مقاله انگلیسی رایگان در مورد تحلیل عملکرد TBM در سنگ های آذرآواری

 

مشخصات مقاله
عنوان مقاله  TBM Performance Analysis in Pyroclastic Rocks: A Case History of Karaj Water Conveyance Tunnel
ترجمه عنوان مقاله  تجزیه و تحلیل عملکرد TBM در سنگ های آذرآواری: یک نمونه از تاریخچه تونل انتقال آب کرج
فرمت مقاله  PDF
نوع مقاله  ISI
سال انتشار  مقاله سال 2010
تعداد صفحات مقاله  19 صفحه
رشته های مرتبط  مهندسی عمران
گرایش های مرتبط  سازه
مجله  مکانیک سنگ و مهندسی سنگ – Rock Mechanics and Rock Engineering
دانشگاه Department of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
کلمات کلیدی  نرخ نفوذ، شاخص نفوذ میدان، عملکرد TBM
کد محصول  E5141
نشریه  نشریه springer
لینک مقاله در سایت مرجع  لینک این مقاله در سایت springer
وضعیت ترجمه مقاله  ترجمه آماده این مقاله موجود نمیباشد. میتوانید از طریق دکمه پایین سفارش دهید.
دانلود رایگان مقاله دانلود رایگان مقاله انگلیسی
سفارش ترجمه این مقاله سفارش ترجمه این مقاله

 

بخشی از متن مقاله:
Abstract

Karaj Water Conveyance Tunnel (KWCT) is 30-km long and has been designed for transferring 16 m3 /s of water from Amir-Kabir dam to northwest of Tehran. Lot No. 1 of this long tunnel, with a length of 16 km, is under construction with a double shield TBM and currently about 8.7 km of the tunnel has been excavated/lined. This paper will offer an overview of the project, concentrating on the TBM operation and will review the results of field performance of the machine. In addition to analysis of the available data including geological and geotechnical information and machine operational parameters, actual penetration and advance rates will be compared to the estimated machine performance using prediction models, such as CSM, NTNU and QTBM. Also, results of analysis to correlate TBM performance parameters to rock mass characteristics will be discussed. This involves statistical analysis of the available data to develop new empirical methods. The preliminary results of this study revealed that the available prediction models need some corrections or modifications to produce a more accurate prediction in geological conditions of this particular project.

1 Introduction

Performance of a TBM in a given project depends on many factors which can be classified in 3 categories: (1) Machine specifications, (2) Ground characteristics and (3) Operating parameters. In tunneling projects, ground characteristics or boreability of the rock mass is an important parameter for selecting machine type and specifications. It is clear that proper evaluation of rock mass boreability can also play a major role in machine operation to achieve the best performance. Boreability is the term commonly used to express the ease or difficulty of rock mass excavation by a tunnel boring machine. There are several methods (prediction models) developed by researchers to determine boreability of rock masses and its relation to machine performance (e.g. Blindheim 1979; Rostami and Ozdemir 1993; Rostami 1997; Bruland 1998; Barton 2000).

On the other hand, growth of TBM manufacturing technology and existence of some shortcomings in the prediction models have made it necessary to perform more research on the adjustment of the models for application in special cases. Recently, many researchers have worked on development of new TBM performance prediction models or modification and adjustment of existing models. Ribacchi and Lembo-Fazio (2005) evaluated the relationship between RMR and performance of a double shield machine in the Varzo tunnel. Also Sapigni et al. (2002) studied the empirical relation between RMR and penetration rate. Cassinelli et al. (1982) used correlation between rock structure rating system (RSR) and actual TBM performance to evaluate the penetration rate.

Sanio (1985) found strong correlations between uniaxial compressive strength (UCS) of rock and the specific energy defined as the amount of energy needed to excavate a unit volume of rock. Bruland (1998) updated and improved the NTNU model (introduced by Blindheim 1979) based on field data mainly collected from Norwegian tunnels. Rostami and Ozdemir (1993) and Rostami (1997) developed the CSM model for cutting force estimation of disc cutters based on the Brazilian tensile strength (BTS) and UCS of rock. Subsequently, Yagiz (2002) modified the CSM model adding rock mass properties as an input parameter into the model. Ramezanzadeh et al. (2008) has also followed up on this work and developed a database of TBM field performance for over 60 km of tunnels. Then, he offered adjustment factors for CSM models to account for joints and discontinuities.

