• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • سپندا

    کاربر مهمان
    پنجشنبه 2 آذر 1396| 54.146.50.80 :Your IP
    سامانه پایان نامه های دانشگاه اصفهان (سپندا)



    عنوان :
    ارزیابی تأثیر خصوصیات زمین شناسی مهندسی توفل بلند زاگرس ﴿قطعه یک-الف﴾ بر روی نرخ پیشروی دستگاه TBM
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1392
    زبان : Persian
    شماره سند : 10364
    موضوع :زمین شناسی گرایش مهندسی
    پژوهشگر : حسین خورشید
    توصیفگر لاتین : enginering geology ? bistratigraphy ? full face drilling machine ? zagros long tunnel ? advance rate ? penetration rate ? disc cutter
    توصیفگر فارسی : زمین شناسی مهندسی ◄ چینه شناسی ◄ دستگاه حفاری تمام مقطع ◄ تونل بلند زاگرس ◄ نرخ نفوذ ◄ نرخ پیشروی ◄ دیسک برشی
    دانشکده : دانشکده علوم، گروه زمین شناسی
    مقطع : کارشناسی ارشد

    استاد راهنما : اکبر قاضی فرد
    استاد مشاور : کمال گنجعلی پور
    سال دفاع : 1392
    شماره رکورد : 10364
    شماره راهنما : GEOL2 367
    فهرست : فهرست مطالب
    عنوان صفحه

    فصل اول: کلیات
    1-1 مقدمه 1
    1-2 موقعیت جغرافیایی 2
    1-3 راه‌های دسترسی به منطقه مورد مطالعه 3
    1-4 آب و هوای منطقه 3
    1-5 اهداف پژوهش 3
    1-6 مراحل پژوهش 4
    1-7 فرضیه‌ها یا سؤالات تحقیق 4
    1-8 محدودیت¬های پژوهش 4
    فصل دوم: زمین¬شناسی
    2-1 مقدمه 5
    2-2 زمین شناسی عمومی منطقه 5
    2-3 چینه شناسی منطقه 6
    2-3-1 سازندهای موجود در منطقه 8
    2-3-1-1 سازند پابده 8
    2-3-1-2 سازند گورپی 8
    2-3-1-3 سازند ایلام 8
    2-3-1-4 آهک‌های کرتاسه 9
    2-3-1-5 گروه خامی 9
    2-3-1-6 سازند سورمه 9
    2-4 زمین ساخت منطقه 10
    2-4-1 گسل¬های اصلی موجود در منطقه 10
    2-4-1-1 گسل زاگرس بلند 11
    2-4-1-2 گسل مروارید 11
    2-4-1-3 گسل دینور – صحنه 11
    2-4-1-4 گسل جوانرود 12
    2-4-1-5 گسل پیرانشهر 12
    2-4-1-6 گسل دماله 13
    2-4-1-7 گسل کوزران 13
    2-4-2 چین‌خوردگی‌ها 14
    عنوان صفحه

    2-4-2-1 تاقدیس مره‌خیل 14
    2-5 لرزه¬خیزی منطقه 14
    2-5-1 برآورد بیشینه بزرگای منتسب به گسل‌های موجود در گستره طرح 15
    2-6 وضعیت آب زیرزمینی 17
    2-6-1 چشمه‌ها 17
    فصل سوم: مروری بر متون گذشته
    3-1 مقدمه 18
    3-2 خصوصیات ژئومکانیکی سنگ‌ها 18
    3-2-1 مقاومت تراکمی تک محوری 19
    3-2-2 آزمون مقاومت کششی (برزیلی) 20
    3-2-3 تعیین عدد سرشار (CAI) 21
    3-3 طبقه‌بندی مهندسی سنگ 22
    3-3-1 طبقه بندی ماده سنگ 22
    3-3-2 طبقه‌بندی مهندسی توده‌سنگ 23
    3-3-2-1 شاخص کیفیت سنگ 24
    3-3-2-2 طبقه‌بندی ژئومکانیکی ( RMR) 25
    3-3-2-3 شاخص کیفی تونل‌زنی در سنگ (Q) 27
    3-3-2-4 شاخص مقاومت زمین‌شناسی (GSI) 29
    3-3-2-5 سیستم طبقه‌بندی شاخص توده سنگ (RMi) 31
    3-4 دستگاه حفر تونل تمام جبهه 32
    3-5 تاریخچه ماشین‌های حفاری تمام مقطع 32
    3-6 محاسن ماشین‌های تمام مقطع 34
    3-7 معایب ماشین‌های تمام مقطع 34
    3-8 انواع ماشین حفاری تمام مقطع 34
    3-8-1 انواع ماشین حفر تمام مقطع تونل در سنگ سخت 35
    3-8-1-1 ماشین باز یا کفشکی 35
    3-8-1-2 ماشین تک سپره 36
    3-8-1-3 ماشین‌های با سپر دوگانه یا تلسکوپی 36
    3-8-1-4 ماشین‌های زمین نرم 37
    3-9 انواع روش‌های تونل‌سازی سپری 38
    3-9-1 سپر باز 38
    3-9-2 سپر هوای فشرده 39
    3-9-3 سپر دوغابی 39
    عنوان صفحه

