Civil and Environmental Engineering Commons^™

Ecological Restoration Of Lead/Zinc/Copper Mine Tailings: Phytomanagement And Amendment Strategies To Enhance Substrate Functionality And Biomass Production, Mariam K. Al-Lami

Doctoral Dissertations

“The extreme physiochemical characteristics of mine tailings inhibit microbial processes and natural plant growth. Consequently, vast and numerous tailings sites remain barren for decades and highly susceptible to wind and water erosion. Phytostabilization is a cost-effective and ecologically productive remediation approach; however, tailings revegetation is generally challenging and must often be assisted with appropriate soil amendments. Amendments applied individually in greenhouse studies discussed herein revealed notable improvement in bioenergy crops growth only with biosolids treatments. Recalcitrant carbon amendments (biochar and humus) showed notable impact only on tailings physichochemical and hydraulic properties. Nevertheless, biosolids may not support sustained vegetation due to …

Characterization And Utilization Of Alkali-Activated Concrete For Sustainable Infrastructures, Eslam Gomaa

Doctoral Dissertations

“This study has investigated the feasibility of using locally available fly ashes (FAs) to synthesize alkali-activated concrete (AAC) for different structural and repair applications. Using AAC made of 100% FA reduces global CO2 emissions, saves energy, and decreases raw material consumption during the production process of ordinary Portland cement. Class C FAs, sourced from Labadie, Jeffery City, Kansas City, Thomas Hill, and Sikeston power plants in the state of Missouri, were used to synthesize the AAC. Sodium silicate (SS), Na2SiO3, and sodium hydroxide (SH), NaOH were used as the alkali activators. Slag, crumb rubber, and air-entraining admixture were used as …

A Three-Dimensional Fully Coupled Hydro-Mechanical Elasto-Plastic Model For Unsaturated Soils With Consideration Of Hysteresis Behavior, Beshoy Sami Moussa Riad

Doctoral Dissertations

"Unsaturated soils are often used as a construction material in transportation infrastructures; in which it is subjected to cyclic traffic loadings and/or seasonal wetting-drying cycles. While mechanical hysteresis is a common feature of soils in general, hydraulic hysteresis is associated with unsaturated soils. Most existing constitutive models paid limited attention to the mechanical and hydraulic hysteresis behavior of unsaturated soils. This research presents a three-dimensional model for unsaturated soils and a chemo mechanical model for saturated soils. The unsaturated soils’ model has the following characteristic features: (a) the hydraulic and mechanical behaviors are fully coupled under 3D conditions; (b) it …

Strategies To Improve Shrinkage Resistance Of Cement-Based Materials For Extrusion-Based 3d Printing, Kavya Vallurupalli

Doctoral Dissertations

"The main objective of this study is to develop new generation of shrinkage-resistant 3D printable mortar mixtures. To this end, the research work was carried out to: i) identify key material and processing parameters that affect printability; ii) investigate the influence of water-to-cement ratio, superplasticizer dosage, and welan gum content on mortar printability; iii) propose a “printability window” where rheological properties and desorptivity can secure successful printing; iv) investigate effect of shrinkage mitigation materials (expansive agent (EA), pre-saturated lightweight sand (LWS), superabsorbent polymers (SAP), and shrinkage reducing admixture) on printability and shrinkage performance of mortar; and v) evaluate the effect …

Design And Performance Of Self-Consolidating And Thixotropic Ultra-High-Performance Concrete For Infrastructure Construction And Rehabilitation, Le Teng

Doctoral Dissertations

"The objective of this research is to develop two classes of ultra-high-performance concrete (UHPC), one with self-consolidating consistency and the other with improved thixotropy. Tailoring the rheological properties of low yield stress UHPC can improve dispersion and orientation of steel fibers used in the design of UHPC, hence enhancing the tensile and flexural properties. Similarly, improving the thixotropy of UHPC can enable unique performance for the design of thin bonded bridge deck overlay. The research investigated various thixotropy enhancing admixtures to enhance the structural build-up at rest of UHPC. A total of 16 bonded overlay slab specimens were used to …

Investigating The Interaction Between The Recycled Components And The Asphalt Binders, Plant, Lab, And Field Mixes, Eslam Deef-Allah

Doctoral Dissertations

"Modifying asphalt binders and mixes with recycled components is common practice due to their environmental and economic merits. Literature has indicated that different recycled components interact with (blend with) asphalt differently, ranging from no blending, partial blending, or full blending. The degree of blending between recycled components and virgin asphalt binders (VABs) and the exchanged components impact the performance of modified asphalt binders. However, the nature of the interaction process between the recycled components and the VABs is not fully understood. The primary objective of this study was to explore the interactions between recycled components and VABs. By understanding the …

