Authors | محسن آل بویه,علی عالی انوری,مجید نوریان بیدگلی |
---|---|
Journal | مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی |
Paper Type | Full Paper |
Published At | ۱۴۰۳/۰۹/۰۶ |
Journal Grade | Scientific - research |
Journal Type | Electronic |
Journal Country | Iran, Islamic Republic Of |
Journal Index | ISC |
Abstract
از مهمترین عوامل موثر در عملکرد ماشین حفاری تونل TBM آرایش و چیدمان ابزار برش در کله حفار دستگاه بوده که به طور مستقیم بر راندمان عملیات حفاری، عمرمفید TBM و عملکرد مناسب ابزار برش تاثیرگذار میباشد. با توجه به پیچیدگی های طراحی چیدمان ابزار برش )الزامات فنی سازه TBM و الزامات مهندسی حفاری( ارائه مدلهای محاسباتی کارآمد از چالشهای اصلی محققین بوده است. در این پژوهش به هدف ارزیابی تاثیر چیدمان مارپیچ ابزار برش بر عملکرد ماشین TBM ، مدل عددی با بهره گیری از الگوریتم بهینه سازی فراابتکاری گرگهای خاکستری GWO برای طراحی چیدمان مارپیچ توسعه داده شده است. به جهت ارزیابی عملکرد مدل طراحی توسعه داده شده، فرایند طراحی چیدمان ابزار برش در کله حفار یک نمونه اجرایی TBM سنگ مورد ارزیابی قرار گرفته است. براساس نتایج حاصل مشخص میگردد که چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش باعث کاهش نیروی جانبی کل دستگاه Fs به میزان KN 79/15 درصد( و کاهش گشتاور خروج از مرکز به میزان ( 531/57 KN.m 15/14 درصد( نسبت به چیدمان اصلی ابزار برش در ( 1/937 کله حفار شده است. همچنین نتایج حاصل از مدلسازی المان محدود کله حفار نشان داد که پیاده سازی آرایش مارپیچ ابزار برش در TBM سبب افزایش چشمگیر عملکرد TBM از نقطه نظر سازه ای میگردد به گونه ای که در شرایط بارگذاری بار کل، مقادیر تنش بیشینه در مدل با چیدمان بهینه MPa 50/01 درصد( و میزان تغییر شکل تحت این شرایط بارگذاری ( 53/190 mm 95/95 درصد( کاهش یافته است. براساس ( 1/531 نتایج حاصل مشخص میگردد که چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش در کله حفار ماشین TBM هم از نظر مهندسی حفاری )افزایش بازده و پیشروی حفاری( و هم از دیدگاه سازهای ماشین TBM بهبود قابل توجهی یافته است. مهمترین نتیجه حاصل از این پژوهش ارائه یک مدل عددی کارآمد برای طراحی چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش در ماشین TBM بر اساس الگوریتم بهینهسازی GWO بوده است. مدل ارائه شده قابلیت پیادهسازی تحت شرایط مختلف عملیاتی و برای انواع مختلف ماشینهای TBM را دارا بوده است.
tags: دستگاه حفاری تونل، ابزار برش، چیدمان مارپیچ، کاترهد