    3-9-3-1 سپر گلاب (ژاپنی) 40
    3-9-3-2 سپر آبی (آلمانی) 41
    3-9-4 سپر فشار تعادلی زمین 41
    3-10 بخش‌های مختلف ماشین حفار تمام مقطع (TBM) 43
    3-10-1 کله حفار 43
    3-10-2 ابزار برش 44
    3-10-3 لبه‌های برشی 44
    3-10-3-1 دندانه‌ها و ناخن‌های برشی 45
    3-10-3-2 سرمته های برشی 45
    3-10-3-3 ریپرها (خراش دهنده‌ها) 46
    3-10-3-4 دیسک کاترها 46
    3-10-4 کفشک ها یا چنگک‌ها 47
    3-10-5 سیستم نصب سگمنت 48
    3-10-6 سیستم بارگیری و تخلیه مواد حفر شده 48
    3-11پارامترهای مربوط به عملکرد TBM 49
    3-11-1 نرخ نفوذ 49
    3-11-2 بهره‌وری ماشین 49
    3-11-3 نرخ پیشروی 51
    3-11-4 نیروی پیشران 51
    3-11-5 گشتاور دستگاه 52
    3-12 روش‌های پیش بینی عملکرد TBM 52
    3-12-1 مدل گراهام (1976) 54
    3-12-2 مدل CSM 54
    3-12-3 مدل فارمر و گلوسوپ (1980) 55
    3-12-4 مدل کاسینلی (1982) 56
    3-12-5 مدل بامفورد و آلبر (1984) 56
    3-12-6 مدل QTBM (2000) 56
    3-12-7 مدل NTH 57
    3-12-8 مدل رمضان‌زاده (2005) 58
    3-13 فرایند انتخاب دستگاه حفاری مناسب 59
    3-13-1 شرایط بکارگیری انواع TBM 60
    3-13-2 شرایط بکارگیری TBM باز 60
    3-13-2-1 شرایط بکارگیری TBM تک سپری 61
    عنوان صفحه