Theoretical Determination Of The Yield Curve For Unsaturated Soils, Sara Fayek

Doctoral Dissertations

"An important step to developing a good understanding of the behavior of unsaturated soils is to adopt a formal and simple constitutive framework and to conduct high-quality and short-time experiments. Barcelona Basic Model (BBM) was the first elastoplastic constitutive model for unsaturated soils. The yield curve, which separates the elastic region from the elastoplastic region, is an important aspect of constitutive modeling for unsaturated soils. Most concepts for unsaturated soils were developed based upon the results from suction-controlled triaxial (SCTX) tests. Though, the SCTX tests on unsaturated soils are costly, time-consuming, and laborious, and their results are questionable. This study …

Promoting Distributed Energy Deployment And Diffusion For Sustainable Civil Infrastructure Using Multi-Agent Based Modeling And Quantitative Analytics, Gasser Ali

Doctoral Dissertations

"Distributed Solar Generation (DSG) using small-scale Photo-Voltaic (PV) is an evolving technology with increasingly growing market penetration due to its significant benefits to consumers and broader power systems. DSG is sustainable, provides reliability, and is cost-effective where solar energy is abundant. However, the increasingly growing adoption of DSG creates uncertainties in forecasting electric power demand and market behavior. It also causes concerns of a “utility death spiral”. To this end, the goal of this research is to critically analyze the diffusion and benefits of DSG in the electric power infrastructure as a complex System-of-Systems (SoS). Specifically, this dissertation addresses the …

Predictions Of Produced Water Quality And Recycled Water Optimization For Spatially-Distributed Wells In Point Pleasant Formation, Armel Quentin Mbakop

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

The treatment of produced water as a fracturing fluid is becoming an increasingly important aspect of water management surrounding the booming of the unconventional oil and gas industry. Two main problems facing the oil and gas industry are the availability of water for well drilling and completion and disposal of the produced water. Unconventional well drilling and completion in the Utica shale requires large amounts of water. The wastewater that results after production—containing high levels of organic and inorganic matter— is usually disposed of through deep well injection. A new approach reuses this produced water as part of subsequent fracturing …

Stormwater Runoff Response Under Changing Climate And Land Uses Across Gradients Of Inland And Coastal Urban-Natural Basin, Mahmood Khan

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Climatic variability has caused significant shifts in the magnitude, frequency and spatiotemporal distribution of precipitation, generating excessive runoff that leads to frequent occurrences of extreme hydrologic events such as the pluvial (rainfall accumulation) and fluvial (riverine) floods. The conversion of natural areas into urban lands is further exacerbating the rainfall accumulation by increasing surface imperviousness that hinders infiltration of water into the soil. This dissertation predicts and characterizes potential shifts in the future annual stormwater runoff
volumes and runoff extremes under the standalone and coupled changes in climate and land use across inland and coastal urban-natural settings. The research was …

Experimental And Design Evaluation Of Multi-Bolted Gfrp Joints, Amir Hossein Houshmandyar

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

For infrastructure system implementation, high strength/stiffness to self-weight ratio, corrosion resistance and ease of fabrication are just a few of the many advantages of pultruded fiber reinforced polymer (PFRP) composites over traditional construction materials. However, challenges of engineered FRP materials are addressed via continuous updating of design codes. For example, the anisotropic nature of FRP composite materials includes different mechanical properties in different directions (pull or longitudinal direction vs. transverse to pull direction) of a structural member, resulting in design complexities over isotropic materials. Typically, infrastructure systems are built by bolting FRP structural members because of certain advantages of bolted …

Application Of Artificial Intelligence For Co2 Storage In Saline Aquifer (Smart Proxy For Snap-Shot In Time), Marwan Mohammed Alnuaimi

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

In recent years, artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) technology have grown in popularity. Smart Proxy Models (SPM) are AI/ML based data-driven models which have proven to be quite crucial in petroleum engineering domain with abundant data, or operations in which large surface/ subsurface volume of data is generated. Climate change mitigation is one application of such technology to simulate and monitor CO2 injection into underground formations.

The goal of the SPM developed in this study is to replicate the results (in terms of pressure and saturation outputs) of the numerical reservoir simulation model (CMG) for CO2 injection into …

Development Of An Innovative Co-Treatment Technology For Produced Water And Blowdown Water: A Regional Approach Of Water Management For Energy Production, Golnoosh Khajouei

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Freshwater use for power generation represents the second-largest water use globally. In the United States, freshwater withdrawals for thermoelectric power accounted for 38% of the total freshwater withdrawals for all uses in 2010. Cooling systems are the most water-intensive part of the thermoelectric generation process. For instance, one 300 MW power generator required about 20,000 m³/h circulating cooling water. The cooling operation discharges a large volume of wastewater in the form of blowdown water (10-20% of the consumed water) that requires treatment for reuse or surface discharge. Produced water (PW), the fluid which returns to the surface from …

Elucidating Biogeochemical Reactions Of Iron For Ammonium Removal And Nutrient Recovery From Wastewaters: Moving Toward Sustainable Wastewater Management, Rifat Anwar

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Development and applications of anaerobic treatment technologies has been discussed as an effective alternative to conventional aerobic processes for removal of nitrogen from wastewaters. With abundance of iron and its high reduction potential, employing ferric reduction-based reaction pathways in engineering processes could be an effective strategy to promote energy efficiency of wastewater treatment. In particular, ferric reduction coupled to ammonium oxidation (Feammox), a novel microbial metabolic function recently found to occur under anaerobic/anoxic condition through iron dosing, can be used for nitrogen pollutant removal. Iron dosing for wastewater treatment could also promote other microbial and chemical reactions that facilitate nutrient …

Climatic And Land Cover Sensitivities Of Stormwater Runoff In A Coastal Natural-Urban Basin Of Texas, Usa., Nusrat Nasrin Khan

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Changes in climatic and land use drivers typically drive stormwater runoff quantity and quality. This study focuses on determining the stormwater runoff sensitivities to variation in climatic and land cover changes in a coastal natural-urban basin. A mechanistic hydrologic model was developed for the Spring San Jacinto Basin (SSJB) of Texas, USA considering the basin as a pilot study area by using the U.S. Environmental Protection Agency (EPA)’s Storm Water Management Model 5.2. The SSJB drains an area of 1949 km² ultimately into the northern Gulf of Mexico, USA through peripheral neighborhoods of the Greater Houston area. The model …

Methodology For Enhanced Filtration And Dewatering Of Fine-Grain Amd Precipitate Using Geocomposites For Rare Earth Elements Recovery, Iuri Lira Santos

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Research performed by the West Virginia Water Research Institute (WVWRI) in partnership with the Department of Energy (DOE) has identified that coal mining by-products contain significant amounts of Rare Earth Elements (REEs). REEs currently are in high demand, and extraction from coal mining reject presents a potential for commercialization if extraction is feasible. The coal mining reject include Acid Mine Drainage (AMD) in the aqueous phase and sludge from AMD treatment. A novel two split selective precipitation method was implemented to remove gangue metals, increasing the concentration of REEs in the sludge.

This process presents a two-fold benefit: 1) treatment …

Distracted Driving And Pedestrians' Effects On Headway At Signalized Intersections, Bassel Elgamal

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

Distracted driving and pedestrians pose one of the most difficult challenges to ensuring a safe and efficient transportation system. Modern communications have delivered greater convenience. However, this has come at the cost of attention spans. Safety has been thoroughly explored in terms of distracted driving and pedestrians. However, impacts on traffic operations have received minimal research attention. Few studies provided a theoretical mechanism on how intersection operations can be affected but failed to quantify the real-life impacts on traffic operations. Furthermore, new Florida laws prohibit cellphone usage while driving but is allowed when the vehicle is stationary, which may result …

ประสิทธิภาพในการปิดรอยร้าวของมอร์ตาร์ซ่อมแซมตัวเองที่มีส่วนผสมของสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษและไมโครแคปซูลสปอร์ของแบคทีเรียเอ็มไอซีพี, ณัฏฐชัย ทรัพย์วิไล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเองและผลกระทบของปริมาณไมโครแคปซูลที่บรรจุสปอร์ของแบคทีเรียควบคู่กับสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษ (SAP) โดยปริมาณไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรียถูกควบคุมที่ร้อยละ 0.25, 0.5 และ 1.0 ของน้ำหนักของซีเมนต์ และมีการควบคุมปริมาณสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษไว้ที่ร้อยละ 4 ของน้ำหนักซีเมนต์ ในงานวิจัยได้ทำการทดสอบคุณสมบัติเชิงรีโอโลยี ค่ากำลังรับแรงอัดประลัย และทดสอบคุณสมบัติด้านการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเอง ในรูปแบบของการปิดตัวของรอยร้าว อัตราการไหลของน้ำผ่านรอยร้าว ควบคู่ไปกับการตรวจสอบโครงสร้างระดับจุลภาคด้วยเครื่องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ และการวิเคราะห์ด้วยเครื่องเชิงความร้อน จากผลการศึกษาพบว่ามอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลแบคทีเรียที่ร้อยละ 1 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP จะมีการปิดตัวรอยร้าวในช่วง 3 และ 28 วัน ที่ร้อยละ 49.74 และ ร้อยละ 80.35 ของความกว้างเริ่มต้นตามลำดับ อย่างไรก็ตามอัตราการปิดตัวของรอยร้าวในมอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรียที่ร้อยละ 1 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP หลัง 28 วัน มีประสิทธิภาพการซ่อมแซมที่ต่ำกว่ามอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลแบคทีเรียที่ร้อยละ 0.25 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการปิดตัวของความกว้างรอยร้าวและร้อยละการซึมผ่านของน้ำที่ลดลงได้ดีกว่าประกอบกับมีคุณสมบัติทางกลเทียบเท่ากับมอร์ตาร์ที่มีการใช้วัสดุซ่อมแซ่มเพียง 1 ประเภท ซึ่งกล่าวได้ว่า SAP สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเองของแบคทีเรียที่ชักนำการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตได้อย่างมีนัยยะสำคัญ ด้วยเหตุนี่จึงสามารถลดปริมาณจำนวนแบคทีเรียในส่วนผสมของคอนกรีต

