวมไว้ ในรูปที่ 7 ประมาณ 1 ใน 3 ของผู้ตอบได้ สงั เกตเห็นนา้ โคลนปะทุขึน้ ทันที ที่เกิ ดเหตุการณ์ แผ่นดินไหว อย่างไรก็ตาม
อีก 1 ใน 3 ได้ สงั เกตเห็นนา้ โคลนกระจัดกระจายขึ ้นมา 5 ถึง 9นาที หลังจากเหตุการณ์ คนอื่ น ๆ สังเกตเห็นนา้ โคลนที่ เวลาอื่ นความสูงของนา้ โคลนไม่สงู มากนักคือน้ อ ยกว่า 9 เซนติเมตรเป็ นส่วนมากภายหลังเหตุการณ์ แผ่นดินไหว ประมาณ 2 ใน 3 ของผู้ต อบค าถามตอบว่า น า้ โคลนยัง คงปะทุขึน้ มาอย่ า งต่อ เนื่ อ งจนกระทั่งอาฟเตอร์ ช็อค และประมาณ 3 ใน 4 ได้ ตรวจพบนา้ นี ้จนกระทั่งอาฟเตอร์ ช็อค ในทางตรงกันข้ าม ประมาณ 3 ใน 4 ได้พบเห็นการพ่นนา้ โคลนออกมาภายหลังจากอาฟเตอร์ ช็อ ค และความสูงของนา้ ดูเหมือนจะมากกว่าความสูงหลังจากแผ่นดินไหว
ซึ่งหมายความว่า การปะทุของดินเร็ วขึ ้นเนื่ อ งจากแรงอาฟเตอร์ช็อ คที่ บ างจุด คาถามเกี่ ย วกับเวลาที่ ใช้ ในการทรุ ดตัวของบ้ า นอาจจะเป็ นการลาบากในการตอบคาถามต่อผู้อยู่อาศัย อย่างไรก็ตาม ผู้อยู่อาศัยจานวน 1/3 และ อีก 1/3 ตอบว่าการทรุดตัวของบ้ านของเขาเป็ นศูนย์ และ 10 และ 19 เซนติเมตรตามลาดับ
ภายหลังการเกิดแผ่นดินไหว และผู้อยู่อาศัยจานวนมากยังคงจ าการทรุดตัวนี ้ได้ ในวันต่อมา
ตามข้ อมูลที่ได้ รับจากเขตอิมากาวา ผู้อ ยู่อาศัยบางท่านได้ให้ การว่าไม่พบการปะทุของดินระหว่างเหตุการณ์ แผ่นดินไหว แต่พบในระหว่างอาฟเตอร์ ช็อครูปที่ 3 ขันตอนในงานลอกดิ
้นออกรูปที่ 4 หน้ าตัดของชันดิ้ นจากการประมาณ
รุปที่ 5 การกระจายค่าของ N1 และ FC สาหรับดินลอกและทราย
ตะกอนรู ป ที่ 6 การกระจายค่า ของอั ต ราส่ว นความเค้ น แรงเฉื อ นที่ก่อให้ เกิดภาวะดินเหลว
ขัน้ ตอนการเสียกาลังเป็ นดินเหลว
เนื่ อ งจากแผ่นดินไหวเกิดขึ ้นเมื่อ เวลา 14:46 ในช่วงบ่าย
ของวันศุกร์ ภาพถ่ายและภาพยนต์ที่ส าคัญ เป็ นจ านวนมากจึ งได้ รับการบันทึกไว้ ที่หลายจุดตามอ่าวโตเกียวเพื่อนามาเรี ยนรู้ถึง
ขันตอนและกลไกการเกิ
้ดดินเหลว ในจ านวนรูปภาพเหล่านี เ้ ป็ นภาพถ่ายที่บนั ทึกโดย นายคัตสุโนริ โอกาวา ในช่วงทันทีหลังจาก
เกิดแผ่นดินไหวที่มาอิฮามา 3-chome ในเมืองอุรายาซู ที่แสดงให้
เห็นไว้ ในรูปภาพที่ 1 (A-D):<<< การสัน่ สะเทือนเนื่องจากแผ่นดินไหวเริ่ มเมื่อ 14:47 ในอุรา
ยาซู>>>A <14:56>: เกิ ด การพ่ น น า้ โคลนออกมา เริ่ มที่ ด้ านตะวันออกเฉี ยงเหนือ ซึ่งใช้ เวลาหลายนาทีกว่าที่จ ะเกิดการปะทุ
ของดินหลังจากแผ่นดินไหวได้ สงบลง
B <15:01>: น ้าโคลนที่ ปะทุขึ ้นได้ แผ่ออกและทับถมบนถนนทีละน้ อย<<<อาฟเตอร์ ช็อคขนาดรุนแรงเกิดที่ อุรายาซู ในเวลา 15:16>>>
C <15:21>: ถนนทางด้ านตะวันตกเฉี ยงใต้ ปกคลุมไปด้ วยนา้
โคลน ท่อน ้ากาลังจะแตก
D <15:22>: บ้ านจานวนมากทรุดตัวและเอียงตัว และรถยนต์จม

รูปภาพที่ 1 รูปภาพการเกิดเหตุการณ์ตามลาดับ
รูปที่ 7 แบบสอบถามผู้อยู่อาศัยในอิริฟเู นะผลของการสั่นไหวที่ยาวนานต่ อภาวะดินเหลวรู ปที่ 8 แสดงความเร่ งของพืน้ ดินที่ ผิว หน้ าระหว่า งที่ เกิ ดแผ่น ดิน ไหวและอาฟเตอร์ ช็ อ ค ค่า ความเร่ ง ที่ ผิว หน้ า ไม่สูง นักประมาณ 160 cm/s2 จนถึง 230 cm/s2 ถึงแม้ ว่าจะเกิดดินเหลว
11อย่างรุนแรง เครื่ องตรวจสอบค่าความเร่ ง ที่วดั ได้ ที่ K-NET Inage
ในชิบ ะที่ พ บเห็น ทรายปะทุ มี ความสาคัญ เป็ นอย่ า งยิ่ งเพราะ
ช่วงเวลาของการเกิดดินเหลวสามารถตรวจสอบได้ จากข้ อมูลคลื่น
ที่ได้ มีการบันทึกไว้ รูปที่ 9 แสดงกราฟค่าความเร่ งที่อินาจิร่วมกัน
กับที่ K-NET อุรายาซู ซึ่งได้ ทาการบันทึกไว้ ที่พื ้นดิน ซึ่ง ไม่เกิดดิน
เหลว ข้ อ มูล ที่ ไ ด้ บัน ทึ ก ไว้ ทัง้ สองเริ่ ม ที่ แ ทบจะเวลาเดี ย วกัน ;14:46:16 ที่อินาจิ และ 14:46:15 ที่อุรายาซู สาหรับคลื่นที่เกิดในอุร ายาซู ค่า ความถี่ มิไ ด้ เ ปลี่ ย นมากมายนัก หลั ง จากที่ เ กิ ด ค่ าความเร่งสูงสุดซึ่งพบอยู่ที่ประมาณ 118 วินาที (14:48:13) ในทาง
ตรงกัน ข้ า ม ค่า ความถี่ เ ปลี่ ย นไปยั ง ค่ า ที่ ต่ า หลัง จากที่ เกิ ด ได้จุดสูงสุด 2 ครัง้ ที่ เวลา 120 วินาที (14:48:16) และ 126 วินาที
(14:48:22) ดัง นั น้ จึ ง อาจตั ด สิ น ได้ ว่ า การเกิ ด ดิ น เหลวอยู่ ที่ประมาณช่วงเวลา 14:48:16 ไปจนถึง 14:48:22 ที่ K-NET อินาจิ
ซึ่งหมายความว่าการเกิดความเค้ นเฉือนหลายรอบ ประมาณ 20รอบจากเวลา 110 วินาที อาจก่อให้ เกิดดินเหลวที่สถานที่ K-NETอินาจิ และการสัน่ ไหวยังคงมีอยู่ต่อไปเป็ นเวลานาน ภายหลังจาก
เกิดดินไหลขึ ้นมา โดยการอ้ างอิ งถึงกราฟค่าความเร่ งที่ K-NETอุรายาซู การสั่นไหวของพื ้นดินที่อินาจิได้ เกิดต่อเนื่อ งต่อ ไปเป็ นเวลาประมาณ 3 นาทีหลังจากดินเหลว

