عنوان

بررسی تأثیر مواد افزودنی بر نفوذپذیری خاک در حفاری مکانیزه

IR

۳۸۶۱پ

فارسی

IR

بررسی تأثیر مواد افزودنی بر نفوذپذیری خاک در حفاری مکانیزه

[پایان‌نامه]

Investigation of additive material effects on permeability of soil in mechanized tunneling

/فرجام سلمانپور

: مهندسی معدن

، ۱۳۹۸

۱۰۲ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی معدن- مکانیک سنگ

۱۳۹۸/۱۰/۰۱

صنعتی سهند

ماشین‌های حفاری و تونل‌زنی فشار تعادلی زمین (EPB) به صورت متداولی برای حفاری تونل‌ها در خاک‌های نرم که محدوده‌ای از خاک‌های درشت‌دانه، شن‌ها تا رس‌های سخت را در بر می‌گیرند، به کار برده می‌شوند .طراحی این ماشین‌ها به گونه‌ای است که از خود خاک حفاری شده در داخل محفظه تحت فشار برای اعمال فشار نگهدارنده به سطح سینه‌کار در طول حفاری استفاده می‌شود .شرایط ایده‌آل برای حفاری با این ماشین‌ها زمانی است که خاک مورد حفاری ریزدانه و بدون چسبندگی باشد تا مشکلاتی نظیر نفوذپذیری زیاد و پلاستیسیته کم در خاک‌های درشت‌دانه و چسبندگی زیاد در خاک‌های رسی به وجود نیاید .اما در شرایط عملی، زمین حفاری از انواع مختلف خاک تشکیل شده است که مواجهه با آن‌ها غیر قابل اجتناب است .بدین ترتیب تکنولوژی بهبود شرایط خاک از دهه گذشته برای فائق آمدن بر این مشکلات ظهور کرده است .در این تکنولوژی بهبود شرایط خاک با استفاده از انواع مواد افزودنی مانند فوم، پلیمر و بنتونیت انجام می‌گیرد .در محیطهای دانه‌درشت کاهش نفوذپذیری توسط فوم، باعث عدم ورود کنترل نشده آب به چمبر، کنترل فشار سینه‌کار و عدم بروز نشست در سطح زمین می‌شود .در این پایان‌نامه به صورت آزمایشگاهی مخلوطهای خاک دانه‌درشت و فوم مورد بررسی قرار گرفته و به ارزیابی تأثیر پارامترهای نسبت انبساط فوم، نسبت تزریق فوم، درصد رطوبت خاک، فشار و دانه‌بندی خاک بر نفوذپذیری خاک پرداخته شده است .در آزمایش‌ها از دو نوع خاک با دانه‌بندی متفاوت و یک نوع ماده فوم‌ساز استفاده شده است .ماده فوم‌ساز مورد استفاده در آزمایش‌ها از نوعKF ۱۶۸ Bکمیل کاشان بود .تولید فوم در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه فوم‌ساز ساخته شده در آزمایشگاه حفاری مکانیزه دانشگاه صنعتی سهند تبریز انجام شد .بر اساس آزمایش‌های مشخصه فوم ملاحظه می‌شود که زمان پایداری فوم با افزایش نسبت انبساط فوم، افزایش می‌یابد .در تعیین زمان پایداری فوم تحت فشار ۱ و ۱/۵ بار مشاهده شد که باز هم با افزایش نسبت انبساط فوم زمان پایداری فوم افزایش یافت ولی با افزایش فشار زمان پایداری فوم کاهش یافت .آزمایش نفوذپذیری نیز توسط دستگاه نفوذپذیری ساخته شده در آزمایشگاه انجام شد و بر اساس این آزمایش‌ها مشخص شد که نفوذپذیری خاک با افزایش نسبت انبساط فوم افزایش، با افزایش نسبت تزریق فوم تا حد تعیین شده، کاهش، با افزایش درصد رطوبت خاک مورد آزمایش کاهش، با افزایش فشار افزایش و با درشت‌دانه شدن خاک افزایش می‌یابد .در آخر نسبت انبساط فوم ۷/۵ و نسبت تزریق فوم ۵۲ درصد مناسب‌ترین مقدار برای پارامترهای فوم در رطوبت خاک ۱۵ درصد و فشار ۱ بار برای دانه‌بندی مورد نظر تعیین شد .

Earth Balance Pressure (EPB) drilling and tunneling machines are commonly used for drilling tunnels in soft soils that range from coarse grained soils, sand to hard clay. These machines are designed to use the soil drilled in the chamber to apply support pressure to the face during drilling. The ideal conditions for drilling with these machines are when the soil is fine-grained and without cohesion to avoid problems such as high permeability and low plasticity in coarse-grained soils and high cohesion to clay soils. But in practical terms, drilling ground is made up of different types of soil that are inevitable to encounter. So soil conditioning technology has emerged in the past decade to overcome these problems.This technology improves soil conditions using a variety of additives such as foam, polymer and bentonite. In coarse-grained environments, reduced permeability by foam results in lack of entry water control into the chamber, control of face support pressure, and lack of surface settlement at ground level. In this thesis, mixtures of coarse-grained soil and foam are studied in vitro. And the effects of foam expansion ratio, foam injection ratio, soil moisture content, pressure and soil grain size distribution on soil permeability have been investigated. The experiments used two types of soil with different grain size distribution and one type of foaming agent. The foam agent used in the experiments was KF168B Komail Kashan. Foam production in the laboratory was performed using a foam generator made in the mechanized drilling laboratory of Tabriz Sahand University of Technology. Based on the foam characteristic experiments it is observed that the foam stability time increases with increasing foam expansion ratio. In determining foam stability time under pressure of 1 and 1.5 bar it was observed that again with increase of foam expansion ratio foam stability time increased but decreased with increasing pressure. The permeability test was also performed by permeability device made in the laboratory. Based on these experiments, it was found that soil permeability increased with increasing foam expansion ratio, decreased with increasing foam injection ratio to a certain extent, decreased with increasing soil moisture content, increased with increasing pressure and increased with coarse-grained soil. Finally, the foam expansion ratio of 7.5 and the foam injection ratio of 52 were the most appropriate values for foam parameters at 15 soil moisture and 1 bar pressure.

ba

Investigation of additive material effects on permeability of soil in mechanized tunneling

فوم

EPB

نیمه عمر

نفوذپذیری

FIR

خاک درشت‌دانه

بهبود شرایط خاک

Foam, EPB, Half-Life, Permeability, FIR, Coarse granular soil, Soil Conditining

فوم، EPB، نیمه عمر، نفوذپذیری، FIR، خاک درشت‌دانه، بهبود شرایط خاک

سلمانپور، فرجام

چاکری، حمید، استاد راهنما

رجایی، محمدمهدی، استاد مشاور

ایران

20230617

معدن ،۵۰۲۶۰ ،۱۳۹۸

ت‍ ی‌سرربأه‌زیناکم‍ ی‌رافح‍ رد ک‌اخ‍ ی‌ریذپذوفن‍ رب‍ ی‌ندوزفا داوم‍ ریث‍.pdf

عادی

عادی

3861.pdf

p50260.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۸۶۱

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y