• بازدید : 46 views
  • بدون نظر
دانلود پروژه پایان نامه کارشناسی مهندسی صنایع و معادن بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM,دانلود پروژه و پایان نامه مهندسی صنایع درباره بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM,دانلود رایگان پروژه و پایان نامه های کارشناسی رشته مهندسی صنایع و معادن,دانلود پاورپوینت و پروپوزال رشته مهندسی صنایع بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM,دانلود تحقیق و مقاله ورد word مقطع کارشناسی مهندسی برقصنایع و معادن بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM

با سلام گرم خدمت تمام دانشجویان عزیز و گرامی . در این پست دانلود پروژه پایان نامه کارشناسی رشته مهندسی صنایع و معادن با عنوان بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM رو برای عزیزان دانشجوی رشته مهندسی صنایع و معادن قرار دادیم . این پروژه پایان نامه در قالب ۱۴۰ صفحه به زبان فارسی میباشد . فرمت پایان نامه به صورت ورد word قابل ویرایش هست و قیمت پایان نامه نیز با تخفیف ۵۰ درصدی فقط ۲۰ هزار تومان میباشد …

از این پروژه و پایان نامه آماده میتوانید در نگارش متن پایان نامه خودتون استفاده کرده و یک پایان نامه خوب رو تحویل استاد دهید .

این پروژه پایان نامه برای اولین بار فقط در این سایت به صورت نسخه کامل و جامع قرار داده میشود و حجم فایل نیز ۴۱ مگابایت میباشد

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد جنوب تهران
دانشکده فنی مهندسی
پایان نامه برای دریافت کارشناسی مهندسی صنایع و معادن
رشته مهندسی صنایع
عنوان پایان نامه : بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM


راهنمای خرید فایل از سایت : برای خرید فایل روی دکمه سبز رنگ (خرید و دانلود) کلیک کنید سپس در فیلدهای خالی آدرس ایمیل و سایر اطلاعات خودتون رو بنویسید سپس دکمه ادامه خرید رو کلیک کنید . در این مرحله به صورت آنلاین به بانک متصل خواهید شد و پس از وارد کردن اطلاعات بانک از قبیل شماره کارت و پسورد خرید فایل را انجام خواهد شد . تمام این مراحل به صورت کاملا امن انجام میشود در صورت بروز مشکل با شماره موبایل ۰۹۳۳۹۶۴۱۷۰۲ تماس بگیرید و یا به ایمیل info.sitetafrihi@gmail.com پیام بفرستید .

چکیده:

 در این پایان نامه پس از بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای

 استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری شرح داده شده

 و پارا مترهای ورودی – خروجی و دامنه کاربرد هر یک از روشهای پیش بینی مورد

 بحث قرار گرفته است.

 روشهای مختلف با هم مقایسه شده و شباهت ها – تفاوتها – مزایا و معایب هر کدام عنوان

 گردیده و روشهای که می توانند جهت بهینه کردن طرح تاج حفار و دستیابی به بهره وری

 بیشینه مورد استفاده قرار گیرند شرح داده شده است . در میان روشهای ارائه شده دو روش

 CSM  وNTH کاربرد بیشتری دارند. روش  CSM بر اساس تخمین نیروهای اعما ل

 شده بر برش دهنده و روش NTH بر مبنای تجربیات حاصل از حفاری می باشد.

 هنگامی که داده های حاصل از آ زمونهای بزرگ مقیاس موجود باشد استفاده از روش

 CSM برای تخمین نرخ نفوذ و روش NTH جهت پیش بینی نرخ پیشروی توصیه میشود.

  مقدمه:

 ضریب بهره وری زمان تکمیل پروژه و به تبع ان هزینه را تحت تا ثیر قرار می دهد لذا

 نقش اساسی در انتخاب شدن یا نشدن حفر مکانیزه به عنوان روش حفر بازی می کند.زمان

 حفر ماشین به کل زمان پروژه یا عملیات روزانه را ضریب بهره وری می گویند.

 این ضریب تابعی از شرایط زمین – نوع ماشین – تاسیسات پشتیبانی – مدیریت پروژه و

 در نهایت تجربه کارکنان است. حاصلضرب نرخ نفوذ در ضریب بهره وری را نرخ

 پیشروی می گویند. نرخ نفوذ نرخ پیشروی انی ماشین است و از هندسه تونل و ویژگیهای

 سنگ و پارامترهای ماشین تا ثیر می پذیرد.

 تاکنون مدلهای زیادی جهت پیش بینی نرخ نفوذ ارائه شده است و هر کدام تعدادی از

 پارامترهای موثر را منظور کرده اند. در این مطالعه به پیش بینی نرخ نفوذ بر مبنای تردی

 در فصل چهارم و بر مبنای نتایج آزمون پانچ در فصل پنجم پرداخته شده است.

 آزمایشهای زیادی جهت پیش بینی نرخ نفوذ و بهره وری ایجاد شده اند که برخی از آنها

 در فصل دوم مورد بحث قرار گرفته است. فرایند برش سنگ توسط برش دهنده های

 دیسکی – توزیع فشار پیرامون دیسکها و نحوه محاسبه نیروهای وارد بر دیسک در فصل

 سوم مفصل توضیح داده شده است.

 در این مطالعه بر مبنای فاکتور پایداری در تاج تونل و مقاومت سنگ پیشروی پیش بینی

 شده است و در مورد روشهای پیش بینی CSM و NTH بحث شده است.

 فهرست

 مقدمه

 فصل اول

 1- اشنایی و سابقه…………………………………………………………………… ۱

     1-1- نرخ پیشروی……………………………………………………………….. ۳

     1-2- نرخ نفوذ…………………………………………………………………… ۳

 فصل دوم

 2- آزمون های مورد نیاز برای پیش بینی بهره وری TBM ……………………… 11

   2-1- آزمون تعیین تردی…………………………………………………………. ۱۱

   2-2- آزمایش اندیس جی سیورز…………………………………………………. ۱۲

   2-3- آزمون سایش………………………………………………………………. ۱۲

   2-4- آزمون اندیس سوشار………………………………………………………. ۱۳

   2-5- آزمون های برش ازمایشگاهی…………………………………………….. ۱۴

      2-5-1- آزمون برش خطی……………………………………………………. ۱۴

      2-5-2- آزمون برش دورانی………………………………………………….. ۱۶

   6-2- آزمون پانچ………………………………………………………………… ۱۶

      2-6-1- تاریخچه آزمون………………………………………………………. ۱۸

   7-2- آزمون های تعیین سختی…………………………………………………… ۱۸

   8-2- آزمون های مقاومت سنگ…………………………………………………. ۱۹

   9-2- خواص توده سنگ………………………………………………………… ۱۹

 فصل سوم

 3- تحلیل مکانیسم برش سنگ توسط برش دهنده های دیسکی……………………. ۲۱

   3-1- فرضیات پایه………………………………………………………………. ۲۲

   3-2- توزیع فشار و فرایند برش………………………………………………… ۲۶

   3-3- طراحی ماشین و محاسبات………………………………………………… ۳۳

   3-4- پیش بینی نرخ نفوذ……………………………………………………….. ۳۳

 فصل چهارم

 4- پیش بینی نرخ نفوذ بر اساس تردی…………………………………………… ۳۷

   4-1- ارزیابی برخی داده های حاصل از آزمایش……………………………….. ۳۸

 فصل پنجم

 5- پیش بینی نرخ نفوذ با استفاده از نتایج آزمون پانچ…………………………… ۴۸

   5-1- تعیین نرخ نفوذ…………………………………………………………… ۴۸

   5-2- رده بندی سنگ با استفاده از آزمون پانچ………………………………… ۵۱

   5-3- آزمون پانچ ابزاری جهت ارزیابی پارامترهای ماشین……………………. ۵۴

 فصل ششم

 6- پیش بینی نرخ نفوذ بر مبنای مدل فازی – عصبی و نرخ پیشروی با بهره گیری از

  شبکه عصبی……………………………………………………………………. ۵۶

   6-1- روش فازی – عصبی……………………………………………………. ۵۶

      6-1-1- اجزاء منطقی………………………………………………………. ۵۸

      6-1-2- اجزاء عددی……………………………………………………….. ۵۹

   6-2- مدل نرخ نفوذ ( روش عصبی – فازی)…………………………………… ۶۰

      6-2-1- ویژگیهای توده سنگ……………………………………………….. ۶۰

      6-2-2- ویژگیهای ماشین……………………………………………………. ۶۰

      6-2-3- هندسه تونل…………………………………………………………. ۶۱

      6-2-4- تحلیل داده ها……………………………………………………….. ۶۲

      6-2-5- مدلهای عصبی – فازی ( روش تاکاگی – سوگنو)………………….. ۶۴

   6-3- مقایسه با روشهای مختلف……………………………………………….. ۶۸

   6-4- مدل نرخ پیش روی ( بر مبنای شبکه عصبی)…………………………… ۶۹

      6-4-1- انتخاب ساختار مدل و کاهش متغییرها……………………………… ۶۹

      6-4-2- الگوریتم آموزش شبکه عصبی…………………………………….. ۷۱

      6-4-3- توپولوژی شبکه عصبی……………………………………………. ۷۱

      6-4-4- بهبود قابلیت تعمیم شبکه عصبی…………………………………… ۷۱

      6-4-5- نتایج – تفسیر – اعتبار و توان تعمیم مدل…………………………. ۷۳

      6-4-6- مقایسه با مدلهای آماری……………………………………………. ۷۳