การวิเคราะห์ผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหวของเขื่อนดินถมแบ่งส่วนขนาดใหญ่, ณัฐนนท์ หนุนอนันต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยชิ้นนี้นำเสนออิทธิพลของการวิเคราะห์แบบไฟไนต์อิลิเมนต์สามมิติของการวิเคราะห์ผลตอบสนองทางแผ่นดินไหวของเขื่อนแม่งัดสมบูรณ์ชล การวิเคราะห์ถูกกระทำเปรียบเทียบระหว่างการวิเคราะห์สามมิติและสองมิติโดยอ้างอิงข้อมูลจากงานวิจัยในอดีต การวิเคราะห์ประกอบไปด้วยการวิเคราะห์ธรณีวิทยาแผ่นดินไหวเชิงความน่าจะเป็นด้วยโปรแกรม R- CRISIS และการวิเคราะห์ไฟไนต์อิลิเมนต์ด้วยโปรแกรม PLAXIS 2D และ PLAXIS 3D ผลการวิจัยที่ได้บ่งชี้ว่า การเคลื่อนตัวในแนวเหนือน้ำ - ท้ายน้ำ จากการวิเคราะห์ทั้งสองกรณีมีค่าใกล้เคียงกัน ในขณะที่ผลการทรุดตัวจากการวิเคราะห์สามมิติมีค่ามากกว่า

ความต้านทานการซึมผ่านคลอไรด์ของมอร์ตาร์ที่ซ่อมแซมรอยร้าวโดยวิธีการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์, นัชชา นพคุณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการซึมผ่านคลอไรด์ของมอร์ตาร์ที่ได้รับการซ่อมแซมหลังเกิดรอยร้าวโดยใช้แบคทีเรียเอ็มไอซีพีสายพันธุ์ บาซิลลัส สฟีรีคัส ในรูปแบบหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหาร (ปริมาณการหยดเชื้อแบคทีเรียต่อสารอาหารต่อวันเท่ากับ 20:500 µL และ 40:1000 µL) และรูปแบบไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรีย (1% และ 2% โดยน้ำหนักปูนซีเมนต์) โดยศึกษาความกว้างรอยร้าวที่แตกต่างกัน 2 ขนาด คือ รอยร้าวขนาดไม่มากกว่า 175 µm และขนาดที่มากกว่า 175 แต่น้อยกว่า 350 µm จากการทดสอบพบว่าค่าการไหลแผ่ของมอร์ตาร์ที่ไม่ใช้แบคทีเรียเป็นไปตามมาตรฐานและต่ำกว่ากลุ่มมอร์ตาร์ที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูลถึง 12.0-14.6% จากนั้นหลังบ่มน้ำครบ 28 วัน นำไปทดสอบกำลังรับแรงอัด มอร์ตาร์ที่ไม่ใช้แบคทีเรียมีค่ากำลังรับแรงอัด 43.3 MPa สูงกว่ากลุ่มใช้รูปแบบไมโครแคปซูลถึง 15.1-23.8% จากนั้นหลังสร้างรอยร้าวบนชิ้นตัวอย่าง ทดสอบประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าว โดยให้อยู่ภายใต้สภาวะเปียกสลับแห้งเป็นจำนวน 14 รอบ (1 รอบ = 48 ชั่วโมง) กลุ่มที่ใช้รูปแบบการหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหารจะให้สัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้าวสูงที่สุด ทั้งในรอยร้าวขนาดเล็กและใหญ่ โดยมีสัดส่วนการซ่อมแซม เท่ากับ 100% และ 62.1% ตามลำดับ ถัดมาในกลุ่มที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูล พบว่าการซ่อมแซมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 4 รอบแรกของการซ่อมแซม และเพิ่มขึ้นอย่างคงที่จนครบกำหนดการซ่อมแซม โดยสามารถซ่อมแซมรอยร้าวได้ 72.7% และ 47.7% สำหรับรอยร้าวขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ตามลำดับ ในขณะที่กลุ่มที่ไม่ได้ใช้แบคทีเรียซ่อมแซมมีสัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้างเพียง 17.8% และ 13.9%สำหรับรอยร้าวขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ตามลำดับ จากนั้นได้นำชิ้นตัวอย่างมาทดสอบความต้านทานการซึมผ่านของคลอไรด์ พบว่า เมื่อสัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้าวมากมีแนวโน้มทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ลดน้อยลง อาทิ กลุ่มที่ใช้รูปแบบเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหารมาก (40:1000 µL) ในรอยร้าวขนาดเล็กที่ซ่อมแซมได้ 100% มีสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ใกล้เคียงกับกลุ่มมอร์ตาร์ธรรมดาที่ไม่มีรอยร้าว รวมถึงปัจจัยสำคัญอื่นที่ส่งผลต่อการซึมผ่านของคลอไรด์ ได้แก่ ความกว้างรอยร้าวที่เหลืออยู่หลังการซ่อมแซม ความสามารถในการซ่อมแซมรอยร้าวตลอดความลึกภายในเนื้อมอร์ตาร์ และสารอาหารที่ใส่ลงขณะผสมที่ทำให้เกิดรูโพรงภายในเนื้อมอร์ตาร์ ปัจจัยเหล่านี้พบในกลุ่มตัวอย่างที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูล จึงส่งผลให้มีค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ที่สูงกว่ากลุ่มที่ใช้รูปแบบหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหาร

การประเมินผลกระทบและต้นทุนทางสุขภาพและระบบนิเวศจากการก่อตัวของโอโซนจากการขนส่งผู้โดยสารในเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑล, อติพร หทัยรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินและเปรียบเทียบการปล่อยมลพิษ, ผลกระทบและต้นทุนทางสุขภาพและระบบนิเวศของการก่อตัวของโอโซนจากการขนส่งทางถนน, ทางราง และทางน้ำในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล โดยการใช้การประเมินวัฏจักรชีวิต การขนส่งในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล ปี 2565 มีปริมาณมลพิษ NOx และ NMVOCs อยู่ที่ 5.05E+04 ตัน/ปี และ 2.61E+04 ตัน/ปี ตามลำดับ มีผลกระทบทางสุขภาพและระบบนิเวศอยู่ที่ 1.21E+03 DALY/ปี และ 4.95E+00 species·yr/ปี การเปลี่ยนรูปแบบการขนส่งจากทุกรูปแบบการขนส่งเป็นรถโดยสาร 30% ของการขนส่งทั้งหมดในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล ปี2565 พบว่า ปริมาณมลพิษ NOx เพิ่มขึ้น 3% ในขณะที่ปริมาณมลพิษ NMVOCs ผลกระทบทางสุขภาพและระบบนิเวศลดลง 11%, 6.02%, และ 0.5% เมื่อเปรียบเทียบกับการขนส่งในกรุงเทพมหานครและปริมณฑลปกติตามลำดับ การเปลี่ยนรูปแบบการขนส่งจากทุกรูปแบบการขนส่งเป็นการขนส่งทางน้ำ 30% ของการขนส่งทั้งหมดในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล ปี2565 พบว่าทำให้มีปริมาณมลพิษ NOx เพิ่มขึ้น 79 % และ 0.1% ตามลำดับ และทำให้มีผลกระทบทางสุขภาพและระบบนิเวศเพิ่มขึ้น 44% และ 64% เมื่อเปรียบเทียบกับการขนส่งในกรุงเทพมหานครและปริมณฑลปกติ และ การเปลี่ยนรูปแบบการขนส่งจากทุกรูปแบบการขนส่งเป็นรถไฟไฟฟ้า 30% ของการขนส่งทั้งหมดในกรุงเทพมหานครและปริมณฑล ปี2565 สามารถลดการมีปริมาณมลพิษ NOx และ NMVOCs ได้อยู่ที่ 22% และ 25% ตามลำดับ และทำให้ผลกระทบทางสุขภาพและระบบนิเวศลดลง 13% และ 20% เมื่อเปรียบเทียบกับการขนส่งในกรุงเทพมหานครและปริมณฑลปกติ

Strain Gradient Shear Deformation Microshells: Formulation, Isogeometric Analysis, And Optimization, Toan Minh Le

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The rapid development of micro-electro-mechanical system (MEMS) technology has empowered the fabrication of micro-sized, light weighted, and flexible thin-walled components. Due to the complex inherent physics and costly experiments at the microscale, reliable theoretical and numerical instruments for modeling and assisting the design of these innovative structures become desirable. This thesis, therefore, devotes to proposing a general strain-gradient-based shell model, a robust computational formulation, and efficient optimization approaches for microshells. The heart of the novel microshell model is based on the integration between the complete type-II formulation of Mindlin’s strain gradient elasticity, in which the importance of both strain-gradient and …

เมมเบรนชนิดเส้นใยนาโนแบบกรีนจากพอลิไวนิลแอลกอฮอล์สำหรับการกรองอนุภาคละเอียด, ฐิตาพร ชิตจุ้ย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

