بهینه سازی عملکرد TBM با معرفی نمودار اندرکنش نفوذ-نیروی عمودی

Abstract

در مراحل طراحی و اجرای پروژه های TBMای، بهینه سازی پارامترهای عملکرد به منظور به حداکثر رساندن نفوذ ابزار برشی و سرعت پیشروی ضروری است. در این راستا، انجام آزمایش های آزمایشگاهی می تواند نتایج ارزشمندی به دست بدهد، اما به دلیل وجود برخی نواقص برای چنین آزمایشهایی، نیاز به اصلاح چنین روشهایی همچنان وجود دارد. تاکنون تلاش های بسیار کمی برای بررسی عملکرد بهینه ابزار برشی (به عنوان مثال نیروی عمودی و نیروی غلطشی) بر اساس اطلاعات پروژه های تونلی تکمیل شده از سراسر جهان انجام شده است. در این مقاله برای بررسی پارامترهای عملکرد TBM و بهینه سازی 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 غلطشی مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج این تحلیلها، مشخص شده است که سرعت خطی ابزار برشی با دو شاخص نیروی عمودی (NFI) و شاخص نیروی غلطشی (RFI) ارتباط مستقیم دارد. در این راستا، دو رابطه با استفاده از تحلیل آماری داده های بیش از 260 پروژه تونلی برای ارزیابی این دو شاخص توسعه یافته است. روابط مربوطه به ترتیب دارای ضریب تعیین 77 و 68 درصد هستند. در ادامه بر مبنای این روابط، یک فرآیند بهینه سازی برای به حداکثر رساندن نفوذ ابزار برشی و سرعت پیشروی با استفاده از محدودیت های مختلف عملیاتی (شامل ظرفیت نیروی ابزار برشی، محدودیت گشتاور کله حفار، محدودیت های هندسه برش و محدودیت نرخ نفوذ) ارائه شده است.