مطالعه ی تاثیر هندسه ی برش ابزار برشدهنده ی دیسکی در سنگ سخت با استفاده از تحلیل عددی به روش المان مجزا

چکیده
در حفاری تونل توسط ماشین حفاری در سنگ سخت، بررسی عملکرد برش در مراحل طراحی و اجرا از اهمیت بالایی برخوردار است.این عملکرد به شرایط زمینشناسی، پارامترهای سنگ، ناپیوستگیها و شرایط عملیاتی مانند انتخاب دیسک برشدهنده، نیروهایبرشی، فاصلهداری برشدهندهها و ... وابسته است. تاکنون مطالعات زیادی در زمینهی بررسی مکانیزم خردایش سنگ توسط ابزارمکانیکی برش که رابطهی مستقیم با عملکرد ماشین حفاری تونل دارد، صورت گرفته است. این مطالعات با استفاده از روشهایمختلف تجربی، آزمایشگاهی و مدلسازی عددی به بررسی اثر پارامترهای مذکور بر عملکرد ماشین حفاری پرداخته است. آزمونآزمایشگاهی برش خطی به عنوان یک روش دقیق و قابل اعتماد جهت ارزیابی عملکرد برش شناخته شدهاست. بالا بودن هزینهیآمادهسازی نمونه در این روش و انجام آزمونها و همچنین غیر قابل استفاده بودن این آزمون جهت بررسی اثر درزهداری بر برش درسنگ درزهدار، منجر به توسعهی مدلهای عددی مناسب برای جبران این محدودیتها شده است. امروزه روش عددی المان مجزروشی رایج جهت تحلیل محیطهای ناپیوسته و فرآیندهایی همچون خردایش سنگ توسط ابزار برشدهنده میباشد. در این تحقیق باکاربرد روش عددی المان مجزا و با استفاده از کد جریان ذرات ) PFC3D ( به بررسی پارامتر فاصلهداری و عمق نفوذ دیسکهاپرداخته شدهاست. نرم افزار PFC3D به دلیل قابلیت شبیهسازی رشد ترک و همچنین توانایی مدلکردن تخریب تحت تأثیرتغییرات تنش انتخاب شدهاست. در این تحقیق، در ابتدا یک نمونهی گرانیتی شبیهسازی شده و سپس با ایجاد برشهای متعددتوسط یک دیسک برشدهنده با قطر 36 سانتیمتر در فاصله داری و عمق نفوذهای مختلف روی آن، میزان نیروهای اعمال شده بردیسک و اثر دو پارامتر فاصلهداری و عمق نفوذ بر این نیروها بررسی شده و در نهایت نتایج بدست آمده با نتایج تحقیقاتآزمایشگاهیدر این زمینه مورد مقایسه قرار گرفته است.

واژه های کلیدی:

ماشین حفاری تونل . آزمون برش خطی . روش المان مجزا . نرم افزار PFC3D .

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

روش عددی المان محدود جهت بررسی پارامترهای مختلف تاثیرگذار بر عملکرد دیوارهای حائل دیافراگمی

امروزه كنترل تغييرشکل خاک در گودبرداریهای عميق در مناطق شهری پرازدحام با هدف حداقل كردن تاثير گودبرداری بر سازههای مجاور اهميت زیادی دارد. بنابراین یک روش مناسب برای مدل كردن رفتار خاک با هدف تعيين پاسخ واقعي خاک به گود برداری و ساخت دیوار و همچنين پيش بيني مقدار و الگوی تغيير مکان زمين، از جمله مسائل بسيار مهم در مکانيک خاک ميباشد. دیوارهای حائل دیافراگمي نوعي از دیوارهای حائل صلب از جنس بتن ميباشند كه با هدف ایجاد تکيهگاه جانبي برای جداره قائم خاک و جلوگيری از گسيختگي آن ساخته مي- شوند. در این تحقيق تاثير پارامترهای مختلف در پيش بيني تغييرمکان زمين با استفاده از روشهای عددی بررسي شده و همچنين سعي شده است مناسبترین مدل برای خاک در تحليلهای دیوار حائل دیافراگمي تعيين و نتایج تحليلهای صورت گرفته با نتایج سایر مطالعات مورد بررسي قرار  و با فرض مدل رفتاری موهر- كلمب برای خاک انجام گرفته PLAXIS گيرد. تحليل پارامتریک در این تحقيق با استفاده از برنامه المان محدود است. ضریب فشار جانبي اوليه، سختي خاک و ... به عنوان پارامترهای تاثيرگذار در تحليل مورد بررسي قرار گرفتهاند. نتياج حاصل از تحقيق حاكي از این است كه مدول خاک مهمترین پارامتر در پيش بيني تغييرمکان خاک ميباشد. بعلاوه، مدل مورد استفاده در تحليلهای المان محدود نيز از موارد بسيار مهم ميباشد.

كلمات كليدي:

ديوار ديافراگمي،تحليل المان محدود،مطالعه پرامتریک،سختی .

نویسندگان:

پیمان حميدي (دانشجوي دكتري مكانيك خاك و پي، دانشكده فني دانشگاه تبريز)

حامد نوروزي (كارشناس ارشد خاك و پي، شركت مهندسين مشاور خاك و راه آزما)

داود كرمي (كارشناس ارشد رسوب شناسي، شركت مهندسين مشاور خاك و راه آزما)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

پيش بيني توزيع خردشدگي انفجار در معدن مس سونگون با توجه به خصوصيات ژئومكانيكي توده سنگ ها

خردايش به عنوان يكي از مهمترين نتايج انفجار، تاثير بسزايي بر هزينه هاي چالزني، انفجار، بارگيري، ترابري و سنگ شكني دارد . خردايش سنگ به فاكتورهاي زيادي از جمله خصوصيات توده سنگ، پارامترهاي هندسي چال و نوع ماده منفجره بستگي دارد لذا تعيين دقيق خصوصيات ژئومكانيكي توده سنگ در عمليات آتشكاري از اهميت بسزايي برخوردار است . معدن مس سونگون بعنوان يكي از بزرگترين معادن ايران، از لحاظ شرايط ژئومكانيكي بسيار پيچيده مي باشد . مطالعه و شناخت كامل خصوصيات ژئومكانيكي توده سنگ هاي اين معدن بستر مناسب را جهت بهينه سازي فرآيند استخراج بويژه عمليات آتشكاري فراهم مي سازد . در اين مقاله تاثير خصوصيات ژئومكانيكي توده سنگ هاي معدن مس سونگون بر خردايش حاصل از انفجار مورد بررسي قرار گرفته است . براي پيش بيني خرد شدگي از مدل Kuz-Ram و مدل اصلاح شده Kuz-Ramاستفاده شده است كه شاخص قابليت انفجار اصلاح شده (BI) و ضريب سنگ به عنوان نماينده هاي خصوصيات ژئومكانيكي توده سنگ ها در اين مدل ها به كار گرفته شده اند . نتايج اين تحقيق نشان مي دهد، مدل اصلاح شده Kuz-Ram به دليل استفاده از شاخص قابليت انفجار ) ) BI توزيع خرد شدگي ابعاد در معدن سونگون را بهتر از مدل Kuz-Ram پيش بيني مي كند .

كلمات كليدي:

خصوصيات ژئومكانيكي، خردايش، شاخص قابليت انفجار(BI)، مدل Kuz-Ram، انفجار، معدن مس سونگون

سومين كنفرانس مكانيك سنگ ايران-1386

نويسند‌گان: