بهینهسازی عملکرد TBM با معرفی نمودار اندرکنش نفوذ-نیروی عمودی | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 21، دوره 53، شماره 11، بهمن 1400، صفحه 4951-4968 اصل مقاله (1.72 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2020.18675.6919 | ||
| نویسنده | ||
| ابراهیم فرخ* | ||
| گروه مکانیک سنگ و تونلسازی، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در مراحل طراحی و اجرای پروژههای حفاری تونل با TBM، بهینهسازی پارامترهای عملکرد به منظور به حداکثر رساندن نفوذ ابزار برشی و سرعت پیشروی ضروری است. در این راستا، انجام آزمایشهای آزمایشگاهی میتواند نتایج ارزشمندی به دست بدهد، اما به دلیل وجود برخی نواقص برای چنین آزمایشهایی (به عنوان مثال اختلاف زیاد بین نیروی چرخشی اندازهگیری شده در آزمایشگاه و دادههای واقعی میدانی)، نیاز به اصلاح چنین روشهایی همچنان وجود دارد. تاکنون تلاشهای بسیار کمی برای بررسی عملکرد بهینه ابزار برشی (به عنوان مثال نیروی عمودی و نیروی چرخشی) بر اساس اطلاعات پروژههای تونلی تکمیل شده از سراسر جهان انجام شده است. در این مقاله برای بررسی پارامترهای عملکرد TBM و بهینهسازی آنها، ابتدا یک بانک اطلاعاتی گسترده تهیه شده است و در ادامه روابط بین پارامترهای مختلف این بانک اطلاعاتی با دو شاخص نیروی عمودی و نیروی چرخشی مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج این تحلیلها، مشخص شده است که سرعت خطی ابزار برشی با دو پارامتر شاخص نیروی عمودی (NFI) و شاخص نیروی چرخشی (RFI) ارتباط مستقیم دارد. در این راستا، دو رابطه با استفاده از تجزیه و تحلیل آماری دادههای بیش از 260 پروژه تونلی برای ارزیابی هر دو شاخص NFI و RFI توسعه یافته است. روابط مربوطه به ترتیب دارای ضریب تعیین 77 و 68 درصد هستند. در ادامه بر مبنای این روابط، یک فرآیند بهینهسازی برای به حداکثر رساندن نفوذ ابزار برشی و سرعت پیشروی با استفاده از محدودیتهای مختلف عملیاتی (شامل ظرفیت نیروی ابزار برشی، محدودیت گشتاور کله حفار، محدودیتهای هندسه برش و محدودیت نرخ نفوذ) ارائه شده است. در این فرآیند، در مرحله اول، نمودار اندرکنش نفوذ-نیروی عمودی ابزار برشی با در نظر گرفتن سه محدودیت حداکثر ظرفیت باربری ابزار برشی، حداکثر مقدار نفوذ به دلیل محدودیتهای هندسی ابزار برشی، و حداکثر گشتاور مجاز کله حفار در مقادیر مختلف سرعت چرخش آن محاسبه شده است. در مرحله دوم، با استفاده از رابطه ارائه شده برای شاخص نیروی عمودی و نمودار اندرکنش نفوذ-نیروی عمودی، حداکثر مقدار نفوذ دیسک برشی محاسبه شده است. در نهایت، با استفاده از روابط ارائه شده برای محاسبه نرخ پیشروی و با در نظر گرفتن تأخیرات توقف برای تعویض دیسکهای برشی، نحوه به حداکثر رساندن نرخ پیشروی توضیح داده شده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| بهینهسازی؛ عملکرد TBM؛ نمودار اندرکنش؛ شاخص نیروی عمودی؛ شاخص نیروی چرخشی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 966 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,210 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 455 |
| تعداد مقالات | 5,771 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,376,204 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,935,638 |