Finite element simulation: การวิเคราะห์กำแพงพระนคร โดย finite element method

บทความวิจัยนี้ได้นำเสนอประวัติการก่อสร้างกำแพงพระนครที่ได้ก่อสร้างมาตั้งแต่สมัยรัชกาลที่ 1 บนดินเหนียวอ่อนที่มีความแข็งแรงต่ำ และยังคงสภาพความมั่นคง แข็งแรงถึงปัจจุบัน 225 ปี มีเทคนิคการก่อสร้างฐานรากของกำแพงเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู มีการเสริมความแข็งแรงของฐานรากกำแพง โดยการใช้อิฐ เรียงเป็นรูปแบบ บดอัดด้วยชั้นของอิฐหัก อิฐป่น สลับเป็นชั้นๆ พร้อมตอกเสาเข็มไม้เสลา ได้วิเคราะห์เชิงวิศวกรรมของความเค้นเฉือน และการทรุดตัวของกำแพงในดินเหนียวอ่อน ด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยได้จำลองขั้นตอนการก่อสร้างฐานรากกำแพงแต่ละชั้นเป็น 5 ขั้นตอน แต่ละขั้นตอนส่งผลกระทบต่อน้ำหนักกระทำดินเหนียวอ่อน และเสาเข็มไม้เสลา พร้อมประมาณค่าการทรุดตัวของกำแพง

ผลจากการวิเคราะห์พบว่าเทคนิคการเสริมความแข็งแรงด้วยการตอกเสาเข็มไม้เสลาทำให้การกระจายความเค้นเฉือน ที่มีค่าสูงถึง 521 กิโลนิวตันต่อเมตร² ที่เกิดจากน้ำหนักของกำแพง กระทำต่อดินเหนียวอ่อน ลดลงเหลือ 74.8 กิโลนิวตันต่อเมตร² อยู่ในช่วงความสามารถต้านทานความเค้นเฉือนของดินเหนียวอ่อน สำหรับการทรุดตัวของกำแพงมีค่าสูงสุดในแนวดิ่งสูงสุดเท่ากับ 0.10 เมตร ส่วนค่าการทรุดตัวของกำแพงและดินเหนียวอ่อนในแนวนอนสูงสุดเท่ากับ 0.0317 เมตรไปด้านขวา และ 0.0299 เมตรไปด้านซ้าย

นับเป็นองค์ความรู้ ความสามารถของคนไทยยุคต้นรัตนโกสินทร์ ที่เราชาวไทยยุคปัจจุบันควรให้ความ
ชื่นชม ยกย่อง พร้อมเชิดชูเกียรติ และผู้เขียนขอเชิญชวนให้นักวิชาการได้หันมาสนใจ ทำการวิเคราะห์ วิจัยผลงานของคนไทยทั้งในอดีต ร่วมรณรงค์เพื่อทำนุ บำรุง ศิลปะและวัฒนธรรมของไทย