دانشگاه صنعتی شاهرود و انجمن تونل ایران مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی 2322-3111 14 2 2026 09 23 ارزیابی تاثیر چیدمان مارپیچ ابزار برش کاترهد در عملکرد ماشین حفاری مکانیزه TBM 97 114 3227 10.22044/tuse.2024.13052.1477 FA محسن آل بویه دانشجوی دکتری گروه مهندسی معدن؛ دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه کاشان علی عالی انوری دانشیار؛ دانشکده‌ی مهندسی معدن، دانشگاه کاشان مجید نوریان بیدگلی استادیار؛ دانشکده‌ی مهندسی معدن، دانشگاه کاشان Journal Article 2023 06 12 از مهمترین عوامل موثر در عملکرد ماشین حفاری تونل TBM آرایش و چیدمان ابزار برش در کله‌حفار دستگاه بوده که به‌طور مستقیم بر راندمان عملیات حفاری، عمرمفید TBM و عملکرد مناسب ابزار برش تاثیرگذار می‌باشد. با توجه به پیچیدگی‌های طراحی چیدمان ابزار برش (الزامات فنی سازه TBM و الزامات مهندسی حفاری) ارائه مدل‌های محاسباتی کارآمد از چالش‌های اصلی محققین بوده است. در این پژوهش به هدف ارزیابی تاثیر چیدمان مارپیچ ابزار برش بر عملکرد ماشین TBM، مدل عددی با بهره‌گیری از الگوریتم بهینه‌سازی فراابتکاری گرگ‌های خاکستری GWO برای طراحی چیدمان مارپیچ توسعه داده شده‌است. به جهت ارزیابی عملکرد مدل طراحی توسعه داده شده، فرایند طراحی چیدمان ابزار برش در کله‌حفار یک نمونه اجرایی TBM سنگ مورد ارزیابی قرار گرفته‌است. براساس نتایج حاصل مشخص می‌گردد که چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش باعث کاهش نیروی جانبی کل دستگاه Fs به میزان KN 130.18 (84.07 %) و کاهش گشتاور خروج از مرکز به میزان KN.m 2.438 (21.09 %) نسبت به چیدمان اصلی ابزار برش در کله‌حفار شده است. همچنین نتایج حاصل از مدل‌سازی المان محدود کله‌حفار نشان داد که پیاده‌سازی آرایش مارپیچ ابزار برش در TBM سبب افزایش چشم‌گیر عملکرد TBM از نقطه‌نظر سازه‌ای می‌گردد به‌گونه‌ای که در شرایط بارگذاری بار کل، مقادیر تنش بیشینه در مدل با چیدمان بهینه MPa 13.046 (16.62 %) و میزان تغییر شکل تحت این شرایط بارگذاری mm 0.135 (41.41 %) کاهش یافته است. براساس نتایج حاصل مشخص می‌گردد که چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش در کله‌حفار ماشین TBM هم از نظر مهندسی حفاری (افزایش بازده و پیشروی حفاری) و هم از دیدگاه سازه‌ای ماشین TBM بهبود قابل توجهی یافته است. مهمترین نتیجه حاصل از این پژوهش ارائه یک مدل عددی کارآمد برای طراحی چیدمان مارپیچ بهینه ابزار برش در ماشین TBM بر اساس الگوریتم بهینهسازی GWO بوده است. مدل ارائه شده قابلیت پیاده‌سازی تحت شرایط مختلف عملیاتی و برای انواع مختلف ماشین‌های TBM را دارا بوده‌است. دستگاه حفاری تونل TBM ابزار برش چیدمان مارپیچ کاترهد الگوریتم GWO https://tuse.shahroodut.ac.ir/article_3227_64e8fdb6d245ad0c0d68118e7196fca1.