    3-13-2-2 شرایط بکارگیری TBM سپر تلسکوپی 61
    3-13-3 پارامترهای موثر در انتخاب ماشین 62
    3-14 پیش بینی عمر مفید دیسک کاترها 63
    فصل چهارم: روش تحقیق
    4-1 مقدمه 64
    4-2 مطالعات دفتری 64
    4-3 مطالعات صحرایی 65
    4-3-1 مطالعات زمین شناسی منطقه 65
    4-3-2 حفاری‌های اکتشافی 65
    4-3-3 آزمون‌های صحرایی 65
    4-4 مطالعات آزمایشگاهی 65
    4-4-1 آزمایش مقاومت تراکمی تک محوری 65
    4-4-2 آزمون مقاومت کششی (برزیلی) 66
    4-4-3 آزمون سرشار (CAI) 66
    4-4-4 سایر آزمون‌ها 66
    4-5 نرم افزارهای مورد استفاده 66
    4-6 تجزیه و تحلیل داده‌ها 66
    فصل پنجم: نتیجه و بحث
    5-1 مقدمه 67
    5-2 بررسی وضعیت تحت الارضی مسیر تونل 67
    5-2-1 تفکیک واحدهای زمین شناسی مهندسی 69
    5-3 نتایج آزمون¬های مقاومتی 70
    5-3-1 نتایج آزمون مقاومت تراکمی تک‌محوری 70
    5-3-2 نتایج آزمون مقاومت کششی 71
    5-3-3 نتایج آزمون سرشار (CAI) 72
    5-4 نتایج طبقه¬بندی مهندسی توده‌سنگ¬ها 73
    5-4-1 نتایج طبقه بندی RMR 73
    5-4-2 نتایج طبقه¬بندی Q 75
    5-4-3 نتایج طبقه¬بندی GSI 76
    5-4-4 نتایج طبقه¬بندی RMi 77
    5-5 نتایج ارزیابی مخاطرات زمین‌شناسی مسیر تونل نوسود 78
    عنوان صفحه
    5-5-1 احتمال ریزش و سقوط بلوک‌های سنگی 78
    5-5-2 احتمال هجوم آب به داخل تونل 79
    5-5-3 شرایط سینه کار مختلط 80
    5-5-4 خطر تورم در سازندهای شیلی و مارنی 80
    5-5-5 احتمال وقوع پدیده لهیدگی 81
    5-5-6 گل‌گرفتگی 81
    5-5-7 پتانسیل کارست 82
    5-5-8 احتمال نشت گاز به داخل تونل 84
    5-6 نتایج پیش¬بینی نرخ نفوذ و نرخ پیشروی بر اساس مدل‌های مختلف 85
    5-6-1 مدل گراهام 88
    5-6-2 مدل گلوسوپ 88
    5-6-3 مدل رستمی (CSM) 89
    5-6-4 مدل بارتن (QTBM) 90
    5-6-5 مدل آلبر 90
    5-6-6 مدل رمضان‌زاده 91
    5-7 انتخاب دستگاه حفاری مناسب در تونل بلند زاگرس 96
    5-7-1 معیارهای موثر در انتخاب ماشین 96
    5-7-1-1 معیار اول (مقاومت فشاری سنگ) 96
    5-7-1-2 معیار دوم (RQD) 96
    5-7-1-3 معیار سوم (فاصله داری ناپیوستگی‌ها ) 96
    5-7-1-4 معیار چهارم (ناپایداری دیواره تونل) 97
    5-7-1-5 معیار پنجم (هجوم آب زیر زمینی) 97
    5-7-1-6 معیار ششم (زون‌های گسلی) 97
    5-7-1-7 معیار هفتم (مچاله‌شوندگی) 97
    5-7-1-8 معیار هشتم (نشت گاز) 97
    5-7-2 ارزش‌گذاری معیارهای ذکر شده بر اساس مقایسه زوجی 97
    5-8 نتایج پیش بینی عمر دیسک کاترها 100
    5-8-1 محاسبه عمر مفید دیسک کاترها به روش‌ CSM 100
    5-8-2 محاسبه عمر مفید دیسک کاترها به روش NTH 100
    فصل ششم: نتیجه¬گیری و پیشنهادات
    6-1 نتایج 104
    6-2 پیشنهادات 106
    منابع و مآخذ 107



    چکیده :
    چکیده ماشین حفاری تمام مقطع یکی از مناسب¬ترین تجهیزات موجود در صنعت تونل¬سازی می¬باشد. ماشین¬های مدرن تونل-زنی کاربردهای فراوانی دارند و به شکل مطلوبی در شرایط ژئوتکنیکی مختلف مورد استفاده قرار گرفته¬اند. تاکنون تحقیقات فراوانی برای پیش¬بینی نرخ نفوذ و پیش-بینی و ارتباط آن‌ها با پارامترهای زمین¬شناسی و دستگاه انجام پذیرفته است. اگرچه تا کنون مدل¬های ارائه شده، در پیش¬بینی نرخ نفوذ و پیشروی TBM دستگاه تا حدی موفق بوده¬اند، اما هر یک از آن‌ها تنها برخی از پارامترهای مؤثر بر نفوذ TBM را مد نظر قرار داده-اند. این تحقیق در راستای بررسی تأثیر پارامترهای مختلف زمین¬شناسی تونل نوسود بر نرخ پیشروی TBM انجام شده است. در این تونل عمده حفاری صورت گرفته در لایه¬های آهکی و شیلی-آهکی بوده و مشخص گردید متوسط نرخ پیشروی در این لایه¬ها به ترتیب 89/97 و 05/175 سانتی¬متر بر ساعت می-باشد. در ادامه نتایج پیش¬بینی نرخ پیشروی حاصل از روش¬های مختلف، با مقادیر عملی به دست آمده مقایسه گردید که نتایج آن نشان می‌دهد تفاوت نسبتاً زیادی میان نتایج مدل¬های مورد نظر با مقادیر واقعی وجود دارد. از لحاظ کمترین اختلاف با نرخ پیشروی واقعی، مدل¬های بارتن بهترین حالت و مدل رمضان¬زاده بدترین حالت را دارند. همچنین نتایج تحلیل¬ها نشان می¬دهد که ارتباط نسبتا معقولی میان برخی پارامترهای زمین¬شناسی و ژئومکانیکی با پارامترهای عملیاتی ماشین وجود دارد. از میان این پارامترها UCS و RQDبهترین تطابق را با پارامترهای عملیاتی نشان می¬دهند. در ادامه بر مبنای نتایج حاصل از گمانه¬های اکتشافی و مطالعات صحرایی، مقطع زمین¬شناسی مهندسی تونل، ترسیم گردیده و قسمت¬های مختلف آن بر اساس طبقه-بندی مهندسی سنگ و مخاطرات ژئوتکنیکی، پهنه¬بندی گردید. طبقه¬بندی مهندسی سنگ¬ها نشان می‌دهد که کیفیت لایه‌های آهکی، شیلی آهکی و زون‌های خرد شده به ترتیب متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف می‌باشد. بررسی فرایند انتخاب TBM مناسب نشان می‌دهد که مناسب‌ترین دستگاه حفاری برای این تونل، ماشین سپری تلسکوپی می¬باشد. همچنین در این پژوهش عمر مفید دیسک¬کاترها به دو روش CSM و NTH محاسبه گردید. بر این اساس میانگین عمر مفید صفحه¬های برشی در روش CSM و NTH برای بخش شیلی- آهکی به ترتیب 144 و 114 و برای بخش¬های آهکی 65 و 51 ساعت به دست آمد. واژگان کلیدی: زمین¬شناسی مهندسی، تونل بلند زاگرس، ماشین حفاری تمام مقطع، نرخ نفوذ، نرخ پیشروی، دیسک برشی.