ในรูปที่ 10 ซึ่งความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนความเข้ น R (τd/σ’)สาหรับคลื่นรูปซายน์ หรื อ Rmax (τmax/σ’) สาหรับคลื่นแผ่นดินไหวและ ความดันนา้ ที่ เหลืออยู่ u/σc’ ได้ ถูกพล็อตในรู ปที่ 11 เมื่อ
R=0.27 สาหรับ u/σc’=1.0 และ Rmax=0.31 สาหรับ u/σc’=1.0,ค่าการปรับแก้ Cw ตามมาตรฐาน JRA (2002) มีค่าเท่ากับ 0.82.
แล้ วค่าอัตราส่วนความปลอดภัยต่อดินเหลว FL และความน่าจะ
เกิดดิน PL ได้ มีการวิเคราะห์สาหรับข้ อมูลหลุมเจาะทุกหลุมที่ใช้ ในการประมาณหน้ า ตัด พื น้ ดิน 11 หน้ า ตัด ภายใต้ เ งื่ อ นไขที่ ว่า
Cw=0.82 และ 1.0. ในการประมาณค่าเหล่านี ้ RL คิดมาจาก
ค่า SPT และ Fc โดยการใช้ สตู รที่ได้ เสนอโดยคณะกรรมการ
เทคนิคของเมืองอุรายาซู รูปที่ 12 แสดงค่า FL ที่ได้ ประเมินไว้
สาหรับข้ อมูลดินที่เจาะได้ ในเมืองอูรายาซูที่เกิดดินเหลว ถ้ า Cw ได้ถูกสมมติเท่ากับ 1.0 ค่า FL ทัง้ หมดได้ ถูกประมาณไว้ ว่ามากกว่า
1.0 ในขณะที่ค่า FL จะน้ อยกว่าถ้ า Cw มีค่าเท่ากับ 0.82 รูปที่ 13เป็ นการเปรี ยบเทียบ PL สาหรั บข้ อมูลการเจาะดินทัง้ หมดโดยมี
สมมติฐานของค่า Cw=0.82 และ Cw=1.0 ถ้ า Cw=0.82 ค่า PLจากจุดที่เกิดดินเหลวจะคานวณได้ ว่ามีค่ามากกว่า 10 และระดับ
ความรุนแรงของดินเหลวสามารถแสดงให้ เห็นชัดได้
รูปที่ 8 การเปรี ยบเทียบระดับค่าความเร่งระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหว
และอาฟเตอร์ ช็อค โดย K-NETรูปที่ 9 การเปรี ยบเที ยบระดับค่าความเร่ งที่ บันทึกไว้ ที่ K-NET
Inage และ อุรายาซู
รูปที่ 10 ความเค้ นเฉือน ความเครี ยดเฉือน และค่าเปลี่ยนแปลง
ความดันน ้าในดิน
รูปที่ 11 ความสัมพันธ์ ระหว่างอัตราส่วนความเค้ นเฉือนและ ค่าเปลี่ยนแปลงความดันน ้าในดิน
รูปที่ 12 การวิเคราะห์คา่ FL ที่อิมากาวา ใน เมืองอุรายาซู
รูปที่ 13 ผลของ Cw กับ PLสิ่งหนึ่งที่ ส่งผลกระทบต่อ พื ้นดิน ก็คือ การสั่นไหวของพืน้ ดินระหว่า งอาฟเตอร์ ช็อ ค ค่าความเร่ งสูงสุด ระหว่า งอาฟเตอร์ ช็ อคเกือ บจะเท่ากับครึ่ งหนึ่งที่ พบระหว่างเหตุการณ์ แผ่นดินไหวใน
พืน้ ที่ อ่า วโตเกี ย วดังที่ แสดงในรู ป ที่ 8 ถึ งแม้ ว่า ดัง ที่ ไ ด้ แ สดงไว้ข้ างต้ น การปะทุของดินเกิด ขึ ้นหลัง อาฟเตอร์ ช็อ คในบางพืน้ ที่ดัง นัน้ เหตุผลหลัก ของการเกิ ด ดิน เหลวอย่า งรุ น แรงคื อ ผลของ
ระยะเวลาการสั่นไหวที่ ยาวนานระหว่างเหตุ แ ผ่นดินไหว ผู้แต่ง
บทความพยายามที่จะดาเนินการทดสอบแรงเฉือนบิดแบบ cyclicและการวิเคราะห์เพื่อหาสาเหตุของผลกระทบจากการสัน่ สะเทือนเป็ นเวลานานสาหรับการเกิดดินเหลว ลักษณะของคลื่น แรงเฉือนได้ นามากระทาต่อตัวอย่างทดสอบคลื่นรูปซายน์เคริ ฟเป็ นจานวน
20 รอบ และคลื่นแรงแผ่นดินไหวซึ่งบันทึกไว้ ระหว่างแผ่นดินไหว
และอาฟเตอร์ ช็อคที่อุรายาซู K-NET ในกรณี ของคลื่นแผ่นดินไหว
ความดันน ้าเพิม่ ขึ ้นเรื่ อย ๆ เช่นเดียวกันความเค้ นเฉือนดังแสดงไว้

การยุบตัวและเอียงตัวของบ้ านที่อยู่อาศัย
ตามข้ อมู ล การท าลายรื ้อ ถอนสิ่ ง ปลู ก สร้ างโดย
กระทรวงที่ดิน สาธารณูปโภค การขนส่ง และการท่องเที่ยว ที่อ ยู่12อาศัยประมาณ 27,000 หลังได้ เกิดความเสียหายเนื่องมากจาก
การเกิดดินเหลว (ตารางที่ 1) รู ปภาพที่ 2 (1-2) แสดงบ้ านที่
เสียหายจากภาพที่ถ่ายจากภายในและภายนอก ตามลาดับ บ้ านเกิดการยุบตัวและเอี ยงไปในอัตราส่วนประมาณ 40/1,000 ในบ้ านที่ เกิดการเอี ยงตัวอย่างมาก ผู้อ ยู่อ าศัย รู้ สึกวิงเวียนและไม่
สามารถอาศัยอยู่ภ ายในบ้ านได้ หลังจากแผ่นดินไหว อย่างไรก็
ตามบ้ านที่ เ สีย หายเนื่ อ งจากดิน เหลวสามารถตัดสินได้ ว่าเป็ นความเสียหายบางส่วนหรื อต้ อ งซ่อมแซมสาหรับช่วงแผ่นดินไหว
เพราะว่าไม่มีความเสียหายกับกาแพงและหน้ าต่าง ถึงควรจะต้ องพิจารณาทังการทรุ
้ดตัวและการเอียงตัวของโครงสร้ างบ้ านในเดือนพฤษภาคม คณะรัฐมนตรี ของญี่ปนไดุ้่ ประกาศ
มาตรฐานใหม่สาหรั บ การประเมิน ความเสี ยหายของบ้ า นที่ อ ยู่อาศัยโดยใช้ ปัจจัย 2 ประการ การทรุดตัวและการเอี ยงตัว ดังที่
แสดงในตารางที่ 2 จานวนของที่อยู่อาศัยที่ได้ รับความเสียหายใน
เมืองอุรายาซูตามมาตรฐานใหม่ ดังที่แสดงไว้ ในตารางที่ 3 ร่ วมกัน
กับจานวนที่นับไว้ ตามมาตรฐานเก่า (เมือ งอุรายาซู ในปี 2011)จานวนของที่อยู่อาศัยที่ถกู ทาลายทังสิ้ ้นและบางส่วนมีจานวนมากขึ ้นอย่างมาก และจ านวนของบ้ านที่ เสียหายเกินกว่าที่ถือ ว่าถูก
ทาลายบางส่วนเพิม่ ขึ ้นเป็ น 3,680 หลังดังที่ได้ แสดงไว้ ข้างต้ น การเกิดดินเหลวมีผลเกี่ยวเนื่องมาจาก
อาฟเตอร์ ช็อค ไม่เพียงแต่ปรากฎการณ์ ดินเหลวเท่านันแต่้ ยังรวม
ไปถึงการทรุดตัวและเอียงตัวเช่นกันที่มีผลเนื่องมาจากอาฟเตอร์
ช็อค ระดับน ้าใต้ ดินเพิ่มขึ ้นหลังจากเหตุการณ์ แผ่นดินไหวและนา้
โคลนที่ปะทุขึ ้นมาจากด้ านล่างปกคลุมพื ้นดินจนกระทั่ งอาฟเตอร์
ช็อคในหลาย ๆ จุด หลังจากนันการทรุ
้ดตัวของบ้ านจะถูกกระตุ้น
ระหว่างอาฟเตอร์ ช็อคโดยที่ระดับขนาดการสัน่ สะเทือนน้ อยกว่าที่
เกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวดังที่แสดงในรูปที่ 14ผู้อ ยู่อ าศัย จ านวนมากตามแนวอ่ า วโตเกี ย วจะต้ อ งพบกับปั ญ หาที่ใหญ่ หลวง ว่าจะสามารถซ่อ มแซมบ้ านที่ เสียหายให้ ใช้งานได้ อย่างไร ปั ญหาที่มีความซับซ้ อนก็คือการที่จะเกิดดินเหลว
อีกครัง้ หรื อใหม่สาหรับอาฟเตอร์ ช็อคหรื อแผ่นดินไหวในอนาคต
ไม่เ พี ย งแต่ ก ารที่ จ ะบู ร ณะซ่ อ มแซมขึน้ ใหม่ แ ต่ ยัง มี ม าตรการ
ป้องกันเหตุการณ์ ดินเหลวขึ ้นใหม่ แต่ปัญหาที่จ ะเกิดขึ ้นคือเรื่ อ งราคาและเทคนิคในการซ่อมแซมพื ้นที่อยู่ภายใต้ โครงสร้ างที่มีอ ยู่การพัฒ นาและมาตรการต่า ง ๆ ส าหรั บ การปรั บปรุ งพื น้ ที่ เ พื่ อป้องกันดิน เหลวสาหรั บที่ อ ยู่อ าศัยไม้ ที่มีอ ยู่ในปั จ จุบันได้ มีการ
จัดเตรี ย มไว้ โดยหลายองค์กรแล้ ว ยิ่ งไปกว่านัน้ ในการขัน้ ตอนมาตรการพิเศษในการปรับปรุงพื ้นที่ โดยการลดระดับนา้ ใต้ ดินก็ได้
มีการศึกษาอยู่เช่นกัน
ตารางที่ 1 จานวนของบ้ านที่ได้ รับความเสียหายเนื่องจากดินเหลว
รูปภาพที่ 2 บ้ านที่เกิดการทรุดตัวและเอียงตัวอย่างหนักในเมือ งอุรายาซู
ตารางที่ 2 มาตรฐานกระประเมินความเสียของบ้ านที่พกั อาศัยอัน
ใหม่ตารางที่ 3 จานวนของบ้ านที่ได้ รับความเสียหายในเมืองอุรายาซู
โดยมาตรฐานเก่าและมาตรฐานใหม่
รูปที่ 14 ผลที่อาจเกิดขึ ้นจากอาฟเตอร์ ช็อคสาหรับการทรุดตัวของบ้ านที่อยู่อาศัย
ความเสี ยหายแก่ ท างระบายนา้ และแมนโฮลเนื่ อ งจากการ
กระฉอกออกของดินเหลว
ปรากฎการณ์แปลก ๆ การปูดขึ ้นของดิน การโก่งเดาะ หรื อ การดัน
กันของดิน ได้ ถูกบันทึกไว้ ที่หลาย ๆ จุดทางเดินดังที่แสดงไว้ ในรูปภาพที่ 3 ในหลายจุดในพื ้นที่อ่าวโตเกียว แรงดันอาจจะเกิดขึ ้นที่เส้ นรอบรู ปเนื่องจากการเกิดการกระฉอกขึ ้นมาของดินเหลวดังที่
แสดงไว้ ในรูปที่ 15(1) เพราะว่าการสัน่ สะเทือนได้ มีความต่อเนื่องเป็ นเวลานานภายหลังจากการเกิดดินเหลว รูปที่ 16 แสดงทางเดิน
ที่เกิดการปูดขึน้ มาของดินในเมืองอูรายาซูร่วมกับเส้ นบอกระดับ
ความสูง ของความหนาชั น้ ดิ น F ที่ อ ยู่ ภ ายใต้ ร ะดับ น า้ ใต้ ดิ นสามารถกล่าวได้ ว่าการปูดขึน้ ของดินเกิดขึ ้นเมื่อส่วนล่างสุดของ
ดินชัน้ F หรื อชัน้ ที่ เกิดการละลายออกของดิน มีแนวลาดเอี ยงข้ อ มูล นี แ้ สดงว่า การโก่ ง เดาะในแนวราบของชัน้ ผิว ดิน อาจจะ
เกิดขึน้ ได้ เนื่อ งจากความเค้ นอัดที่ สงู เฉพาะจุดดังที่ แสดงในรูปที่
