دانلود پوستر این مقاله

برآورد گشتاور ماشین­های حفاری فشار تعادلی در زمین­های نرم

صادق آمون، حمید چاکری، علی آرین ­فر

چكيده

یکی از پارامترهای مهم اجرایی در حفاری مکانیزه با ماشین­های EPB-TBM در محیط­های شهری، گشتاور کاترهد می­باشد. گشتاور کاترهد وظیفه چرخاندن کاترهد برای برش زمین و انتقال مواد حفر شده به محفظه حفاری را برعهده دارد. همچنین گشتاور کاترهد رابطه مستقیمی با نیروی پیشران ماشین دارد و از جمله پارامترهایی است که مقدار آن در حین حفاری مستقیماً توسط اپراتور ماشین تنظیم نمی­شود؛ بلکه تابعی از پارامترهای ديگر مانند نیروی پیشران ماشین، نرخ نفوذ، شرايط زمین و ... است. گشتاور کاترهد به­عنوان يک پارامتر کنترلی شرايط حفاری میباشد. گشتاور بیش از حد کاترهد علاوه­بر ايجاد مشکل برای موتورهای محرک، منجر به بارگذاری­های نامطلوب روی ياتاقان اصلی خواهد شد؛ به همین دلیل تعیین يک مقدار حداکثر برای گشتاور کاترهد تضمینی اصولی در مقابل فشارهای بیش از حد اعمال شده روی سیستم­های الکتريکی و مکانیکی ماشین بوده و می­تواند به جلوگیری از سايیدگی سريع ابزارهای برشی کمک کند. از این­رو در این مقاله به بررسی و مقایسه روش­های تئوری و تجربی موجود جهت برآورد مقدار گشتاور کاترهد پرداخته شده است. همچنین در این مقاله با استفاده از داده­های جمع­آوری شده از چندین پروژه تونلسازی مکانیزه با ماشین EPB-TBM در کشور به بررسی دقت روابط موجود در تخمین مقدار گشتاور کاترهد پرداخته شده است که با توجه به عدم دقت کافی روابط موجود، اقدام به اصلاح مدل­های موجود شده است. نتایج بررسی­ها نشان می­دهد، مقادیر گشتاور کاترهد پیش­بینی شده با مدل اصلاح شده، بسیار نزدیک به مقادیر اجرایی ثبت شده می­­باشد. نتایج نشان می­دهد که علت اصلی اختلاف مقادیر واقعی با مقادیر مدل­های پیشین موجود در عدم در نظر گرفتن ارتفاع خاک سست شده بالای تونل و همچنین وزن مخصوص خاک عمل­آوری شده می­باشد که با اصلاح روابط نتایج به واقعیت نزدیک شده است. همچنین در این مقاله به بررسی تأثیر پارامترهای مختلف از قبیل بازشو کاترهد، وزن مخصوص مصالح حفاری، چسبندگی و زاویه اصطکاک خاک بر روی مقدار گشتاور پرداخته شده است.

واژه‌هاي کليدي: EPB-TBM، گشتاور، کاترهد، زون سست شده، عمل­آوری خاک.