 فصل هفتم

 7- پیش بینی بهره وری TBM با استفاده از ……………………………. ۷۴

  7-1-   و  …………………………………………………………….. 74

   7-2- سایش برش دهنده……………………………………………………… ۸۱

   7-3- رابطه میان نرخ نفوذ و نرخ پیشروی با  ………………………… 82

   7-4- تخمین زمان اتمام تونل………………………………………………… ۸۴

 فصل هشتم

 8- پیش بینی بهره وری TBM براساس فاکتور پایداری تونل………………… ۸۵

   8-1- تخمین ضریب بهره وری………………………………………………. ۸۶

   8-2- تخمین نرخ پیشروی…………………………………………………… ۸۷

   8-3- مثالی از کاربرد مدل…………………………………………………… ۸۹

   8-4- تخمین زمان اتمام تونل……………………………………………….. ۹۲

 فصل نهم

 9- پیش بینی بهره وری TBM برمبنای روش NTH……………………….. 94

 فصل دهم

 10- پیش بینی بهره وری TBM بر مبنای روش CSM……………………. 106

    10-1- نیروهای عمودی روی برش دهنده  …………………………. 108

    10-2- نیروهای غلتشی  ………………………………………………. 109

    10-3- رابطه مدرسه عالی معدن کلرادو جهت تعیین نیروهای روی برش دهنده در

             یک نفوذ مشخص…………………………………………………. ۱۱۳

    10-4- تصحیح نرخ نفوذ…………………………………………………. ۱۱۶

      10-4-1- شاخص دشواری زمین (GDI )…………………………….. 116

      10-4-2- انرژی ویژه………………………………………………….. ۱۱۷

      10-4-3- اصلاحات پیشنهادی روش CSM جهت تخمین نرخ پیشروی… ۱۱۷

 نتیجه گیری…………………………………………………………………. ۱۲۲

 منابع……………………………………………………………………….. ۱۲۴

 فصل اول
________________

 اشنایی و سابقه

 در طول چند دهه گذشته تکنولوژی TBM های سنگ توسعه زیادی پیدا کرد. این ماشین ها

 اکنون به مرحله ای رسیده اند که می توانند در هر نوع سنگ یا خاکی حفر کنند ولی به هر

 حال حفر با ماشین پر خطر بوده زیرا همیشه امکان روبرو شدن با زمینی که ماشین توانایی

 حفردر آن را ندارد وجود دارد. پیش بینی ضریب بهره وری بخش مهمی از هر پروژه حفر

 مکانیزه است. تعداد برش دهنده های مورد نیاز هزینه های آزمایشگاهی – هزینه های

 سرمایه ای و عملیاتی همه از دوره ساخت پروژه و دوره ساخت پروژه از ضریب بهره

 وری و نرخ نفوذ تاثیر می پذیرد که تخمین این دو بسیار مشکل ا ست. تاکنون تلاش های

 زیادی جهت گسترش روشهای پیش بینی بهره وری و پیش بینی دقیق نرخ پیشروی در یک

 شرایط زمین شناسی شده است. در کشورهای مختلف و توسط شرکت های مختلف سازنده

 TBM دامنه وسیعی از روشهای پیش بینی ضریب بهره وری استفاده می شود.

 اصولا” این روشها بر مبنای تحلیل نظری و داده های تجربی بنا نهاده شده اند. در حالت

 کلی می توان روشهای ارائه شده را به دو گروه تقسیم کرد. روشهای کاملا” تجربی و

 روشهای تئوری/ تجربی. گروه اول بر مبنای داده های جمع اوری شده از زمین و استفاده

 از تحلیل رگرسیون میان پارامترهای ماشین خواص سنگ و نرخ نفوذ حاصل شده اند.

                                                                                                         1

 روش NTH یک نمونه از این روشها است. گروه های دیگر بر جزئیات فرایند برش
    
در سنگ تحلیل نظری فرایند شکست سنگ با ابزار مکانیکی و نیروهای وارد بر هر برش

 دهنده به منظور دستیابی به یک نرخ نفوذ مشخص متمرکز شده اند.

 روش CSM و برخی از روشها که توسط کارخانه های سازنده TBM توسعه داده شده اند

 در این گروه قرار می گیرند. این روشها می توانند در بهینه کردن طرح تاج حفار به کار

 گرفته شوند. نیروهای اعمال شده بر برش دهنده که توسط این روشها تعیین می شوند میتواند

 در تخمین نیروی محوری گشتاور و توان مورد نیاز نیز استفاده شود.

