بررسی تاثیر توزیع اندازه ذرات خاک بر روی سایش ابزار برشی ماشین های EPB

یکی از مهمترین مشکلات حفاری مکانیزه، سایش و خوردگی ابزار و قطعات حفاری می باشد. سایندگی خاک، باعث کاهش قابل توجه راندمان حفاری و افزایش هزینه های اجرایی تونل های شهری می شود. مطالعات گسترده ای در مورد سایش و خوردگی بر روی سنگها وجود دارد. با این حال، مطالعات محدودی روی ذرات خاک و تاثیر آنها بر ابزار برشی ماشین حفاری انجام شده است. با وجود طیف گسترده ای از روش ها و دستگاه های اندازه گیری سایش خاک، تاکنون روش استاندارد و جامعی برای اندازه گیری سایش خاک ارایه نشده است. در این پژوهش، به منظور تعیین سایش خاک، دستگاه آزمایشگاهی جدیدی ساخته شد و تاثیر توزیع اندازه ذرات و چگالی خاک بر روی سایش ابزار برشی در 8 دانه بندی مختلف خاک بررسی شد. همچنین، با استفاده از منحنی دانه بندی خاک با حداکثر چگالی (نمودار تالبوت)، مقادیر سایش ابزارهای برشی در دانه بندی های مختلف مقایسه شد. نتایج نشان داد، بیش ترین مقدار سایش ابزارهای برشی در خاک های با دانه بندی منطبق بر دانه بندی بدست آمده از معادله تالبوت اتفاق می افتد. به هر میزانی که نمودار دانه بندی خاک از نمودار تالبوت فاصله می گیرد، سایش ها کاهش می یابند. همچنین، حداکثر سایش ابزارهای برشی در مقدار ریزدانه 10 درصد با درصد سایش میانگین 27/3 درصد، اتفاق می افتد. با کاهش ریزدانه به مقادیر پایین تر از 10 درصد، ساختار خاک به هم خورده و در نتیجه درصد سایش میانگین ابزارهای برشی از 27/3 درصد در خاک با ریزدانه 10 درصد به 2/37 درصد در خاک بدون ریزدانه کاهش پیدا می کند.