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود و انجمن تونل ایران مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی 2322-3111 14 2 2026 09 23 تحلیل پایداری تقاطع دوشاخه حاصل از حفاری تونل دسترسی شماره پنج و تونل شیب‌دار شماره دو در معدن زغال‌سنگ پروده طبس 115 131 3667 10.22044/tuse.2025.16187.1502 FA علیرضا تراکمه دانشگاه امیرکبیر ستار مهدوری دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران) کورش شهریار دانشگاه امیرکبیر Journal Article 2025 05 19 طراحی و اجرای تونل‌های متقاطع در شبکه آماده‌سازی معادن زیرزمینی اجتناب‌ناپذیر است. از طرف دیگر اطمینان از پایداری تقاطع‌ها در معادن زیرزمینی بسیار مهم است؛ به طوری که ایمنی و پایداری کل معدن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این پژوهش، پایداری تقاطع دوشاخه حاصل از حفاری تونل دسترسی شماره پنج و تونل شیب‌دار شماره دو در معدن زغال‌سنگ پروده طبس بررسی شده است. به این منظور، جابه‌جایی‌های قائم و محدوده ناحیه پلاستیک اطراف محل تقاطع با استفاده از روش عددی تفاضل محدود تجزیه و تحلیل شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که با حفاری تونل دسترسی، تونل شیب‌دار در سمت پایه سنگی با زاویه بسته تحت تنش‌های القایی بیشتری قرار می‌گیرد؛ به طوری‌که طول ناحیه با جابه‌جایی اضافی در پایه سنگی با زاویه بسته بیشتر از مقدار مشابه در پایه سنگی با زاویه باز است. از طرف دیگر بیشترین مقدار جابه‌جایی اضافی سقف در مقطع ذوزنقه‌ای-شکل مرکز تقاطع اتفاق افتاده است. همچنین حفاری تونل دسترسی، باعث گسترش ناحیه پلاستیک در پیرامون تونل شیبدار می‌شود و با افزایش فاصله از محل تقاطع، کاهش می‌یابد؛ به طوری که در فاصله حدود 25 متری از محل تقاطع دوشاخه، حفاری تونل دسترسی تأثیر چشم‌گیری در گسترش ناحیه پلاستیک پیرامون تونل شیب‌دار ندارد. تحلیل پایداری تونل تقاطع تونل دوشاخه ناحیه پلاستیک روش تفاضل محدود معدن زغال‌سنگ طبس https://tuse.shahroodut.ac.ir/article_3667_5f7d1fe1f4394d46890f03ae090c0096.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود و انجمن تونل ایران مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی 2322-3111 14 2 2026 09 23 بررسی تاثیر مدل رفتاری خاک بر مدل سازی نشست ناشی از حفر تونل در مترو خط سه تهران 133 147 3638 10.22044/tuse.2025.15547.1495 FA موسی علی محمدی دانشگاه صنعتی شاهرود شکراله زارع دانشگاه صنعتی شاهرود سید محمد اسماعیل جلالی دانشگاه صنعتی شاهرود Journal Article 2025 01 02 لزوم بررسی و تخمین درست نشست‌های سطح زمین از مهمترین اصول طراحی تونل‌های کم عمق شهری است. هدف از این مقاله، بررسی اثر مدل‌های رفتاری الاستوپلاستیک شامل مدل موهر-کلمب، سخت شونده و مدل سخت شونده با کرنش کوچک بر نتایج مدل‌سازی عددی اندرکنش تونل و زمین درون‌گیر (محیط اطراف تونل) است. بدین منظور، تونل مترو خط سه تهران به عنوان مطالعه موردی انتخاب و مدل‌سازی عددی اندرکنش تونل و زمین درون‌گیر این تونل با استفاده از روش اجزای محدود (نرم افزار PLAXIS 3D 2020) و مطابق با فرآیند اجرایی انجام و نتایج حاصل در قالب جابه‌جایی‌های اطراف تونل مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، نتایج حاصل از تحلیل‌های عددی با استفاده از نتایج رفتارسنجی و مقایسه با مقادیر اندازه‌گیری شده نشست سطح زمین اعتبار سنجی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد، جابه‌جایی‌های قائم پیش‌بینی شده با مدل