    چکیده انگلیسی :
    Abstract: Tunnel boring machines are one of the most suitable equipments in tunneling industry. These modern machines have various applications and are used favorably in different geotechnical conditions. So far, many researches were conducted to predict penetration and advance rates and their correlation with geological parameters. Although, the presented models had some success, but each one of them vas covering some of the effective parameters of TBM penetration. In this research, the effect of various geological parameters of Nosoud tunnel on TBM advance rate vas studied. In this tunnel, the main excavation was conducted in limestone and limey shale layers and show that the average advance rate is, 97.89 and 175.05 cm/h respectively for each one of these layers. The predicted advance rates obtained from various methods were compared with actual values and the results indicated that there is a relatively big differences between the results of the models and the actual values. Based on the minimum the result of Barton model had minimum differences while Ramezanzade model had maximum differences. The results also show that there is a relatively reasonable relationship between geological and geomechanical parameters and operational parameters of the machine. Among these parameters, UCS and RQD show the best correlation with operational parameters. Based on the results of the exploratory boreholes and field studies, engineering geological section of the tunnel was drawn, and by using the geotechnical hazards and engineering classification of rock, the section was zoned. The engineering classification of rock indicates that the quality of limestone, limey shale and crushed zones are, moderate, poor and very poor respectively. The evaluations for appropriate TBM selection shows that the more suitable case for Nosoud tunnel is telescopic machine (double shield TBM). Also in this study, disc¬ cutter lifetime was calculated by use of CSM and NTH methods. On this basis, the average disc cutters lifetime for limy shale is 144 and 114 hours respectively and for limestone is 65 and 51 hours respectively. Keywords: Engineering Geology, Zagros Long Tunnel, Full face drilling machine, Advance Rate, Penetration Rate, Disc Cutter


    کلید واژه ها :
    زمین شناسی مهندسی ◄ چینه شناسی ◄ دستگاه حفاری تمام مقطع ◄ تونل بلند زاگرس ◄ نرخ نفوذ ◄ نرخ پیشروی ◄ دیسک برشی,enginering geology ◄ bistratigraphy ◄ full face drilling machine ◄ zagros long tunnel ◄ advance rate ◄ penetration rate ◄ disc cutter

    1392
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of Science Department of Geology M.Sc. Thesis Study the Effects of Engineering GeologicalCharacteristics of Long Zagros Tunnel (Section 1-A) on TBM Advance Rate Supervisor: Dr. Akbar Ghazifard Advisor: Kamal Ganjali Pour By: Hossein Khorshidi June 2013
    فصل اول : 1-4
    فصل دوم : 5-17
    فصل سوم : 18-63
    فصل چهارم : 64-66
    فصل پنجم : 67-103
    فصل ششم : 104-113