دکتر امیر حسن رضایی فرعی، آقای مسعود مصطفایی، آقای سید کاظم رضوی،
جلد 13، شماره 4 - ( جلد 13، شماره 4 1398 )
چکیده
حفر تونل‌های طویل غالباً به‌صورت مکانیزه و با ماشین حفاری تونل TBM انجام میشود. یکی از عوامل مهم در حفاری این تونلها اثر سایندگی خاک و سنگدانهها بر ابزارهای برشی و سایر بخشهای دستگاه حفار تونل است که باعث کاهش چشم‌گیری در راندمان حفاری پروژه میشود. محققان عوامل مختلفی که باعث ایجاد سایش در ابزار حفاری می‌شوند را بررسی کرده‌اند. در تحقیق حاضر 32 نمونه از سنگدانههای مسیر تونل خط دو مترو تبریز انتخاب شده و میزان سایندگی و شکنندگی این سنگدانهها برای بخشهای مختلف مسیر تعیین شده است. هم‌چنین از بین مهم‌ترین عوامل مؤثر، تأثیر پارامترهای وجود و میزان آب، جنس، اندازه و شکل سنگدانهها، نوع و میزان فوم حفاری بر میزان ضریب سایندگی و شکنندگی سنگدانههای مسیر بررسی شده، قرار گرفته است. بدین‌منظور نیز حدود 130 نمونه از سنگدانهها شامل 20 نمونه برای بررسی تأثیر وجود و میزان آب، 15 نمونه برای جنس، 20 نمونه برای اندازۀ دانهها، 30 نمونه برای شکل و 42 نمونه برای تأثیر نوع و میزان فوم مصرفی تهیه شده است. روشهای زیادی برای آزمایش سایندگی خاک و خرده سنگها در بخشهای حفاری به‌وسیلۀ محققان ارایه شده است که یکی از معتبرترین و متداول‌ترین این آزمایش‌ها آزمون LCPC است. بر اساس نتایج حاصل برای بررسی تأثیر میزان آب بر سایندگی، روی سه جنس آندزیت، ماسه سنگ و کنگلومرای مسیر از حالت خشک تا وجود آب به میزان 30% وزنی نمونه آزمایش انجام شده است که در دو جنس ماسه سنگ و کنگلومرا با افزایش میزان آب سایندگی بیش‌تر شده ولی در آندزیت از 20% به بعد کاهش سایندگی مشاهده میشود، میزان ضریب شکنندگی نیز در کل با افزایش میزان آب کاهش مییابد. از لحاظ سنگ‌شناسی بیش‌ترین تأثیر بر سایندگی را کنگلومرا داشته و از نظر شکنندگی هم آندزیت شکنندهترین است. در تأثیر اندازۀ دانهها، با افزایش اندازۀ دانهها سایش زیادتر و شکنندگی کم‌تر میشود. تأثیر فوم بر سایندگی به این صورت است که تا حد خیس‌شدگی سایندگی کاهش یافته و بیش‌تر از آن باعث افزایش سایندگی میشود. از بین فوم‌های مختلف آزمایش‌شده نیز فوم شیمی بتن دارای حداقل سایندگی است.