ترجمه متن مقاله:
چکیده
تونل انتقال آب کرج (KWCT) 30 کیلومتر طول دارد و برای انتقال 16 متر مکعب بر ثانیه آب از سد امیرکبیر به شمال غرب تهران احداث شده است. محوطه ی شماره 1 این تونل طویل دارای طول 16 کیلومتر در حال ساخت با یک دستگاه TBM دو سپره می باشد و در حال حاضر حدود 7/8 کیلومتر از آن حفاری شده است. این مقاله یک مرور کلی از این پروژه را ارائه داده، بر روی عملکرد TBM تمرکز کرده و نتایج حاصل از عملکرد دستگاه را بررسی می کند. علاوه بر تجزیه و تحلیل داده های موجود از جمله اطلاعات زمین شناسی و ژئوتکنیکی ، پارامترهای عملیاتی دستگاه، نفوذ واقعی و میزان پیشرفت، مقایسه ای با عملکرد برآورد شده ی دستگاه صورت خواهد گرفت که از مدل های پیش بینی شده از جمله CSM، NTNU و QTBM بهره می-بُرد. همچنین روی نتایج این تجزیه و تحلیل جهت مرتبط کردن پارامترهای عملکرد TBM با خصوصیات توده های سنگ بحث خواهد شد که شامل تجزیه و تحلیل آماری داده های موجود به منظور توسعه ی روش های تجربی جدید است. نتایج اولیه ی این مطالعه نشان دادند که مدل های پیش بینی فعلی برای ارائه ی پیش بینی دقیق تر در شرایط زمین شناسیِ این پروژه ی خاص نیازمند برخی اصلاحات یا تغییرات است.
12. نتیجه گیری
بر اساس داده های به دست آمده از 7/8 کیلومتر از تونل در سنگ های آذرآواری و رسوبی سازندِ کرج، مقایسه ای بین سه نمونه ی شایع استفاده از روش های پیش بینی عملکرد TBM و عملکرد واقعی آن صورت پذیرفت. نتایج حاکی از آنند که این نمونه ها تنها در طیف خاصی از شرایط زمین شناسی قابل اجرا هستند و نیازمند برخی تطبیق ها یا اصلاحات می باشند تا تخمین دقیق تری از عملکرد دستگاه را در شرایط واقعی زمین شناسی ارائه دهند.
در این مطالعه، تاثیر پارامترهای مختلف زمین شناسی و ژئومکانیکی بر عملکرد TBM بررسی شده است. تجزیه و تحلیل ها نشان می دهند که در میان عوامل مختلف، برخی از پارامترهای مرکب از جمله شاخص قابلیت برش توده های سنگ (RMCI) ارتباط بهتری با پارامترهای TBM به ویژه FPI دارند.
همچنین این تجزیه و تحلیل ها اظهار می دارند که در این پروژه ی خاص، قدرت سنگ های سالم و دست نخورده با توجه به شرایط شکستگی توده سنگ ها تاثیر بیشتری روی عملکرد TBM دارد و این می تواند به دلیل رابطه ی بین خواص سنگ دست نخورده و شرایط شکستگی توده سنگ در این محل باشد.
از آنجا که معادلات ارائه شده بر اساس اطلاعات یک تونل منفرد می باشند، به شدت توصیه می شود که آنها باید با احتیاط و فقط در شرایط زمین شناسی، مشخصات TBM و روش عملیاتیِ مشابه اعمال گردند. این معادلات بر اساس داده هایی از سنگ های لایه لایه، مشترکاً بین متوسط تا زیاد از جنس آواری و رسوبی و آذرآواری می باشند که طیف وسیعی از 30 تا 150 مگاپاسکال دارند. آنها در سنگ های آذرین بسیار سفت و بزرگ و در سنگ های دگرگونی لوحی شکل یا سنگ های بسیار نازک تخت یا سنگ رست ضعیف یا سنگ های مارن لایه لایه توصیه نمی-شوند. روشن است که برای توسعه ی یک مدل جهانی (یا یک خانواده از معادلات تجربی) که امور زمین شناسی گوناگون و شرایط TBM/عملکرد را پوشش می دهد، بهبود پایگاه داده های اولیه با جمع آوری داده های بیشتر از پروژه های مختلف و تکرار تجزیه و تحلیل برای استنتاج قواعد جدید و کلی تر، لازم و ضروری است.