สถานการณ์ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM2.5) ในปัจจุบันที่ยังคงปรากฏให้เห็นในประเทศไทย โดยเฉพาะฤดูหนาว ส่งผลกระทบและผลเสียต่าง ๆ อย่างมากในแง่ของสุขภาพ หน้ากากกรองอากาศเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงและป้องกันปัญหาในสุขภาพ งานวิจัยนี้มุ่งเน้นและให้ความสนใจในเรื่องของการเตรียมเมมเบรนจากพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ เพื่อนำมาประยุกต์ใช้เป็นแผ่นกรองอากาศ โดยเฉพาะสามารถกรองฝุ่นละอองขนาดละเอียด (particulate matter, PM2.5) ได้ พอลิไวนิลแอลกอฮอล์เป็นพอลิเมอร์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งนำมาขึ้นรูปเส้นใยนาโนโดยเตรียมจากกระบวนการขึ้นรูปด้วยเทคนิคการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต หรือที่เรียกว่า “อิเล็กโตรสปินนิง” ซึ่งกระบวนการนี้ทำให้เส้นใยที่ได้มีขนาดเล็กในระดับนาโนเมตร มีรูพรุนจำนวนมาก ซึ่งส่งผลต่อพื้นผิวการใช้งานของแผ่นกรองในการใช้งานฟังก์ชันต่าง ๆ จึงเหมาะสำหรับการนำมาขึ้นรูปเป็นเส้นใยนาโนจากพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ และการนำไปใช้เป็นเมมเบรนในการกรองอากาศ จากผลการเตรียมเมมเบรนชนิดเส้นใยนาโนอิเล็กโตรสปัน พบว่า จากการเตรียมขึ้นรูปเส้นใยนาโนใช้พารามิเตอร์ที่ความเข้มข้นของสารละลาย 10%wt, ศักย์ไฟฟ้า 20 kV, และ ระยะการปั่น 14 cm เส้นใยนาโนที่ได้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยอยู่ที่ 235 ± 70 nm ซึ่งอยู่ระหว่าง 100 - 300 นาโนเมตร และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางลดลงเฉลี่ยอยู่ที่ 224 ± 53 nm เมื่อทำการเชื่อมขวางด้วยกรดซิตริก 10% และให้ความร้อนแก่เส้นใยนาโนที่อุณหภูมิ 120 และ 140 องศาเซสเซียส พบว่า ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 189 ± 60 nm และ 161 ± 60 nm ซึ่งลักษณะสัณฐานวิทยาของเส้นใยจะมีความสม่ำเสมอ เรียงกันแบบไม่ถักทอ (non-woven fabric) และไม่มีปุ่มปม นอกจากนี้เมื่อคัดเลือกนำเส้นใยทั้ง 3 ชนิด ได้แก่ เมมเบรนชนิดที่ 1 เส้นใยที่ไม่ได้รับการเชื่อมขวางจากกรดซิตริกจากการเตรียมสารละลายที่ความเข้มข้นของสารละลาย 10%wt โดยใช้ศักย์ไฟฟ้า 20 kVและ ระยะการปั่น 14 cm ถัดมาเป็นเมมเบรนชนิดที่ 2 และ 3 เส้นใยที่ได้รับการเชื่อมขวางด้วยกรดซิตริกที่อุณหภูมิ 120 และ 140 องศาเซสเซียส ตามลำดับ ไปทำการทดสอบประสิทธิภาพการกรองอากาศ พบว่า …

การพัฒนาจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เซนเซอร์วัดก๊าซชนิดสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์สำหรับตรวจวัดคุณภาพอากาศ, ญาณัจฉรา นวลปาน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการพัฒนาจมูกอิเล็กทรอนิกส์ (E-nose) เพื่อตรวจวัดคุณภาพอากาศผ่านก๊าซ 5 ชนิด ได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และโอโซน โดยทำการพัฒนาระบบเซนเซอร์ตรวจวัดที่ใช้เซนเซอร์ออกไซด์ของโลหะ (Metal Oxide Sensor, MOS) จำนวน 8 ชนิดในการรับข้อมูลแล้วพัฒนาโมเดลเพื่อคำนวณความเข้มข้นของก๊าซแต่ละชนิด โดยการพัฒนาโมเดลได้ทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียม (Artificial Neural Network: ANN) แบบ Regression และ การวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ (Multiple Linear Regression: MLR) โดยทำการศึกษาจำนวนชั้นซ่อน (Hidden Layer) ที่เหมาะสมและทำการวัดประสิทธิภาพของโมเดลโดยใช้ค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยสมบูรณ์ (Mean Absolute Error: MAE) และเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยสมบูรณ์ (Mean Absolute Percentage Error: MAPE) สำหรับการทำนายความเข้มข้นของก๊าซและใช้ค่าความถูกต้อง (Accuracy) และค่าความแม่นยำ (F1 score) สำหรับโมเดลในรูปแบบการแบ่งกลุ่ม จากการศึกษาก๊าซชนิดเดียวในก๊าซตัวอย่าง พบว่า แบบจำลอง ANN มีความแม่นยำในการทำนายก๊าซแต่ละชนิดได้ถูกต้องและมีค่า MAPE น้อยกว่าร้อยละ 20 ซึ่งน้อยกว่าโมเดล MLR สำหรับก๊าซ CO NO2 SO2 และ CO2 ในขณะที่แบบจำลอง Classification มีค่า Accuracy และ F1 score อยู่ในช่วง 0.7 – 1.0 แสดงถึงประสิทธิภาพในการทำนายแยกกลุ่มก๊าซทั้ง 4 ชนิดได้ถูกต้อง แต่อย่างไรก็ตามโมเดลไม่สามารถทำนาย O3 ได้แม่นยำมากนักเนื่องจากความไม่เสถียรของข้อมูล นอกจากนี้ เมื่อใช้เซนเซอร์ในการทำนายก๊าซผสม พบว่า แบบจำลองทั้งสองที่นำมาใช้ทำนายยังมีประสิทธิภาพไม่ดีมากนัก โดยมีค่า MAPE มากกว่าร้อยละ 50 เนื่องจากข้อมูลสำหรับการสร้างโมเดลมีไม่มากพอ อีกทั้งเซนเซอร์ยังมีความไวต่อก๊าซหลายชนิดพร้อมกัน ซึ่งเกิดจากอุปกรณ์การทดลองยังไม่มีความแม่นยำมากพอในการควบคุมก๊าซให้มีความเข้มข้นคงที่

การบำบัดน้ำล้างดินที่มีการปนเปื้อนน้ำมันปิโตรเลียมด้วยระบบฟอร์เวิร์ดออสโมซิส, ลลิตา หลำพึ่ง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษา การบำบัดน้ำล้างดินจากดินปนเปื้อนน้ำมันปิโตรเลียมด้วยวิธีฟอร์เวิร์ดออสโมซิส และประสิทธิภาพในการล้างดินของสารละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยทำการสังเคราะห์ดินปนเปื้อนน้ำมันที่ใช้ในการทดลองมีความเข้มข้น เท่ากับ 255,517 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม เมื่อผ่านกระบวนการล้างดินด้วยเอทิลแลคเตต พบว่าน้ำล้างดิน (Rinsed water) มีความเข้มข้นของน้ำมันดีเซลและความเข้มข้นของเอทิลแลคเตต เท่ากับ 267 และ 20,033 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ซึ่งนำไปกำหนดช่วงในการออกแบบการทดลอง หาสภาวะการบำบัดที่เหมาะสมของระบบฟอร์เวิร์ดออสโมซิสด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนอง (Response surface methodology; RSM) แบบ Central composite design (CCD) โดยมีปัจจัยของสารป้อนที่สนใจทั้งหมด 3 ปัจจัย ได้แก่ ความเข้มข้นของน้ำมันดีเซล ความเข้มข้นของเอทิลแลคเตต และค่าพีเอช จากผลการทดลอง ค่า Normalized flux ใช้เป็นตัวแปรตอบสนองในการวิเคราะห์ พบว่าสภาวะที่เหมาะสม คือ ความเข้มข้นน้ำมันดีเซลและความเข้มข้นของเอทิลแลคเตต เท่ากับ 100 และ 16,000 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ และค่าพีเอช เท่ากับ 6 โดยค่า Normalized flux สูงสุด เท่ากับ 0.56 หลังเดินระบบ 3 ชั่วโมง พบว่า เมมเบรนยอมให้เอทิลแลคเตตผ่านได้ 1.46 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ป้องกันการแพร่ผ่านของน้ำมันได้ 98 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ การมีตะกอนในระบบจะส่งผลต่อการบำบัดทำให้ Normalized flux ลดลง ซึ่งสารดึงที่ได้จากการบำบัดน้ำล้างดินด้วยฟอร์เวิร์ดออสโมซิส มีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำมันออกจากดินปนเปื้อน เท่ากับ 77 เปอร์เซ็นต์

A Risk-Based System For Managing Construction Claim Causes: An Integrated Interpretative Structural Modeling And Bayesian Network Approach, Sang Quang Van

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Claims are troublesome and often lead to adverse impacts on construction projects, such as delays, cost overruns, and disputes among contracting parties. Numerous studies have been conducted to improve the understanding of claim causes; however, most previous research works have investigated claim causes individually and ignored the interdependences among claim causes. In addition, the determination of response strategies and methods for claim causes has scarcely been addressed. This research develops a risk-based system for managing claim causes in building construction projects. The main objectives of this research are twofold: (1) to quantify the impacts of claim causes considering their interdependences, …

