a. aalianvari
-
از مهمترین عوامل موثر در عملکرد ماشین حفاری تونل TBM آرایش و چیدمان ابزار برش در کله حفار دستگاه بوده که به طور مستقیم بر راندمان عملیات حفاری، عمرمفید TBM و عملکرد مناسب ابزار برش تاثیرگذار می باشد. با توجه به پیچیدگی های طراحی چیدمان ابزار برش (الزامات فنی سازه TBM و الزامات مهندسی حفاری) ارائه مدل های محاسباتی کارآمد از چالش های اصلی محققین بوده است. در این پژوهش به هدف ارزیابی تاثیر چیدمان مارپیچ ابزار برش بر عملکرد ماشین TBM، مدل عددی با بهره گیری از الگوریتم بهینه سازی فراابتکاری گرگ های خاکستری GWO برای طراحی چیدمان مارپیچ توسعه داده شده است. به جهت ارزیابی عملکرد مدل طراحی توسعه داده شده، فرایند طراحی چیدمان ابزار برش در کله حفار یک نمونه اجرایی TBM سنگ مورد ارزیابی قرار گرفته است. براساس نتایج حاصل مشخص می گردد که چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش باعث کاهش نیروی جانبی کل دستگاه Fs به میزان KN 130.18 (84.07 %) و کاهش گشتاور خروج از مرکز به میزان KN.m 2.438 (21.09 %) نسبت به چیدمان اصلی ابزار برش در کله حفار شده است. همچنین نتایج حاصل از مدل سازی المان محدود کله حفار نشان داد که پیاده سازی آرایش مارپیچ ابزار برش در TBM سبب افزایش چشم گیر عملکرد TBM از نقطه نظر سازه ای می گردد به گونه ای که در شرایط بارگذاری بار کل، مقادیر تنش بیشینه در مدل با چیدمان بهینه MPa 13.046 (16.62 %) و میزان تغییر شکل تحت این شرایط بارگذاری mm 0.135 (41.41 %) کاهش یافته است. براساس نتایج حاصل مشخص می گردد که چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش در کله حفار ماشین TBM هم از نظر مهندسی حفاری (افزایش بازده و پیشروی حفاری) و هم از دیدگاه سازه ای ماشین TBM بهبود قابل توجهی یافته است. مهمترین نتیجه حاصل از این پژوهش ارائه یک مدل عددی کارآمد برای طراحی چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش در ماشین TBM بر اساس الگوریتم بهینهسازی GWO بوده است. مدل ارائه شده قابلیت پیاده سازی تحت شرایط مختلف عملیاتی و برای انواع مختلف ماشین های TBM را دارا بوده است.
کلید واژگان: دستگاه حفاری تونل، TBM، ابزار برش، چیدمان مارپیچ، کاترهد، الگوریتم GWOOne of the most important factors affecting the performance of TBMs (Tunnel Boring Machines) is the arrangement and layout of the cutting tool in the cutter head that directly affects the efficiency of boring operations, TBM lifecycle and proper cutting tool performance. Considering the complexities of cutting tool layout design affecting technical requirements of TBM structure and drilling engineering requirements, one of the main challenges of researchers in this regard is to provide efficient computational models has been.
Keywords: Tunnel Boring Machine (TBM), Cutting Tool, Spiral Layout, Cutter Head, GWO Algorithm -
کنترل نشست در اعماق کم و محیط های حساس یکی از مهم ترین عملیات مهندسی تونل می باشد. دراین تحقیق پس از تحلیل عددی نشست تونل خط A مترو قم بوسیله نرم افزار FLAC که توسط TBM-EPB حفر شده بود و به دنبال آن معرفی روش حفاری مناسبی که با توجه به امکانات موجود در داخل کشور، علاوه بر میزان نشست کم این امکان را بدهد که هزینه و زمان ساخت یک سازه زیرزمینی با درجه قابل قبولی از دقت پیش بینی گردد، روش جدید حفاری که برمبنای تحلیل تغییر شکل های کنترل شده در سنگ و خاک بنا شده است .ADECO-RS، معرفی شد. با تحلیل عددی نشست حفاری با نگرش ADECO-RS، نتایج حاصل از روش عددی و رفتار نگاری سطحی با یکدیگر مقایسه شد. مقایسه نتایج مدلسازی و نتایج حاصل از ابزاربندی بیانگر صحت روند مدلسازی می باشد. مقدار ماکزیمم نشست درمقطع200+7 در حین حفاری با TBM-EPB در روش عددی 964/7 میلیمتر و در واقعیت 845/8 میلیمتر بدست آمد. با توجه به رویکرد ADECO-RS در کنترل هسته-جبهه کار مقدار ماکزیمم نشست 054/4 میلیمتر با کاهش تقریبا 4 میلیمتری نسبت به روش عددی حفاری با TBM-EPB بدست آمد. بوسیله پروفیل طولی، در این روش مقدار ماکزیمم نشست تقریبا در فاصله حدود 15 متری در پشت جبهه کار، که نسبت به حفاری با TBM-EPB در فاصله حدود 5/22 متری در پشت جبهه کار ثابت شدکه این کاهش 5/7 متری بوسیله روش ADECO-RS در پشت جبهه کار و همچنین کاهش 5/1 متری جلوی جبهه کار نشان دهنده صحت کنترل هسته-جبهه کار و درنتیجه صحت کنترل نشست می باشد
کلید واژگان: نشست، حفاری مکانیزه، EPB، ADECO-RS، تونل متروی قم، ابزاربندی، مدلسازی عددیIntroductionQom Subway line A project has been excavated by an Earth Pressure Balance (EPB) machine. New Excavation Method has been introduced which is based on controlled core-face Tunnel, indeed Controlled Deformation Rocks and Soils (ADECO-RS) in Tunnel. Numerical Simulations are used to Predict Surface Settlement for the Qom tunnel by TBM-EPB with Approach ADECO-RS and without Considering it. The longitudinal and transverse and Contour surface settlements obtained by numerical analyses are compared with Each other. The obtained numerical results for Excavation with TBM-EPB have been confirmed by the monitoring data using the installed instruments on site.
Methodology and ApproachesIn this study, the Flac3D software has been employed for carrying out 3D numerical modeling of Control settlement. In addition, the Mohr-Coulomb criterion has been considered for geo-mechanical behavior of soil material surrounding the tunnel. the results of numerical models have been verified by the data obtained from monitoring instruments installed in the site.
Results and ConclusionsThe numerical results have shown that the maximum transverse surface settlement of Excavation by TBM-EPB with Approach ADECO-RS is around 50% of the maximum surface settlement of the Excavation by TBM-EPB, In addition longitudinal Profiles shown that maximum surface settlement Excavation by TBM-EPB with Approach ADECO-RS occurred about 15m behind face of the tunnel, leads to a decrease of 7.5m in the surface settlement without Approach ADECO-RS. The results have shown control core-face leads to control surface settlement and the Approach ADECO-RS can be used for Control of surface settlement trough induced by tunneling in the similar ground and excavation conditions as Qom subway tunnels.
Keywords: Settlement, Mechanized Tunneling, EPB, ADECO-RS, Qom Subway Tunnel, Instruments Data, Numerical Modeling
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.