15(2) อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่ มากขึน้ เป็ นสิ่งจ าเป็ นสาหรั บกลไกของการโก่งเดาะนี ้สาหรับโครงสร้ างระบายนา้ ท่อฝั งใต้ ดินมีการเบี่ยงเบนหรื อ13แตกหัก รอยต่อถูกแยกออก และท่อถูกเติมไปด้ วยน ้าโคลน แมนโฮ
ลจานวนมากถูกเฉือนออกในแนวราบ และเต็มไปด้ วยน ้าโคลนใน
ขณะที่ แ มนโฮลจ านวนหนึ่ งลอยขึน้ ถึ งแม้ ว่า กลไกลของความ
เสียหายเช่นนี ้ได้ เป็ นที่ศึกษากันอยู่ แนวความคิดหนึ่งของผู้แต่ง
บทความก็ได้ แสดงอยู่ในรู ปที่ 17 ดัง ที่ กล่าวไว้ แล้ วข้ า งต้ น การกระฉอกออกของพื ้นดินที่เกิดดินเหลวอาจจะเกิดขึ ้นได้ เนื่ องจาก
ช่วงระยะเวลาที่ยาวนานของการสัน่ สะเทือนและส่งให้ เกิดแรงดัน
ของถนน โดยการที่เกิดการเคลื่อนตัวเช่นเดียวกันกับพื ้นดิน ท่อใต้
ดินอาจจะเกิดการเคลื่อ นตัวคดไปคดมาอย่างรุ นแรงในแนวนอน
ส่งผลให้ เกิดการดึงกันหรื อการแตกหักของรอยต่อ และในที่สุดนา้
โคลนเข้ ามาอยู่ในท่อ แมนโฮลอาจจะถูกตัดขาดเนื่ องจากแรงใน
แนวนอนและนา้ โคลนเข้ ามากรอกอยู่ข้ างใน อย่า งไรก็ตามน า้โคลนที่เข้ ามาอยู่ในท่อระบายน ้าและแมนโฮลอาจจะทาให้ ไม่เกิด
การลอยของโครงสร้ างรูปภาพที่ 3 การปูดขึ ้นของทางเดินที่ทากาฮามา เมืองอิชิกาวา
รูปที่ 15 กระบวนการปูดขึ ้นของดินที่เป็ นไปได้ ทงสอง
ั้รูปที่ 16 ทางเดินที่ปูดขึ ้นในเมืองอุรายาซูแสดงร่ วมกับเส้ นบอกระดับความสูงของความหนาชันดิ
้ น F ที่อยู่ภายใต้ ระดับน ้าใต้ ดนิรูปที่ 17 ความเสียหายชนิดหนึ่งในแมนโฮลและท่อใต้ ดนิไครส์เชิร์ทและอ่าวโตเกียวมีลกั ษณะเหมือนกัน ได้ มีการประมาณ
การไว้ ว่า ในชัน้ ทรายละเอี ย ดมาก ๆ น า้ มี ก ารซึ มออกมาอย่ า งต่อเนื่อ งเป็ นเวลานานเนื่อ งมาจากระดับการซึมผ่านที่ ต่าของดิน
เหลวในพื ้นที่ทงสองั ้ ยิ่งไปกว่านัน้ วัสดุดินขนาดเล็ก ยังง่ายต่อการ
ลอยตัวเหนือพื ้นดินโดยน ้าที่ลอยตัวขึ ้นมา และการกาจัดดินทับ ถมนันเป็้ นการเร่งการทรุดตัวของพื ้นผิวดิน
รูปภาพที่ 4 แสดงทางเดินที่ปกคลุมไปด้ วยทรายปะทุ มันเป็ นการยากที่ จ ะวิ่ง อยู่บ นชัน้ ทรายเปี ยกที่ มี ค วามหนาโดยการใช้
รถยนต์และจักรยาน นอกจากนีก้ ารยุบตัวขนาดใหญ่ ของพืน้ ดินรอบอาคารการหนีไปจากพื ้นที่จอดรถ
รูปที่ 18 การเปรี ยบเทียบของเส้ นกราฟของอัตราการคละขนาด
ของวัสดุทรายปะทุที่เกิดขึ ้นในโตเกียวและเมืองไครส์เชิร์ท
บทสรุป
ภาวะดิ น เหลวแบบรุ นแรงได้ เกิ ด ขึ น้ เนื่ อ งจ ากแผ่นดินไหว 2011 Great East Japan ในพื ้นที่อ่าวโตเกียว ระดับ
ความรุนแรงของการสัน่ สะเทือนจากแรงแผ่นดินไหวในพื ้นที่ที่เกิด
ดินเหลวไม่สงู มาก ถึงแม้ วา่ พื ้นดินที่เกิดดินเหลวจะปกคลุมไปด้ วยทรายปะทุ ช่วงระยะที่ ยาวมาก ๆ ของแรงแผ่นดินไหวหลัก และอาฟเตอร์ ช็อค อีก 29 นาทีภายหลังจากนัน้ คงจะทาให้ เกิดภาวะ
ดินเหลวอย่างรุ นแรง บ้ านเรื อ นจ านวนมากทรุ ดตัวทันที และเกิด
การเอียงตัวอย่างมากเนื่องจากดินเหลว ท่อใต้ ดินเกิดการคดหรื อแตกหัก รอยต่อยื่นออกมาจากพื ้นดิน และภายในท่อเต็มไปด้ วยนา้
โคลน แมนโฮลเป็ นจานวนมากได้ ถกู ตัดขาดตามแนวนอนและเต็ม
ไปด้ วยนา้ โคลน ในขณะที่ แมนโฮลจานวนหนึ่งลอยขึ ้นมา ความเสียหายอย่างมหาศาลนี ้กับท่อที่ฝังอยู่ และแมนโฮลอาจจะเกิดขึ ้นเนื่องจากการเต้ นไปมาของดินเหลวปั ญหาการจราจรเนื่ องมาจากทรายปะทุและการยุบตัวของ
ดินการเกิดการปะทุขึน้ มาของทรายและการยุบตัว ของพืน้ ดินขนาดใหญ่เกิดขึ ้นในพื ้นที่ที่เกิดดินเหลว ความหนามากที่ สดุ ของทรายปะทุและการยุบตัวของพื ้นที่ที่มากที่สดุ สามารถสังเกตได้ โดยผู้แต่งบทความอยู่ที่ประมาณ 30 เซนติเมตร และ 50 เซนติเมตร
ตามลาดับ ครัง้ นี ้ถือว่าเป็ นเหตุการณ์ แรกสาหรับผู้แต่งบทความที่ได้ เห็นทรายปะทุขนาดหนาเท่านี ้ในญี่ ปนุ่ อย่างไรก็ตาม ผู้แต่งผู้
หนึ่งได้ เห็นการปะทุและการยุบตัวเช่นเดียวกันนี ้ในเมืองไครส์เชิร์ท
ระหว่างแผ่นดินไหวในเดือนกันยายน 2010 และอาฟเตอร์ ช็อคใน
เดือนกุมภาพันธ์ 2011 รูปที่ 18 เปรี ยบเทียบเส้ นกราฟการคละ
ขนาดของวัสดุท รายปะทุที่เกิดในเมือ งไครส์เชิ ร์ทระหว่างที่ เกิ ดแผ่นดินไหว กับแผ่นดินไหวในอ่าวโตเกียว วัสดุขนาดเล็กที่เมือ งกิตติกรรมประกาศ
ผลทดสอบที่ได้ ที่อ้ างอิงไว้ ในบทความนี ไ้ ด้ นามาจาก
รายงานโดยคณะกรรมการเทคนิค ด้ านการป้องกันดินเหลวที่ มี
14ประธานคือศ.อิชิฮารา และจัดเตรี ยมขึ ้นโดยเทศบาลเมืองอุรายาซู
คูณโอกาวาได้ ให้ รูปภาพที่สาคัญแก่เรา ผู้แต่งบทความต้ องการที่
จะแสดงความขอบคุณมา ณ ที่นี ้
■

■

■

■

นามาวัสดุมาใช้ ใหม่ที่ได้ มีการส่งเสริ มขึ ้นในประเทศญี่ ปนุ่ เพราะ
เหตุนี ้วิธีการจัดการ 2 วิธีจึงได้ นามาใช้ : อย่างแรกคือการแยกแยะ
วัสดุและขันตอนต่
้าง ๆ ที่ เกี่ยวข้ องเพื่อที่จะนาเศษวัสดุมาใช้ ใหม่และนาเศษวัสดุและขยะที่เกี่ยวข้ องมาใช้ ให้ เกิดประโยชน์ให้ มากที่สดุ เท่าที่จะทาได้ ในขณะที่อีกวิธีหนึ่งการจัดการที่ถูกต้ องสาหรับ
การกาจัดเศษขยะ วัสดุที่ไม่สามารถนามาใช้ ใหม่ได้ อีก วิธีการทัง้
สองนี ้ได้ มีการอ้ างอิงให้ เป็ นนโยบายของชาติไม่นานภายหลังจาก
ที่เกิดแผ่นดินไหว บทบาทของหน่วยงานส่วนที่ เกี่ยวข้ อ งกับการ
ก่อสร้ างจะมีความสาคัญในการทาให้ การจัดการ และการนาขยะ
เศษวัสดุมาใช้ ให้ เกิดประโยชน์อย่างสูงสุด
เพราะเหตุนี ้ คูม่ ือ 2 ฉบับได้ มีการจัดทาออกมากโดยกระทรวง
ที่ดนิ สาธารณูปโภค การขนส่ง และการท่องเที่ยว โดยที่ผ้ แู ต่งได้ มีส่ว นร่ ว มด้ ว ยคื อ “ คู่มื อ ทางด้ า นเทคนิ ค เกี่ ย วกับ การปรั บ ปรุ งสวนสาธารณะและพื ้นที่สีเขียวในการก่อสร้ างขึ ้นใหม่สาหรับพื ้นที่
ที่เกิดความเสียหายเนื่อ งจากแผ่นดินไหว Great East Japan”
และ “แนวความคิดพืน้ ฐานสาหรั บการใช้ วัสดุหมุนเวียนในการ
สะสมวัสดุเพื่อการพัฒนาปรับปรุงอาคาร: วัสดุที่เหมาะสมที่จ ะนามาใช้ ในการก่อสร้ างใหม่และปรับปรุงอาคารอย่างรวดเร็ ว (คู่มือ
สาหรั บการสะสมวัสดุที่นากลับมาใช้ สาหรับการปรับปรุ งพัฒนา
โครงสร้ างอาคาร)” คูม่ ือทังสองนี
้แ้ สดงให้ เห็นถึงสิ่งที่มีการยอมรับ
ทั่วไป แนวความคิดพืน้ ฐานสาหรั บการปรั บปรุ งสวนสาธารณะพื ้นที่ ทั่วไป และการยกระดับพืน้ ดินโดยการนาวัสดุต่าง ๆ มาใช้
ใหม่จากเศษวัสดุ ขยะ จากเหตุการณ์ภยั พิบตั ิ■(หน้ าที่ 15 – 17)การจั ด การเศษวั ส ดุ แ ละขยะจากคลื่ นสึ น ามิ และการ
นามาใช้ อ ย่ า งมี ประสิทธิภ าพเพื่อการบูรณะซ่ อ มแซมและ
การก่ อสร้ างขึน้ ใหม่โดย ทาเคชิ คัตสุมิ ศาสตราจารย์ มหาวิทยาลัยเกียวโต บัณฑิต
ศาสตร์ ภาคการศึกษาภาวะสิง่ แวดล้ อมแผ่นดินไหว Great East Japan เมื่อ เดือ นมีนาคม 2011ก่อให้ เกิดคลื่นสึนามิที่ทาให้ เกิดเศษวัสดุและขยะเป็ นจานวนมาก
ที่จะต้ องจัดการอย่างเหมาะสมซึ่งถือว่าเป็ นงานสาคัญในการที่จะ
บูรณะซ่อมแซมและก่อสร้ างขึ ้นใหม่สาหรับพื ้นที่ที่เกิดภัยพิบตั ิขึ ้นในพืน้ ที่ที่ ได้ รับความเสียหาย อิวาเตะ มิยากิ และ ฟูกูชิมา กองวัสดุเหล่านี ้มีน ้าหนักมากกว่า 22 ล้ านตัน ตัวอย่างเช่น ในเขตอิวาเตะ ได้ กล่าวกันไว้ ว่าขยะที่ เกิดขึ ้นในช่วงแผ่นดินไหวครั ง้ นี ม้ ีค่าเท่ากับจ านวนขยะกองเก็บปกติใน 11 ปี ที เดียว รู ปภาพที่ 1-3แสดงกองขยะจากสึนามิที่ กองอยู่บนนาข้ าว ซึ่ง นอกจากใช้ เป็ นสถานที่กองเก็บเศษวัสดุจากคลื่นสึนามิชั่วคราว และยังใช้ เป็ นที่เก็บขยะ อีกด้ วยรูปภาพที่ 1 เศษวัสดุจากคลื่นสึนามิ (ภาพโดย: ยาซูทากา)รูปภาพที่ 2 สถานที่กองเก็บเศษวัสดุจากคลื่นสึนามิชวั่ คราวรูปภาพที่ 3 สถานที่กองเก็บขยะชัว่ คราวกองวัสดุทับถมจากคลื่นสึนามิ
ในบรรดาท่ามกลางเศษขยะและวัสดุหลาย ๆ ชนิดที่เกิดขึ ้นในเหตุก ารณ์ ภัย พิ บัติ ยัง มี ก องดิน และทรายเป็ นจ านวนมากซึ่ งรวมกันเรี ยกว่ากองวัสดุทับถมจากคลื่นสึนามิ ในกรณี ที่จะใช้ วสั ดุเหล่านีใ้ นการก่อ สร้ าง มีความจ าเป็ นที่จ ะต้ องมีการแยกแยะดิน
ทราย และเศษวัสดุอื่น ๆ ออกจากกัน กองวัสดุทบั ถมจากคลื่นสึนา
มินี ้มีวสั ดุหลายประเภทซึ่งมีคณุ สมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่น กองวัสดุถมที่อยู่บนนาข้ าวมีสว่ นประกอบของตะกอนเป็ นจานวนมาก ส่งผลให้ อตั ราส่วนของขนาดคละของกองวัส ดุทับ