การประเมินผลกระทบต่อสุขภาพ และต้นทุนทางสุขภาพที่เกิดจากฝุ่นละอองขนาดเล็กจากการขนส่งผู้โดยสารในเขตกรุงเทพมหานคร และปริมณฑล, ภัสราภา ฉลองกลาง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันโลกของเรากำลังเผชิญกับปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็ก ที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพ โดยเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรถึง 4.14 ล้านคน โดยติดลำดับ 4 ของโลก และจากรายงานของกรมควบคุมมลพิษ เมื่อปี พ.ศ. 2564 พบว่า พื้นที่กรุงเทพมหานคร มีค่าฝุ่นละอองขนาดเล็ก เกินค่ามาตรฐานถึง 89 วัน แหล่งกำเนิดที่สำคัญของฝุ่นละอองขนาดเล็กในกรุงเทพมหานคร เกิดจากการจราจรขนส่งเป็นหลัก งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อจัดทำบัญชีการระบายมลพิษอากาศ ประเมินผลกระทบต่อสุขภาพ และต้นทุนทางสุขภาพ ที่มาจากการขนส่งผู้โดยสารทางถนน ทางเรือ และทางราง จากการเดินทางของประชาชน โดยการจัดทำบัญชีการระบายมลพิษอากาศ แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ 1) การใช้เชื้อเพลิง และ 2) การผลิตเชื้อเพลิง การประเมินผลกระทบต่อสุขภาพ ประเมินในหน่วยปีสุขภาวะที่สูญเสีย และแปลงเป็นต้นทุนทางสุขภาพในหน่วย บาท ผลการศึกษาสรุปได้ดังนี้ ปี พ.ศ. 2565 และ ปี พ.ศ. 2570 พบว่า สถานการณ์ที่ลดการเดินทางประเภทรถยนต์ส่วนบุคคล 30% เปลี่ยนเป็นการเดินทางด้วยรถไฟไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2565 ลดผลกระทบต่อสุขภาพ เท่ากับ 15,202 ปีสูญเสียสุขภาวะ เทียบเป็นต้นทุนทางสุขภาพ ได้เท่ากับ 9,011 ล้านบาท และในปี พ.ศ. 2570 เท่ากับ 17,178 ปีสูญเสียสุขภาวะ เทียบเป็นต้นทุนทางสุขภาพ ได้เท่ากับ 10,883 ล้านบาท ดังนั้น การกำหนดนโยบายในอนาคต ควรสนับสนุนให้มีการใช้ระบบขนส่งสาธารณะที่เป็นรถไฟไฟฟ้า และลดการใช้รถยนต์ส่วนบุคคล

Analysis Of Shear Failure In Ultra-High Performance Concrete Beams, Kevin Conway

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

Ultra-high performance concrete (UHPC) is an emerging cementitious material type currently undergoing research in different structural applications. This material is characterized by a compressive strength of 150 MPa (22 ksi), according to the Association Francaise de Genie Civil and the Federal Highway Administration, high tension strength, and high durability. Additionally, UHPC consists of secondary reinforcement in the form of steel or polymeric fibers, which enable UHPC to exhibit tension hardening behavior and tension ductility previously ignored in conventional concrete mixes. Previous research has focused on applications in the transportation and bridge design industries; however, applications in buildings and other heavy …

Testing The Influence Of Water Depth In Design Of Created Oyster Reef For Living Shoreline Applications, Peter Vien

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

Living shoreline stabilization has become a popular practice in shoreline restoration and bank protection; however, there are still many uncertainties regarding effective site design using living materials. For example, natural wave-breaks may be formed of created reefs, but the optimum water depth for hydrodynamic influence may differ from the preferred depth to ensure organism recruitment. The objective of this research is to understand how water depth relative to the crest of submerged artificial oyster reef structures influences nearshore hydrodynamic processes and sediment transport or retention in nearshore areas. A field study, sited in a microtidal estuary on the Atlantic coast …

A Deep Learning Approach For Spatiotemporal-Data-Driven Traffic State Estimation, Amr Hatem Ragaa Abdelraouf

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

The past decade witnessed rapid developments in traffic data sensing technologies in the form of roadside detector hardware, vehicle on-board units, and pedestrian wearable devices. The growing magnitude and complexity of the available traffic data has fueled the demand for data-driven models that can handle large scale inputs. In the recent past, deep-learning-powered algorithms have become the state-of-the-art for various data-driven applications. In this research, three applications of deep learning algorithms for traffic state estimation were investigated. Firstly, network-wide traffic parameters estimation was explored. An attention-based multi-encoder-decoder (Att-MED) neural network architecture was proposed and trained to predict freeway traffic speed …