نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

بررسی تأثیر برخی از پارمترهای مهم در عمل آوری خاک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سید امین موسوی 1
صادق آمون 2
امید روشنی 3
1 بخش مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولیعصر(عج) رفسنجان، ایران.
2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران.
3 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
10.22034/irsrm.2023.210951
چکیده
ماشین‌ها‌ی حفاری متعادل کننده‌ی فشار زمین (EPB) به‌صورت متداولی برای حفاری تونل‌ها در خاک‌های نرم که محدوده‌ای از خاک‌های درشت‌دانه، شن‌ها تا رس‌های سخت را دربرمی‌گیرند، به کار برده می‌شوند. طراحی این ماشین‌ها به گونه‌ای است که از خاک حفاری شده در داخل اتاقک ‌فشار برای اعمال فشار نگهدارنده به سطح سینه‌کار در طول حفاری استفاده می‌شود. خاک ایده‌آل برای ماشین EPB خاکی است که پس از حفاری و ورود به اتاقک فشار، تبدیل به ماده پلاستیک و خمیری با قابلیت اعمال فشار به سینه‌کار باشد. بدیهی است که خاک واقعی در طبیعت به‌ندرت دارای چنین ویژگی‌هایی است. بدین ترتیب تکنولوژی ‌عمل‌آوری خاک از دهه‌ی گذشته برای فائق آمدن بر این مشکلات ظهور کرده است. به فرآیند افزودن فوم و پلیمر به خاک، عملیات به‌عمل‌آوری گفته می‌شود. در تونل‌سازی با ماشین EPB رفتار خاک حفاری‌شده از هنگامی‌که در جلوی کاترهد ماشین با فوم مخلوط می‌شود تا زمانی‌که از نقاله مارپیچ خارج می‌شود، بستگی به ویژگی کارپذیری خاک به‌عمل‌آوری شده دارد. عواملی که برروی کارپذیری خاک موثر هستند شامل شاخص ‌استحکام، درصد ‌رطوبت، مقدار ذرات ‌ریزدانه و نسبت تزریق فوم (FIR) می‌باشند. هدف اصلی این مقاله بررسی تاثیر پارامتر‌های فوق به‌صورت آزمایشگاهی بر روی کارپذیری خاک به‌عمل‌آوری شده با فوم است و مقایسه آن با داده‌های واقعی مسیر خط دو قطار شهری تبریز تا بتواند به ارزیابی پارامترهای مکانیکی خاک بپردازد.
کلیدواژه‌ها
ذرات ریز‌دانه
‌عمل‌آوری خاک
اسلامپ
FIR
چسبندگی
EPB
کارپذیری
  1. Azali, S.T., et al., Engineering geological investigations of mechanized tunneling in soft ground: A case study, East–West lot of line 7, Tehran Metro, Iran. Engineering Geology, 2013. 166: p. 170-185.
  2. Tarigh Azali, S. and H. Moammeri. EPB-TBM tunneling in abrasive ground, Esfahan Metro Line 1. in ITA-AITES world tunnel congress (WTC), Bangkok, Thailand. 2012.
  3. Thewes, M., C. Budach, and M. Galli, Laboratory tests with various conditioned soils for tunnelling with earth pressure balance shield machines. Tunnel International Journal For Subsurface Use, 2010(6): p. 21.
  4. Quebaud, S., M. Sibai, and J.-P. Henry, Use of chemical foam for improvements in drilling by earth-pressure balanced shields in granular soils. Tunnelling and underground space technology, 1998. 13(2): p. 173-180.
  5. Peila, D., C. Oggeri, and R. Vinai, Screw conveyor device for laboratory tests on conditioned soil for EPB tunneling operations. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2007. 133(12): p. 1622-1625.
  6. Peila, D., C. Oggeri, and L. Borio, Using the slump test to assess the behavior of conditioned soil for EPB tunneling. Environmental & Engineering Geoscience, 2009. 15(3): p. 167-174.
  7. Peila, D., A. Picchio, and A. Chieregato, Earth pressure balance tunnelling in rock masses: Laboratory feasibility study of the conditioning process. Tunnelling and Underground Space Technology, 2013. 35: p. 55-66.
  8. Vinai, R., C. Oggeri, and D. Peila, Soil conditioning of sand for EPB applications: A laboratory research. Tunnelling and underground space technology, 2008. 23(3): p. 308-317.
  9. Zumsteg, R. and A. Puzrin, Stickiness and adhesion of conditioned clay pastes. Tunnelling and Underground Space Technology, 2012. 31: p. 86-96.
  10. Boone, S., et al. Use of ground conditioning agents for Earth Pressure Balance machine tunnelling. in Congres international de Chambéry–Octobre. 2005.
  11. EFNARC, A., Specifications and Guidelines for the use of specialist products for Mechanized Tunnelling (TBM) in Soft Ground and Hard Rock. 2005.
  12. Jancsecz, S., R. Krause, and L. Langmaack, Advantages of soil conditioning in shield tunnelling: experiences of LRTS Izmir. Challenges for the 21st Century, Alten et al (eds), 1999: p. 865-875.
  13. Langmaack, L., Advanced technology of soil conditioning in EPB shield tunnelling. Proceedings of North American tunneling, 2000: p. 525-542.
  14. Peila, D., Soil conditioning for EPB shield tunnelling. KSCE Journal of Civil Engineering, 2014. 18(3): p. 831-836.
  15. Thewes, M. and C. Budach, Soil conditioning with foam during EPB tunnelling/. Konditionierung von Lockergesteinen bei Erddruckschilden. Geomechanics and Tunnelling, 2010. 3(3): p. 256-267.
  16. Hollmann, F. and M. Thewes, Assessment method for clay clogging and disintegration of fines in mechanised tunnelling. Tunnelling and Underground Space Technology, 2013. 37: p. 96-106.
  17. Maidl, B., et al., Mechanised shield tunnelling. 2013: John Wiley & Sons.
نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ
دوره 7، شماره 2
تابستان 1402
صفحه 1-13