คู่มือในการจัดการและการนาวัสดุมาใช้ ใหม่ สาหรั บเศษวัสดุ
จากคลื่นสึนามิเป็ นสิ่งจ าเป็ นอย่างยิ่งที่ จะต้ อ งวิเคราะห์การจัดการเศษวัสดุขยะ จากคลื่นสึนามิจากมุมมองทัง้ 2 ด้ าน: ความสามารถรองรับ
เศษวัสดุของพื ้นที่ ที่เกิดภัยพิบตั ิ และ โครงสร้ างของวัฎจักรการ
15ถมนีอ้ ยู่นอกเหนือจากขนาดอัตราส่วนของขนาดคละที่เหมาะสม
ตามที่กาหนดไว้ ใน คูม่ ือสาหรับงานดินในแม่น ้า แต่ขนาดคละของดิน และทรายที่ อ ยู่ ใ นกองวัส ดุ ทั บ ถมตัง้ อยู่ ที่ ส ถานที่ ก องเก็ บชัว่ คราวถือว่าอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ (รูปที่ 1)สิง่ ที่เป็ นข้ อกังวลหนึ่งในการนากองวัสดุทับถมมาใช้ ก็คือระดับ
ความเป็ นเกลือของวัสดุ รูปที่ 2 แสดงผลการวัดระดับคลอไรด์ใน
กองวัสดุทบั ถมอยู่ที่นาข้ าว ในพื ้นที่ชายฝั่ งแห่งหนึ่งในเขตฟูกูชิมา
การทดลองวัดระดับโดยการสุ่มตัว อย่าง 38 ตัวอย่างเมื่อ เดือ นธันวาคม 2011 ระดับคลอไรด์ในตัวอย่างจานวน 2 ใน 3 ของทัง้
38 ตัวอย่างมีจ านวน 2 มิลลิกรัมต่อ กรัม หรื อ ต่ากว่า ในขณะที่
จานวนตัวอย่างที่มีระดับคลอไรด์ต่ากว่า 1 มิลลิกรัมต่อกรัมหรื อต่ากว่าอยู่ที่ 1 ใน 3 หรื อ 13 ตัวอย่าง โดยทั่วไป ระดับคลอดไรด์
สาหรับวัสดุงานดินได้ กาหนดให้ มีระดับต่าว่า 1 มิลลิกรัมต่อเมตร
เพื่อ ที่ จ ะป้ องกันการผุกร่ อ นของเสาเข็มเหล็กท่อ และผลิตภัณ ฑ์เหล็กกล้ าอื่น ๆ ที่ต้องฝั งลงไปในพื ้นดิน คู่มือสาหรับการสะสมวัสดุ
ทีน่ ากลับมาใช้สาหรับการปรับปรุงพัฒนาโครงสร้างอาคาร ก็ได้ ใช้ตามข้ อกาหนดนี ้ อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาการที่จะต้ องนาวัสดุ
กองดิน ถมจากคลื่ น สึน ามิม าใช้ เ พื่ อ ยกระดับ พื น้ ดิน ตามแนว
ชายฝั่ ง จึงมี ความเหตุผ ลที่ จ ะยอมให้ ใช้ ดินและทรายที่ มีร ะดับคลอดไรด์สงู กว่าตามที่กาหนดเพราะว่าระดับเกลือในน ้าใต้ ดินของพื ้นที่มีระดับสูงอยู่แล้ ว คูม่ ือได้ มีการแนะนาการใช้ งานของวัสดุถมนี ้ในตาแหน่งสถานที่ แบ่งแยกขยะชั่วคราวหลายแห่ง ผลของการ
ทดสอบแสดงว่าความสามารถต้ านทานการบดอัดที่สงู นีส้ ามารถ
กระทาได้ ถ้าจานวนของเศษไม้ และวัสดุเจือปนอย่างอื่นมีจานวนที่น้ อ ย (รู ปที่ 4) ผลการทดสอบนีก้ าหนดให้ ระดับของวัสดุอินทรี ย์ต้ อ งถูก กาหนดให้ ไม่เ กินกว่า ขีดจ ากัดที่ ยอมไว้ ให้ เมื่อ ค านึงถึ งความเป็ นไปได้ ที่จะเกิดปั ญหาการทรุดตัวภายหลังที่เกิดจากการเน่ า เปื่ อยของสารอิ น ทรี ย์ และจ าเป็ นจะต้ อง มี ก ารจั ด การบารุงรักษาต่อไปในอนาคต
เพราะว่าการนาวิธีการในการจัดการกองวัสดุที่รุดหน้ าสามารถ
เพิ่มคุณ ภาพของโครงสร้ างได้ จึงเป็ นสิ่งที่ จ าเป็ นที่ จ ะต้ อ งระดับ
การจัดการวัสดุที่เหมาะสมเพื่อที่ จะให้ ได้ ระดับคุณ ภาพของวัสดุ
ตามที่ต้องการ ในสภาวะจานวนที่มีประสิทธิภาพ ด้ วยเหตุนี ้ เราได้
นาเสนอวิธีการในการจัดการวัสดุตามที่แสดงไว้ ในรูปที่ 5รู ปที่ 1 กองวัสดุทับถมจากคลื่น สึนามิที่อ ยู่ในนาข้ าว (ด้ านบน)และ กองวัสดุทับถมจากคลื่นสึนามิและดินที่เคลื่อนย้ ายและกอง
ทับในสถานที่กองชัว่ คราว (ด้ านล่าง)รูปที่ 2 ความเป็ นเกลือของกองวัสดุทบั ถมจากคลื่นสึนามิ

ในพื น้ ที่ โ ตโฮกุ ที่ เ กิ ด แผ่ น ดิ น ไหวครั ง้ นี ้ ได้ มี ก ารพูด คุย ถึ งประเด็นของโลหะหนักที่มีอยู่ในสถานที่ ในการทาการสารวจ ขยะจากคลื่นสึกนามิพบว่าอาร์ เซนิคและฟลูออรี นถูกชะล้ างออกไปใน
อัตราที่เกินกว่ามาตรฐานสิง่ แวดล้ อมที่ยอมรับได้ (ตารางที่ 1) บนพืน้ ฐานความจริ งที่ ว่ากองวัสดุทับถมนี ป้ ระกอบไปด้ วยดินและ
ทรายที่ เ ป็ นภัยต่อ พืน้ ที่ มาตรฐานที่ เ หมาะสมที่ ค านึง ถึ งระดับ
ความเสี่ยงที่ยอมรับได้ จะเป็ นสิ่งจาเป็ นในการนากองวัสดุถมจาก
คลื่น สึน ามินีไ้ ปใช้ งาน งานสาคัญ อี กชนิด หนึ่ งคื อ การจัดการที่
เหมาะสมสาหรั บวัสดุแร่ ใยหิน และวัสดุที่เป็ นอันตรายอย่างอื่นที่
ผสมอยู่โครงสร้ างที่พงั ทลายและคลื่นกัมนภาพรังสี อีกด้ วยในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีการติดตามผล โดยใช้ ระบบการ

รูปที่ 3 ขันตอนการจั
้ดเตรี ยมวัสดุโดยทั่วไปสาหรับขยะที่เกิดขึน้
จากภัยพิบตั ิรูปที่ 4 ลักษณะทัว่ ไปของการบดอัดสาหรับดินชันต่้ าง ๆ
รูปที่ 5 รู ปภาพสาหรับแผนการจัดการวัสดุโดยพิจารณาถึงระดับ
คุณภาพที่ต้องการเพื่อการใช้ งานและเป็ นจานวนที่เหมาะสม
การน าวั ส ดุ ข ยะจากเหตุ ก ารณ์ ภั ย พิ บั ติ ม าใช้ อย่ างมีประสิทธิภาพ

เศษวัสดุและขยะดัง ที่ แ สดงในรู ป ที่ 3 เศษวัส ดุแ ละขยะได้ รั บ การแบ่ ง แยกเบื ้องต้ นอย่างหยาบ ๆ แล้ วในขันตอนที
้่สอง จึงต้ องผ่านการบดอัด
การร่ อ นแยกขนาด
การแยกวัสดุเปี ยกและแห้ ง และ การแบ่งแยกด้ วยกาลังคน ได้ มีการทดสอบในตัวอย่างพื ้นดินและทราย
16เก็ บ เงิ นอิ เ ลค โทร นิ ค (ETC) แ ละศู น ย์ เก็ บ ข้ อ มู ล ร ะบ บโทรศั พ ท์ เ คลื่ อ นที่ ได้ ถู ก น ามาใช้ ในการควบคุ ม เศษขยะ
เพื่อ ที่ จ ะให้ ได้ ใช้ เ ศษขยะอย่างมีประสิท ธิภาพ เป็ นสิ่งจ าเป็ นที่จะต้ อ งน าวัส ดุนี ม้ าใช้ ใ นสถานที่ ก่ อ สร้ าง ในขณะที่ ต้ อ งมี ก ารเผยแพร่ การจัดเตรี ยมวัสดุและการใช้ อย่างมีประสิทธิภาพ โดยที่ได้ คานึงถึงการประเมินความเสี่ยงอย่างระมัดระวังแล้ ว ร่ วมกันกับ
ความเห็ น ขอ งสั ง คมโดยรวม ความคาดหวั ง มี อ ยู่ ม ากที่
วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีสามารถนามาใช้ อย่างสมเหตุสมผลใน
การการระแวดระวังตามสภาพภูมอิ ากาศ และสามารถนามาสู่การ
เลือกใช้ ทรัพยากรจากัดอย่างมีประสิทธิภาพและชาญฉลาด

ความชืน้ นอกจากการผุกร่ อนที่ เกิดขึน้ โดยกระบวนการแตกตัว
ของอิอ อนตามธรรมชาติแล้ ว การผุกร่ อนแบบเปี ยกยังรวมไปถึง
การผุกร่อนที่เกิดขึ ้นโดยกระแสไฟฟ้า
นอกจากนี ้ การผุกร่ อนยังจาแนกได้ เป็ นการผุกร่ อนแบบทั่วไปหรื อการผุกร่อนเฉพาะที่ การผุกร่ อนโดยทั่วไปคือกรณี ที่วสั ดุโลหะมี ก ารผุก ร่ อ นอย่ า งสม่ า เสมอ และจะเกิ ด ขึ น้ ในกรณี ที่ ส ภาวะแวดล้ อมแทบจะเป็ นสภาพเดียวกันสาหรับพื ้นที่สมั ผัสทัง้ หมดของ
โลหะ ในทางตรงกันข้ าม การผุกร่ อนเฉพาะที่ เป็ นกรณี ที่ขนตอน
ั้การผุกร่ อนไม่สม่าเสมอ หรื อมีการผุกร่ อนอย่างลึกเป็ นบางส่วนหรื อ การผุกร่ อนในร่ อ งลึก และสาเหตุของการผุกร่ อนเป็ นการแผ่
ขยายที่ไม่เท่ากันของปั จจัยทางด้ านสภาวะแวดล้ อม คุณสมบัติที่
ไม่สม่าเสมอของวัสดุ หรื อปฏิกิริยากัลวานิค (การสัมผัสของพื ้นผิว
โลหะต่างชนิด)รูปภาพที่ 1 แสดงการผุกร่อนเฉพาะที่ซึ่งเกิดขึ ้นในเข็มพืดเหล็ก
และเข็มท่อ เหล็กที่ ใช้ ในโครงสร้ างท่าเรื อ โครงสร้ างที่ เกิดการผุ
กร่อนเฉพาะที่ในสภาพที่มีความอันตรายอย่างสูง

ตารางที่ 1ตัวอย่ างของคุณสมบัตขิ องเศษขยะจากคลื่นสึนามิ
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 18)เทคโนโลยีในการก่ อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก
รายละเอียดพืน้ ฐานเกี่ยวกับการผุกร่ อนและการป้องกันการ
ผุกร่ อนของเหล็ก

รูปภาพที่ 1 การผุกร่อนเฉพาะที่ซึ่งเกิดขึ ้นในโครงสร้ างท่าเรื อ : เข็มพืดเหล็ก (ซ้ าย) และเข็มท่อเหล็ก (ขวา)โดย ฮิเ ดโนริ ฮามาดะ ศาสตราจารย์ ค ณะวิศ วกรรมโยธาและ
โครงสร้ าง, มหาวิทยาลัยกิวชู

กลไกการเกิดการผุกร่ อนการตรวจสอบในระดับไมโครสาหรับผิวหน้ าของเหล็กแสดงให้ เห็นว่าในผลิตภัณฑ์เหล็กโครงสร้ างเอง มีความไม่สม่าเสมอกันในด้ านคุณสมบัติ เช่นความไม่สม่าเสมอของชันสเกลปกคลุ
้มผิวหน้ า และความขรุ ขระของผิวหน้ า นอกจากนี ก้ ารนาไฟฟ้าของผิวหน้ าในผลิตภัณฑ์เหล็กอาจจะไม่สม่าเสมอเนื่องมากจากสภาพแวดล้ อมที่
ไม่สม่าเสมอกัน เช่นความแตกต่างทางด้ านสภาพความชืน้ (การแห้ งตัวและความเปี ยกชื ้น) บนหน้ าตัด เพราะเหตุนี ้ พื ้นที่อะไนดิค
และคาโทดิค จึ ง ก่ อ ตัว ขึ น้ บนหน้ าตัด ของเหล็ ก (รู ป ที่ 1) สูต รทางด้ านเคมีของแรงปฏิกิริยาการผุกร่ อนของเหล็กสามารถแสดงได้ ในรูปดังต่อไปนี ้การผุกร่ อนการเกิดการผุกร่ อ นของวัสดุโลหะเป็ นปรากฏการณ์ ซึ่งวัส ดุโลหะ ในสภาพแวดล้ อมและสภาพการใช้ งานเกิ ด ความเปลี่ยนแปลงที่ผวิ หน้ าวัสดุเนื่องจากแรงปฏิกิริยาทางเคมีหรื อทางไฟฟ้า-เคมีการผุกร่อนจาแนกได้ เป็ น 2 ประเภท: การเกิดการผุกร่ อนแบบแห้ ง และการผุกร่ อนแบบเปี ยก การผุกร่ อนแบบแห้ งเกิดขึน้ เมื่อ
วัสดุโลหะอยู่ใต้ สภาพอุณ หภูมิสูง ความชื น้ ต่า และการผุกร่ อ นพัฒ นาขึ น้ จากปฏิ กิ ริ ย าของแก๊ ซ การผุก ร่ อ นแบบเปี ยกมี ผ ลสืบ เนื่ อ งจากการแตกตัว ของอิ อ ออนในโลหะภายใต้ ส ภาพที่ มี17 แรงปฏิกิริยาอะโนดิค
Fe → Fe2++2eFe2++2(OH)- → Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O → 4Fe(OH)3
 แรงปฏิกิริยาคาโทดิค

แวดล้ อมที่แตกต่างกัน สภาวะที่มีระดับของออกซิเจนที่แตกตัวสูง
เช่น สภาวะของทราย (ชิ ้นที่ B1 และ C) จะมีโอกาสที่จะกลายเป็ นส่ ว นของคาโทดิ ค ในขณะที่ ส ภาวะแวดล้ อมที่ มี ร ะดั บ ของออกซิเจนที่ แตกตัวต่า เช่นสภาวะของดินเหนียว (A2 และ C) มีโอกาสที่จะกลายเป็ นส่วนของอะโนดิค
การเกิดการผุกร่ อนมิใช่เกิดเพียงแต่เหล็กกล้ า แต่ยังสามารถเกิ ด ขึน้ ได้ ใ นวัส ดุโ ลหะอื่ น ๆ ได้ อี ก ด้ ว ย เป็ นการเปลี่ ย นแปลง
สถานะที่ เกิดขึน้ อย่า งต่อ เนื่ อ งในสภาพแวดล้ อมแบบธรรมชาติ
การควบคุมหรื อตรวจสอบอัตราการเปลี่ยนแปลงสถานะถือว่าเป็ นเป้าหมายหลัก ในการป้องกันการผุกร่ อ น แนวคิดในการศึกษาก็
แตกต่ า งกั น อย่ า งมากขึ น้ อยู่ กั บ ความต้ องการที่ จ ะศึ ก ษาปรากฎการณ์ ผกุ ร่ อนนีอ้ ย่างไร ในแง่มมุ การศึกษาระดับ แมคโครหรื อระดับไมโคร
ในแง่ของโครงสร้ างระดับไมโคร การเกิดขึ ้นของพื ้นที่อะโนดิค
และแคโทดิคสามารถอธิบายได้ โดยใช้ ทฤษฎีทางด้ านเคมี – ไฟฟ้า
และอั ต ราการเกิ ด การผุ ก ร่ อ นได้ ถู ก ตรวจสอบด้ วยการใช้
กระแสไฟฟ้า ในทางตรงกันข้ าม ในแง่ของโครงสร้ างระดับแมคโคร
โครงสร้ างและองค์อ าคารได้ น าศึกษา และอัตราการผุกร่ อ นได้ตรวจสอบโดยศึกษาการสูญเสียจากการผุกร่อนหรื อพื ้นที่ที่เกิดการ
ผุกร่ อน ในกรณี ทงั ้ สอง งานที่สาคัญ ที่สดุ ในทางวิศวกรรมโยธาก็คือ การตรวจสอบระดับความสามารถของโครงสร้ างหรื อ ถ้ าพูดในทางตรงกันข้ าม ก็คือระดับการเสื่อมสภาพของโครงสร้ าง

(1)
(2)
(3)

2H++2e- → 2H → H2
(ในสภาวะเป็ นกรด)(4)
2H++1/2O2 → H2O(ใ น ส ภ า ว ะ ที่ มีออกซิเจน)(5)
1/2O2+H2O+2e- → 2OH- (ในสภาวะเป็ นกลาง) (6)ภายใต้ สภาวะที่ นา้ และออกซิ เจนเกิดอยู่ร่ว มกัน อิอ อนของ
เหล็ก (Fe++) แตกตัวออกไปเนื่องจากแรงปฏิกิริยาอะโนดิค (สูตรที่
1) ในขณะที่ อิอ อนไฮดรอกไซด์ (OH−) เกิด ขึ ้นเนื่ อ งมาจากแรง
ปฏิกิริยาคาโทดิค (สูตรที่ 4-6) สิ่งนี ้ถือว่าเป็ นช่วงแรกของการก่อ
ตัวของการผุกร่ อน ในขันต่้ อไป Fe++ และ OH− เกิดการจับตัวกัน
(สูตรที่ 2) เป็ น Fe(OH)2 ซึ่งมีการออกซิไดซ์โดยออกซิเจนที่แตกตัว
ทาให้ เกิดสนิม (การผุกร่อน) (สูตรที่ 3)เพื่อแสดงให้ เห็นสิง่ ที่เกิดนี ้ ชิ ้นส่วนการทดสอบของเหล็ก (A1,
B1, A2, B2 และ C) ได้ นามาทดสอบในสภาพแวดล้ อมที่แตกต่าง
กัน 2 ชนิด: ดินเหนียวและทราย (รูปที่ 2) เมื่อชิ ้นส่วนทดสอบ A1
และ B1 ถูกฝั งไว้ ตามที่แสดงไว้ ในรูป พื ้นที่อะโนดิคและคาโทดิค
เล็ก ๆ จนไม่สามารถสังเกตได้ จะเกิดขึ ้นที่ผิวสัมผัส และก่อตัวเป็ นส่วนที่เกิดการผุกร่ อนในระดับไมโคร ในกรณี นี ้ พื ้นที่อะโนดิคและ
คาโทดิคเล็ก ๆ ที่ก่อตัวเป็ นส่วนผุกร่ อนในระดับไมโครนี ้ จะมีการ
เปลี่ยนตาแหน่งอยู่ตลอดเวลาไปตามอัตราการเกิดปฏิกิ ริยาการผุกร่ อ น ซึ่ ง ส่ ง ผลให้ เกิ ด การผุ ก ร่ อ นแบบทั่ ว ไปของผลิ ต ภั ณ ฑ์เหล็กกล้ า ในทางตรงกันข้ าม เมื่อชิ ้นส่วนทดสอบได้ ถูกฝั งลงไปใน
สภาวะที่แตกต่างกัน (ทรายและดินเหนียว) ดังเช่นชิ ้นส่วน C หรื อที่ซึ่งชิน้ ส่วน 2 ชิน้ ในสภาวะแวดล้ อ มที่ ต่างกันมีการเชื่ อ มต่อ กันในทางไฟฟ้า (ชิ ้นส่วน A2 และ B2 ในรูป) การผุกร่ อนแบบไมโครได้ เ กิ ด ขึน้ ในกรณี่ ที่ เกิ ด การก่ อ ตัว ของการผุก ร่ อ นจากสภาวะ

รูปที่ 1 โครงสร้ างของส่วนที่เกิดการผุกร่อน
รูปที่ 2 การทดสอบโมเดลสาหรับการก่อตัวของการผุกร่อน
■

18

■

■

■

■

(หน้ าที่ 19: ปกหลัง)การประชุมสัมมนาของ JISF

ใน 50 ปี ที่ผ่านมา” รายละเอี ยดในการบรรยายแสดงให้ เห็นถึง
ความรู้ที่เป็ นประโยชน์ที่ได้ รวบรวมมาเป็ นเวลากว่า 50 ปี ในงาน
ศึกษาวิจัยทางด้ านคลื่นสึนามิ และครอบคลุมถึงความเสียหาย
ชนิดต่าง ๆ ที่เกิดขึน้ จากคลื่นสึนามิ ความสาคั ญ ของโครงสร้ างและสิง่ ป้องกันคลื่นสึนามิ และการเตรี ยมการสาหรับเหตุการณ์ ภัยธรรมชาติร วมไปถึง การนาใช้ ระบบซอฟต์ แ วร์ เ ข้ ามาใช้ ใ ห้ เ ป็ นประโยชน์ในการป้องกันภัย

การประชุมสั ม นาเกี่ ยวกั บงานวิจัยโครงสร้ างเหล็กในทาง
วิศวกรรมโยธา
สหพันธ์ เหล็กและเหล็กกล้ าแห่งประเทศญึ่ ปนุ่ (JISF) ได้ จัดงานประชุมสัมนาประจ าปี ในหัว ข้ อ เกี่ ยวกับงานวิจัยโครงสร้ างเหล็กในงานวิศวกรรมโยธาเมื่อวันที่ 13 มีนาคม 2012 ที่โตเกียว
งานประชุมสัมมนานี ้มีผ้ เู ข้ าร่วมมากกว่า 300 ท่านจากสาขาต่าง ๆเช่นตัวแทนจากส่วนรัฐบาล มหาวิทยาลัย บริ ษัท ทางานทางด้ านถนนไฮเวย์ และทางรถไฟ ผู้รับเหมาก่อ สร้ างและบริ ษัทวิศวกรที่
ปรึกษา ซึ่งผลที่ได้ นบั ว่าประสบความสาเร็จเป็ นอย่างดี
การประชุมสัมมนานี ้ได้ ถูกจัดขึ ้นทุก ๆ ปี ตังแต่้ ปี 2005 โดยมี
จุดมุง่ หมายที่จะเผยแพร่ผลงานวิจยั ที่จดั ทาในโครงการ ”โปรแกรม
subsidy งานวิจัย/ งานศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้ างเหล็ก ” โดย JISF
แก่สาธารณะชน งานประชุมสัมนาปั จ จุบันซึ่งเป็ นครั ง้ ที่ 16 นี ม้ ีเนื อ้ หาเน้ นไปที่ “ความเสียหายที่ เกิดขึ ้นจากแผ่นดินไหว Great
East Japan Earthquake และความพยายามในการที่จะบูรณะ
ซ่อมแซมและก่อสร้ างขึ ้นใหม่” โดยผู้บรรยายที่มีชื่อเสียงในแวดวงวิ ศ วกรรมโยธาขอ ง ประเทศ ญี่ ปุ่ น และประธานในงาน
ประชุมสัมมนาคือศาสตราจาย์ โยโซะ ฟูจิโน บัณฑิตวิทยาลัยแห่ง
มหาวิทยาลัยโตเกียว
งานบรรยายในครัง้ นี ้แสดงผลรายงานทางวิศวกรรมโยธาด้ านต่าง ๆ ที่เกี่ ยวเนื่ องกับความเสียหาย และงานปรั บปรุง ซ่อ มแซมแก้ ไขที่ต้องกระทา ของโครงสร้ างท่าเรื อ ทางรถไฟ เขื่อนกันแม่้ นา้ถนนไฮเวย์ เศษชิ ้นส่วนและขยะจากเหตุสึนามิ และแผ่นดินเหลว
(สาหรับรายละเอียด ให้ ศกึ ษาโปรแกรมการบรรยาย)ศาสตาจารย์เกียติคณุ โนบูโอะ ชูโต แห่งมหาวิทยาลัยโตโฮกุ
นักวิจัยขันแนวหน้
้าในด้ านคลื่นสึนามิในประเทศญี่ ปนุ่ ได้ ทาการ
บรรยายพิเศษประจาปี ในหัวข้ อเรื่ อง “การอยู่ร่วมกันกับคลื่นสึนามิ
19