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

سایش و خوردگی ابزار و قطعات حفاری خصوصا0 کاترهد، یکی از مهمترین مخاطرات در حفاری مکانیزه با ماشینهای EPB-TBM در زمینهای نرم میباشد. قابلیت سایندگی خاک فاکتوری است که اثر قابل توجهی بر روی سایش و خوردگی ابزار دارد. در حالت خشک میزان سایش خاک تنها به جنس و ویژگیهای ذاتی نمونه خاک وابسته است، اما در حالت آبدار، آب و فوم به عنوان مهمترین عوامل تاثیرگذار بر روی سایش خاک، تغییرات قابل ملاحظه ای را در مقدار سایش به وجود می آورند. در مقاله حاضر برای بررسی میزان این تاثیرات، مقادیر مختلفی از فوم با غلظتهای مختلف به نمونه های خاکی تهیهشده از پروژه های مختلف حفاری مکانیزه در زمینهای نرم، اضافهشده است. اثرات این ماده بر روی میزان سایش خاک، 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 دانه ها به کمک الکهای آزمایشگاهی اندازه گیری شده است. پس از بررسی میزان اثرگذاری و کسب اطمینان از تاثیر معنیدار این ماده بر سایندگی نمونه ها، بر اساس استانداردهای مربوط به کاربرد آمار، دقت روش آزمون، تعیین تکرارپذیری و قابلیت تولید مجدد یک 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 اشباع شدگی 30 درصد، مقدار سایش نمونه خاک را به میزان حدود 30 درصد کاهش میدهد. پسازآن تا درجه اشباع شدگی کامل محیط با شیبی نسبتا0 تند به مقدار اولیه سایش در حالت خشک بازمیگردد. مشابه این اتفاق در غلظتهای پائین تر هم رخ میدهد. تنها تفاوت در این است که در غلظتهای پائین تر پس از اشباع شدگی 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 خاکهاحدودا20 0 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 دانه ها، کاهش اصطکاک برخوردی دانه ها با سطح فلز و خنک کنندگی محلول فوم دانست و دلایل افزایش سایش را به شستشوی دائم سطح فلز و عدم شکسته شدن یکباره دانه ها در اولین برخورد با سطح فلز دانست.

کلیدواژه ها:

سایندگی ، تزریق فوم ، غلظت محلول در آب ، تی بی ام ، حفاری مکانیزه ، زمینهای نرم