مدل سازی عددی تاثیر هندسه برنده TBM بر روی خاک و انتخاب فاصله بهینه بین دو تیغه حفاری TBM با استفاده از کد جریان ذره دوبعدی ((PFC(2D)

ساییدگی ابزارهای حفاری و سایر قسمت های ماشین حفر تونل و تاثیر آن در کاهش راندمان عملیات و افزایش هزینه های اجرای تونل هایشهری یکی از مسایل مهم است، لذا بررسی کامل و دقیق پارامترهای مربوط به عملکرد ماشین حفاری از جمله انتخاب فاصله بهینه بیندو تیغه حفاری جهت بالا بردن راندمان از مسایل مهم در این زمینه است. بدین منظور ابتدا یک ظرف ماده که دارای دیواره هایی با سطحبدون اصطکاک است، ایجاد شد و مجموعه ای از ذرات به طور تصادفی داخل ظرف ریخته شدند. بعد از ایجاد نمونه در PFC2Dمیکروخصوصیات آن برآورد شدند. سپس از میکرو خصوصیات کالیبره شده به عنوان پارامترهای ورودی PFC استفاده شد. با به کارگیری میکروپارامترهای کالیبره شده از مراحل قبل مدل های اولیه عددی با ابعاد 180*80 میلی متر ساخته شد و محدوده خاک مورد نظر برایاعمال تیغه ها فراهم گردید. به این صورت 14 برنده با اشکال هندسی متفاوت در نرم افزار اتوکد شبیه سازی شد و بعد با استفاده از دستورwall در نرم افزار pfc به کار برده شد. تیغه های بارگذاری بالای سطح مدل قرار گرفتند. با اعمال نیرو به تیغه ها، با سرعت ثابت به سمت پایین و به داخل خاک نفوذ کردند. در نهایت با بررسی میزان نفوذ تیغه ها در خاک و زون تخریب ایجاد شده، تیغه ی شماره 8 که همدارای منطقه تخریب بهتری بوده و هم عمق تاثیرگذاری مناسب تری را ایجاد کرده است به عنوان بهترین شکل تیغه در این خاک انتخابشد. در مرحله بعد میزان نفوذ تیغه ها در خاک، 5 میلیمتر در نظر گرفته شد. دیسک ها با 5 فاصله داری متفاوت در محل قرار گرفتند.فاصله داری های مدل شده 1) در حالت کاملا چسبیده به هم، 2) 0/5a؛ 3) 1a؛ 4) 2a؛ 5) 3a؛ 6) 4a هست که a برابر عرض یک تیغه است. بعد از مدل کردن دیسک ها تحت شرایط ذکر شده با حرکت تیغه ها در جهت محور منفی y، بار محوری به نمونه اعمال شد. نرخ بارگذاری برابر با 0/001m/s در نظر گرفته شد. با اعمال بار به پشت دیسک های TBM، میزان زون تخریب خاک و منطقه تحت تاثیر دیسک ها بررسی شد، در نهایت فاصله داری 2a انتخاب شد.میزان زون تخریب خاک و منطقه تحت تاثی

کلیدواژه ها:

مدل عددی ، کالیبراسیون ، تیغه ، خاک ، TBM ، PFC