بررسی تاثیر تزریق غلظتهای مختلف فوم محلول در آب بر سایندگی خاک در حفاری زمینهای نرم

سایش و خوردگی ابزار و قطعات حفاری خصوصا کاترهد، یکی از مهمترین مخاطرات در حفاری مکانیزه با ماشینهای EPB-TBM در زمینهای نرم میباشد. قابلیت سایندگی خاک فاکتوری است که اثر قابلتوجهی بر روی سایش و خوردگی ابزار دارد. در حالت خشک میزان سایش خاکتنها به جنس و ویژگیهای ذاتی نمونه خاک وابسته است، اما در حالت آبدار، آب و فوم بهعنوان مهمترین عوامل تاثیرگذار بر روی سایش خاک، تغییرات قابلملاحظهای را در مقدار سایش به وجود میآورند. در مقاله حاضر برای بررسی میزان این تاثیرات، مقادیر مختلفی از فوم با غلظتهایمختلف به نمونههای خاکی تهیهشده از پروژههای مختلف حفاری مکانیزه در زمینهای نرم، اضافهشده است. اثرات این ماده بر روی میزان سایشخاک، با استفاده از دستگاه تعیین میزان سایش در خاک و مطابق با استانداردهای مربوط به مراحل آمادهسازی نمونه برای انجام آزمایش، روش انجام آزمایش و آنالیز اندازه دانهها به کمک الکهای آزمایشگاهی اندازهگیری شده است. پس از بررسی میزان اثرگذاری و کسب اطمینان از تاثیرمعنیدار این ماده بر سایندگی نمونهها، بر اساس استانداردهای مربوط به کاربرد آمار، دقت روش آزمون، تعیین تکرارپذیری و قابلیت تولید مجددیک روش استاندارد با آزمایشهای درون آزمایشگاهی نتایج نهایی حاصل شده است. بر اساس نتایج آزمایشهای صورت گرفته، هنگامیکه فوم به محیط اضافه میگردد بسته به اینکه شرایط سایندگی زمین به چه نحوی باشد تاثیرات فوم متفاوت خواهد بود. در زمینهای ساینده تا خیلی ساینده اضافه نمودن فوم با غلظت محلول در آب 10 درصد تا درجه اشباعشدگی 30 درصد، مقدار سایش نمونه خاک را به میزان حدود 30 درصد کاهش میدهد . پسازآن تا درجه اشباعشدگی کامل محیط با شیبی نسبتا تند به مقدار اولیه سایش در حالت خشک بازمیگردد. مشابه این اتفاق در غلظتهای پایین تر هم رخ میدهد. تنها تفاوت در این است که در غلظتهای پایین تر پس از اشباعشدگی 80 درصدی محیط، مقدار سایش دوباره کاهش میباشد. در زمینهایی که قدرت سایندگی آنها در حالت خشک در محدوده متوسط میباشد روند تغییرات مشابه زمینهای باقدرت سایندگی بالا میباشد و تنها تفاوت این است که مقدار اثرپذیری این زمینها از تزریق فوم کمتر میباشد. حداکثر تغییرات در این نوع از خاکها حدودا 20 درصد میباشد. درنهایت در زمینهایی که قدرت سایندگی آنها در حالت خشک در محدوده غیر ساینده تا کمی ساینده قرار میگیرند، تغییرات سایش دارای روند چندان مشخصی نیستند. در این گروه از خاکها به ازای تزریق هر مقداری از فوم با هر غلظتی مقدار سایش حداکثر در یک بازه 10 درصدی دارای نوسان میباشد.روند کاهش سایش در تمامی غلظتهای فوم محلول در آب را میتوان به دلیل لیز شدگی دانهها، کاهش اصطکاک برخوردی دانهها با سطح فلز و خنککنندگی محلول فوم دانست و دلایل افزایش سایش را به شستشوی دایم سطح فلز و عدم شکسته شدن یکباره دانهها در اولین برخورد با سطح فلز دانست.