 در حالت عمومی روشهای پیش بینی بهره وری بر مبنای قواعد زیر پایه گذاری شده اند:

 1) داده های حاصل از زمین یا آزمایش

 2) آزمایشهای کوچک مقیاس ( ازمونهای شاخص)

 3) آزمایشهای بزرگ مقیاس

 4) روشهای تجربی

 5) مدلهای تئوری

 به عنوان مثال روش پیش بینی NTH ترکیبی از قواعد ۱- ۲- ۴ است و روش CSM

 شامل تمامی قواعد ذکر شده می شود.

 در تمام روشهای پیش بینی بهره وری نمونه گیری صحیح یک عامل کلیدی است. اگر نمونه

 های مورد ازمایش معرف ( نماینده شرایط واقعی زمین) نباشند نتایج پیش بینی قا بل اعتماد

 نخواهد بود. تخمین بهره وری TBM در سنگهای سخت یک فرایند بسیار پیچیده است که به

 شرایط زمین شناسی خواص توده سنگ و جزئیات ماشین( مانند اندازه برش دهنده ها-

 فاصله و بار اعمالی بر آنها) مربوط می شود. فرایند برش و نفوذ در سنگ توسط برش

 دهنده مستلزم شکست کششی- برشی و فشاری سنگ است.
                                                                                                         2
 
 درزه ها و شکستگی ها تا حدودی نرخ نفوذ ماشین را بهبود می بخشند.

 بر اساس مطالعات صورت گرفته میان    و نرخ نفوذ همبستگی خوبی در TBM های
 سنگ سخت وجود دارد.

در این رابطه  میزان تنش های برجا و   مقاومت فشاری

 توده سنگ می باشد.

 1-1- نرخ پیشروی:

 نرخ پیشروی ماشین از دو پارامتر عمده حفر و نگهداری تاثیر می پذیرد. گاهی اوقات

 هنگام نصب پوشش امکان حفر وجود ندارد( مثلا” TBM های سپردار) یا وجود مناطق

 برشی که حفر درون آنها بدون تحکیم – امکان گیر افتادن ماشین را زیاد می کند باعث

 کاهش ضریب بهره وری می شود. عاملی که در حفر سنگ نقش کلیدی را بازی می کند

 نرخ نفوذ است. نرخ پیشروی به صورت زیر تخمین زده می شود.

                                           نرخ نفوذ   ضریب بهره وری = نرخ پیشروی

 2-1- نرخ نفوذ:

 نرخ نفوذ TBM های به صورت تیپیک با توجه به خوا ص ماده سنگ تخمین زده می شود.

 وابستگی نرخ نفوذ به فاصله داری و شرایط درزه ها کاملا” شناخته شده است. تنها روشی

 که تاثیر ناپیوستگیها را لحاظ کرده است روش انسیتو تکنولوژی نروژ است.

 در ادامه به برخی از معادلات تجربی که بر مبنای داده های آزمایشگاهی برای تعیین نرخ

 نفوذ ارائه شده اند اشاره می شود.

                                                                                                         3

 تارکی در سال ۱۹۷۳ روشی را برای پیش بینی نرخ نفوذ تنها بر مبنای سختی سنگ

 پیشنهاد کرد که در آن سختی سنگ با استفاده از بازگشت چکش اشمیت و سختی سایشی

 سنگ محاسبه می شد.

 بزرگترین عیب روش تارکی عدم منظور کردن ویژگی های ماشین و توده سنگ که در

 ضریب بهره وری TBM بسیار موثر می باشد.

 گراهام در سال ۱۹۷۶ برای سنگ های که مقاومت فشاری انها در دامنه ۱۴۰- ۲۰۰ مگا

 پاسکال می باشد رابطه زیر را ارائه کرد:

 1-1                                                    

 که در آن:

   میزان نفوذ تاج حفار به میلی متر وقتی تاج حفار یک دور می زند.

   نیروی عمودی اعمال شده بر هر برش دهنده بر حسب KN

 UCS مقاومت فشاری تک محوره بر حسب MPa

 رگسبوروگ و فیلیپس در سال ۱۹۷۵ بر مبنای تحلیل عددی مدلی را ارائه کردند که

 قطر برش دهنده های دیسکی و نیروی محوری روی آنها مقاومت فشاری تک محوره و

 زاویه لبه دیسکها را منظور می کرد. در این مدل ویژگیهای توده سنگ از قبیل نا پیوستگیها

 در نظر گرفته نمی شود.

 ساختار این مدل دقیقا شبیه مدل گراهام می باشد با این تفاوت که زاویه لبه کاترها نیز در

 مدل منظور شده است.

  • بازدید : 56 views
  • بدون نظر
دانلود پروژه پایان نامه کارشناسی مهندسی صنایع و معادن بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM,دانلود پروژه و پایان نامه مهندسی صنایع درباره بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM,دانلود رایگان پروژه و پایان نامه های کارشناسی رشته مهندسی صنایع و معادن,دانلود پاورپوینت و پروپوزال رشته مهندسی صنایع بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM,دانلود تحقیق و مقاله ورد word مقطع کارشناسی مهندسی برقصنایع و معادن بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM

با سلام گرم خدمت تمام دانشجویان عزیز و گرامی . در این پست دانلود پروژه پایان نامه کارشناسی رشته مهندسی صنایع و معادن با عنوان بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM رو برای عزیزان دانشجوی رشته مهندسی صنایع و معادن قرار دادیم . این پروژه پایان نامه در قالب ۱۴۰ صفحه به زبان فارسی میباشد . فرمت پایان نامه به صورت ورد word قابل ویرایش هست و قیمت پایان نامه نیز با تخفیف ۵۰ درصدی فقط ۲۰ هزار تومان میباشد …

از این پروژه و پایان نامه آماده میتوانید در نگارش متن پایان نامه خودتون استفاده کرده و یک پایان نامه خوب رو تحویل استاد دهید .

این پروژه پایان نامه برای اولین بار فقط در این سایت به صورت نسخه کامل و جامع قرار داده میشود و حجم فایل نیز ۴۱ مگابایت میباشد

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد جنوب تهران
دانشکده فنی مهندسی
پایان نامه برای دریافت کارشناسی مهندسی صنایع و معادن
رشته مهندسی صنایع

عنوان پایان نامه : بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری TBM

راهنمای خرید فایل از سایت : برای خرید فایل روی دکمه سبز رنگ (خرید و دانلود) کلیک کنید سپس در فیلدهای خالی آدرس ایمیل و سایر اطلاعات خودتون رو بنویسید سپس دکمه ادامه خرید رو کلیک کنید . در این مرحله به صورت آنلاین به بانک متصل خواهید شد و پس از وارد کردن اطلاعات بانک از قبیل شماره کارت و پسورد خرید فایل را انجام خواهد شد . تمام این مراحل به صورت کاملا امن انجام میشود در صورت بروز مشکل با شماره موبایل ۰۹۳۳۹۶۴۱۷۰۲ تماس بگیرید و یا به ایمیل info.sitetafrihi@gmail.com پیام بفرستید .


چکیده:

در این پایان نامه پس از بررسی اصول پایه شکست سنگ توسط برش دهنده آزمایشهای

استفاده شده در روشهای مختلف پیش بینی نرخ نفوذ و ضریب بهره وری شرح داده شده

و پارا مترهای ورودی – خروجی و دامنه کاربرد هر یک از روشهای پیش بینی مورد

بحث قرار گرفته است.

روشهای مختلف با هم مقایسه شده و شباهت ها – تفاوتها – مزایا و معایب هر کدام عنوان

گردیده و روشهای که می توانند جهت بهینه کردن طرح تاج حفار و دستیابی به بهره وری

بیشینه مورد استفاده قرار گیرند شرح داده شده است . در میان روشهای ارائه شده دو روش

CSM  وNTH کاربرد بیشتری دارند. روش  CSM بر اساس تخمین نیروهای اعما ل

شده بر برش دهنده و روش NTH بر مبنای تجربیات حاصل از حفاری می باشد.

هنگامی که داده های حاصل از آ زمونهای بزرگ مقیاس موجود باشد استفاده از روش

CSM برای تخمین نرخ نفوذ و روش NTH جهت پیش بینی نرخ پیشروی توصیه میشود.

مقدمه:

ضریب بهره وری زمان تکمیل پروژه و به تبع ان هزینه را تحت تا ثیر قرار می دهد لذا

نقش اساسی در انتخاب شدن یا نشدن حفر مکانیزه به عنوان روش حفر بازی می کند.زمان

حفر ماشین به کل زمان پروژه یا عملیات روزانه را ضریب بهره وری می گویند.

این ضریب تابعی از شرایط زمین – نوع ماشین – تاسیسات پشتیبانی – مدیریت پروژه و

در نهایت تجربه کارکنان است. حاصلضرب نرخ نفوذ در ضریب بهره وری را نرخ

پیشروی می گویند. نرخ نفوذ نرخ پیشروی انی ماشین است و از هندسه تونل و ویژگیهای

سنگ و پارامترهای ماشین تا ثیر می پذیرد.

تاکنون مدلهای زیادی جهت پیش بینی نرخ نفوذ ارائه شده است و هر کدام تعدادی از

پارامترهای موثر را منظور کرده اند. در این مطالعه به پیش بینی نرخ نفوذ بر مبنای تردی

در فصل چهارم و بر مبنای نتایج آزمون پانچ در فصل پنجم پرداخته شده است.

آزمایشهای زیادی جهت پیش بینی نرخ نفوذ و بهره وری ایجاد شده اند که برخی از آنها

در فصل دوم مورد بحث قرار گرفته است. فرایند برش سنگ توسط برش دهنده های

دیسکی – توزیع فشار پیرامون دیسکها و نحوه محاسبه نیروهای وارد بر دیسک در فصل

سوم مفصل توضیح داده شده است.

در این مطالعه بر مبنای فاکتور پایداری در تاج تونل و مقاومت سنگ پیشروی پیش بینی

شده است و در مورد روشهای پیش بینی CSM و NTH بحث شده است.

فهرست

مقدمه

فصل اول

۱- اشنایی و سابقه…………………………………………………………………… ۱

۱-۱- نرخ پیشروی……………………………………………………………….. ۳

۱-۲- نرخ نفوذ…………………………………………………………………… ۳

فصل دوم

۲- آزمون های مورد نیاز برای پیش بینی بهره وری TBM ……………………… 11

۲-۱- آزمون تعیین تردی…………………………………………………………. ۱۱

۲-۲- آزمایش اندیس جی سیورز…………………………………………………. ۱۲

۲-۳- آزمون سایش………………………………………………………………. ۱۲

۲-۴- آزمون اندیس سوشار………………………………………………………. ۱۳

۲-۵- آزمون های برش ازمایشگاهی…………………………………………….. ۱۴

۲-۵-۱- آزمون برش خطی……………………………………………………. ۱۴

۲-۵-۲- آزمون برش دورانی………………………………………………….. ۱۶

۶-۲- آزمون پانچ………………………………………………………………… ۱۶

۲-۶-۱- تاریخچه آزمون………………………………………………………. ۱۸

۷-۲- آزمون های تعیین سختی…………………………………………………… ۱۸

۸-۲- آزمون های مقاومت سنگ…………………………………………………. ۱۹

۹-۲- خواص توده سنگ………………………………………………………… ۱۹

فصل سوم

۳- تحلیل مکانیسم برش سنگ توسط برش دهنده های دیسکی……………………. ۲۱

۳-۱- فرضیات پایه………………………………………………………………. ۲۲

۳-۲- توزیع فشار و فرایند برش………………………………………………… ۲۶

۳-۳- طراحی ماشین و محاسبات………………………………………………… ۳۳

۳-۴- پیش بینی نرخ نفوذ……………………………………………………….. ۳۳

فصل چهارم

۴- پیش بینی نرخ نفوذ بر اساس تردی…………………………………………… ۳۷

۴-۱- ارزیابی برخی داده های حاصل از آزمایش……………………………….. ۳۸

فصل پنجم

۵- پیش بینی نرخ نفوذ با استفاده از نتایج آزمون پانچ…………………………… ۴۸

۵-۱- تعیین نرخ نفوذ…………………………………………………………… ۴۸

۵-۲- رده بندی سنگ با استفاده از آزمون پانچ………………………………… ۵۱

۵-۳- آزمون پانچ ابزاری جهت ارزیابی پارامترهای ماشین……………………. ۵۴

فصل ششم

۶- پیش بینی نرخ نفوذ بر مبنای مدل فازی – عصبی و نرخ پیشروی با بهره گیری از

شبکه عصبی……………………………………………………………………. ۵۶

۶-۱- روش فازی – عصبی……………………………………………………. ۵۶

۶-۱-۱- اجزاء منطقی………………………………………………………. ۵۸

۶-۱-۲- اجزاء عددی……………………………………………………….. ۵۹

۶-۲- مدل نرخ نفوذ ( روش عصبی – فازی)…………………………………… ۶۰

۶-۲-۱- ویژگیهای توده سنگ……………………………………………….. ۶۰

۶-۲-۲- ویژگیهای ماشین……………………………………………………. ۶۰

۶-۲-۳- هندسه تونل…………………………………………………………. ۶۱

۶-۲-۴- تحلیل داده ها……………………………………………………….. ۶۲

۶-۲-۵- مدلهای عصبی – فازی ( روش تاکاگی – سوگنو)………………….. ۶۴

۶-۳- مقایسه با روشهای مختلف……………………………………………….. ۶۸

۶-۴- مدل نرخ پیش روی ( بر مبنای شبکه عصبی)…………………………… ۶۹

۶-۴-۱- انتخاب ساختار مدل و کاهش متغییرها……………………………… ۶۹

۶-۴-۲- الگوریتم آموزش شبکه عصبی…………………………………….. ۷۱

۶-۴-۳- توپولوژی شبکه عصبی……………………………………………. ۷۱

۶-۴-۴- بهبود قابلیت تعمیم شبکه عصبی…………………………………… ۷۱

۶-۴-۵- نتایج – تفسیر – اعتبار و توان تعمیم مدل…………………………. ۷۳

۶-۴-۶- مقایسه با مدلهای آماری……………………………………………. ۷۳

فصل هفتم

۷- پیش بینی بهره وری TBM با استفاده از ……………………………. ۷۴

۷-۱-   و  …………………………………………………………….. ۷۴

۷-۲- سایش برش دهنده……………………………………………………… ۸۱

۷-۳- رابطه میان نرخ نفوذ و نرخ پیشروی با  ………………………… ۸۲

۷-۴- تخمین زمان اتمام تونل………………………………………………… ۸۴

فصل هشتم

۸- پیش بینی بهره وری TBM براساس فاکتور پایداری تونل………………… ۸۵

۸-۱- تخمین ضریب بهره وری………………………………………………. ۸۶

۸-۲- تخمین نرخ پیشروی…………………………………………………… ۸۷

۸-۳- مثالی از کاربرد مدل…………………………………………………… ۸۹

۸-۴- تخمین زمان اتمام تونل……………………………………………….. ۹۲

فصل نهم

۹- پیش بینی بهره وری TBM برمبنای روش NTH……………………….. 94

فصل دهم

۱۰- پیش بینی بهره وری TBM بر مبنای روش CSM……………………. 106

۱۰-۱- نیروهای عمودی روی برش دهنده  …………………………. ۱۰۸

۱۰-۲- نیروهای غلتشی  ………………………………………………. ۱۰۹

۱۰-۳- رابطه مدرسه عالی معدن کلرادو جهت تعیین نیروهای روی برش دهنده در

یک نفوذ مشخص…………………………………………………. ۱۱۳

۱۰-۴- تصحیح نرخ نفوذ…………………………………………………. ۱۱۶

۱۰-۴-۱- شاخص دشواری زمین (GDI )…………………………….. 116

۱۰-۴-۲- انرژی ویژه………………………………………………….. ۱۱۷

۱۰-۴-۳- اصلاحات پیشنهادی روش CSM جهت تخمین نرخ پیشروی… ۱۱۷

نتیجه گیری…………………………………………………………………. ۱۲۲

منابع……………………………………………………………………….. ۱۲۴

فصل اول
________________

اشنایی و سابقه

در طول چند دهه گذشته تکنولوژی TBM های سنگ توسعه زیادی پیدا کرد. این ماشین ها

اکنون به مرحله ای رسیده اند که می توانند در هر نوع سنگ یا خاکی حفر کنند ولی به هر

حال حفر با ماشین پر خطر بوده زیرا همیشه امکان روبرو شدن با زمینی که ماشین توانایی

حفردر آن را ندارد وجود دارد. پیش بینی ضریب بهره وری بخش مهمی از هر پروژه حفر

مکانیزه است. تعداد برش دهنده های مورد نیاز هزینه های آزمایشگاهی – هزینه های

سرمایه ای و عملیاتی همه از دوره ساخت پروژه و دوره ساخت پروژه از ضریب بهره

وری و نرخ نفوذ تاثیر می پذیرد که تخمین این دو بسیار مشکل ا ست. تاکنون تلاش های

زیادی جهت گسترش روشهای پیش بینی بهره وری و پیش بینی دقیق نرخ پیشروی در یک

شرایط زمین شناسی شده است. در کشورهای مختلف و توسط شرکت های مختلف سازنده

TBM دامنه وسیعی از روشهای پیش بینی ضریب بهره وری استفاده می شود.

اصولا” این روشها بر مبنای تحلیل نظری و داده های تجربی بنا نهاده شده اند. در حالت

کلی می توان روشهای ارائه شده را به دو گروه تقسیم کرد. روشهای کاملا” تجربی و

روشهای تئوری/ تجربی. گروه اول بر مبنای داده های جمع اوری شده از زمین و استفاده

از تحلیل رگرسیون میان پارامترهای ماشین خواص سنگ و نرخ نفوذ حاصل شده اند.

۱

روش NTH یک نمونه از این روشها است. گروه های دیگر بر جزئیات فرایند برش

در سنگ تحلیل نظری فرایند شکست سنگ با ابزار مکانیکی و نیروهای وارد بر هر برش

دهنده به منظور دستیابی به یک نرخ نفوذ مشخص متمرکز شده اند.

روش CSM و برخی از روشها که توسط کارخانه های سازنده TBM توسعه داده شده اند

در این گروه قرار می گیرند. این روشها می توانند در بهینه کردن طرح تاج حفار به کار

گرفته شوند. نیروهای اعمال شده بر برش دهنده که توسط این روشها تعیین می شوند میتواند

در تخمین نیروی محوری گشتاور و توان مورد نیاز نیز استفاده شود.

در حالت عمومی روشهای پیش بینی بهره وری بر مبنای قواعد زیر پایه گذاری شده اند:

۱) داده های حاصل از زمین یا آزمایش

۲) آزمایشهای کوچک مقیاس ( ازمونهای شاخص)

۳) آزمایشهای بزرگ مقیاس

۴) روشهای تجربی

۵) مدلهای تئوری

به عنوان مثال روش پیش بینی NTH ترکیبی از قواعد ۱- ۲- ۴ است و روش CSM

شامل تمامی قواعد ذکر شده می شود.

در تمام روشهای پیش بینی بهره وری نمونه گیری صحیح یک عامل کلیدی است. اگر نمونه

های مورد ازمایش معرف ( نماینده شرایط واقعی زمین) نباشند نتایج پیش بینی قا بل اعتماد

نخواهد بود. تخمین بهره وری TBM در سنگهای سخت یک فرایند بسیار پیچیده است که به

شرایط زمین شناسی خواص توده سنگ و جزئیات ماشین( مانند اندازه برش دهنده ها-

فاصله و بار اعمالی بر آنها) مربوط می شود. فرایند برش و نفوذ در سنگ توسط برش

دهنده مستلزم شکست کششی- برشی و فشاری سنگ است.
۲

درزه ها و شکستگی ها تا حدودی نرخ نفوذ ماشین را بهبود می بخشند.

بر اساس مطالعات صورت گرفته میان    و نرخ نفوذ همبستگی خوبی در TBM های
سنگ سخت وجود دارد.

در این رابطه  میزان تنش های برجا و   مقاومت فشاری

توده سنگ می باشد.

۱-۱- نرخ پیشروی:

نرخ پیشروی ماشین از دو پارامتر عمده حفر و نگهداری تاثیر می پذیرد. گاهی اوقات

هنگام نصب پوشش امکان حفر وجود ندارد( مثلا” TBM های سپردار) یا وجود مناطق

برشی که حفر درون آنها بدون تحکیم – امکان گیر افتادن ماشین را زیاد می کند باعث

کاهش ضریب بهره وری می شود. عاملی که در حفر سنگ نقش کلیدی را بازی می کند

نرخ نفوذ است. نرخ پیشروی به صورت زیر تخمین زده می شود.

نرخ نفوذ   ضریب بهره وری = نرخ پیشروی

۲-۱- نرخ نفوذ:

نرخ نفوذ TBM های به صورت تیپیک با توجه به خوا ص ماده سنگ تخمین زده می شود.

وابستگی نرخ نفوذ به فاصله داری و شرایط درزه ها کاملا” شناخته شده است. تنها روشی

که تاثیر ناپیوستگیها را لحاظ کرده است روش انسیتو تکنولوژی نروژ است.

در ادامه به برخی از معادلات تجربی که بر مبنای داده های آزمایشگاهی برای تعیین نرخ

نفوذ ارائه شده اند اشاره می شود.

۳

تارکی در سال ۱۹۷۳ روشی را برای پیش بینی نرخ نفوذ تنها بر مبنای سختی سنگ

پیشنهاد کرد که در آن سختی سنگ با استفاده از بازگشت چکش اشمیت و سختی سایشی

سنگ محاسبه می شد.

بزرگترین عیب روش تارکی عدم منظور کردن ویژگی های ماشین و توده سنگ که در

ضریب بهره وری TBM بسیار موثر می باشد.

گراهام در سال ۱۹۷۶ برای سنگ های که مقاومت فشاری انها در دامنه ۱۴۰- ۲۰۰ مگا

پاسکال می باشد رابطه زیر را ارائه کرد:

۱-۱

که در آن:

میزان نفوذ تاج حفار به میلی متر وقتی تاج حفار یک دور می زند.

نیروی عمودی اعمال شده بر هر برش دهنده بر حسب KN

UCS مقاومت فشاری تک محوره بر حسب MPa

رگسبوروگ و فیلیپس در سال ۱۹۷۵ بر مبنای تحلیل عددی مدلی را ارائه کردند که

قطر برش دهنده های دیسکی و نیروی محوری روی آنها مقاومت فشاری تک محوره و

زاویه لبه دیسکها را منظور می کرد. در این مدل ویژگیهای توده سنگ از قبیل نا پیوستگیها

در نظر گرفته نمی شود.

ساختار این مدل دقیقا شبیه مدل گراهام می باشد با این تفاوت که زاویه لبه کاترها نیز در

مدل منظور شده است.


عتیقه زیرخاکی گنج