موهر-کلمب از هر دو مدل رفتاری سخت شونده کمتر بوده است. علاوه بر این، مدل موهر-کلمب برای تمام مراحل حفاری، یک بالا آمدگی شدید را نسبت به دو مدل سخت شونده پیش‌بینی می‌کند. همچنین، نتایج حاصل از نشست سطح زمین در مدل های موهر-کلمب (در حدود 12میلیمتر)، بیشترین انطباق را با نتایج حاصل از رفتار سنجی (در حدود 10 میلیمتر) داشته است. اندرکنش تونل و زمین مدل رفتاری خاک سخت شونده مدل سازی عددی نشست ناشی از حفر تونل PLAXIS3D 2020 https://tuse.shahroodut.ac.ir/article_3638_a22efdb1818cd80fb8cdca16d79a7e72.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود و انجمن تونل ایران مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی 2322-3111 14 2 2026 09 23 مدل سازی عددی انفجار در سازه های مدفون با استفاده از روش SPH 149 174 3512 10.22044/tuse.2025.15571.1496 FA مرتضی رایان دانشگاه صنعتی شاهرود رضا نادری دانشگاه صنعتی شاهرود Journal Article 2025 01 13 در عصر حاضر با افزایش حملات تروریستی به سازه‌ها و ساختمان‌های پرجمعیت که گاهی نیز جنبه دولتی و سیاسی دارد، موضوع انفجار بیشتر موردتوجه مهندسین و طراحان سازه قرار گرفته است. از سوی دیگر پدیده‌های طبیعی مانند انفجار گاز و یا آتش‌سوزی نیز می‌توانند بارهای مشابهی را به سازه وارد کنند. در این پژوهش به بررسی اثر بارگذاری انفجاری بر روی تونل‌های زیرزمینی پرداخته شده است. در این پژوهش انفجار ناشی از 500 الی 5000 کیلوگرم TNT در اعماق 10 الی 20 متر از سطح زمین و تأثیر آن بر تونل زیرزمینی مورد تحلیل قرار گرفته است. برای مدل‌سازی از روش بدون شبکه SPH و نرم‌افزار اتوداین استفاده شده است. نتایج حاصل از مقایسه این نمودارها رابطه مستقیم اثر انفجار با جرم ماده منفجره و رابطه معکوس آن را با عمق انفجار نشان می‌دهد. همچنین استفاده از خاصیت تکیه‌گاهی خاک اطراف تونل و همچنین به حداقل رسیدن نیروی وزن سازه، با حفاری تونل در عمق مشخصی از زمین باعث کاهش محسوس نیروهای لختی می‌شود. از سوی دیگر هرچه میرایی و خاصیت ویسکوالاستیک خاک بیشتر باشد، دامنه موج شوک ناشی از انفجار سطحی و زیرسطحی کمتر خواهد شد. نتایج همچنین نشان داد که تنش فون میزس و فشار وارد بر تاج تونل در تمامی حالت تا 3 برابر مقدار وارد بر کف تونل بوده است. این مقادیر با افزایش عمق قرارگیری تونل، به طور قابل توجهی کاهش یافته است. بارگذاری انفجاری فضاهای زیرزمینی تونل شبیه‌سازی عددی روش SPH اتوداین https://tuse.shahroodut.ac.ir/article_3512_2758da824e561925b705b24a4cfaf2e8.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود و انجمن تونل ایران مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی 2322-3111 14 2 2026 09 23 استفاده از نقشه جریان ارزش در بهبود عملکرد بخش پیشروی تونلسازی معادن زیرزمینی زغال‌سنگ (مطالعه موردی: شرکت معادن زغال‌سنگ البرز شرقی) 175 196 3639 10.22044/tuse.2025.16048.1500 FA کرامت قنبری تیلمی دانشگاه صنعتی شاهرود محمد عطائی دانشگاه صنعتی شاهرود فرهنگ سرشکی دانشگاه صنعتی شاهرود علی نوری قراحسنلو دانشگاه ترومسو نروژ عباس برآبادی دانشگاه ترومسو نروژ Journal Article 2025 04 09 اجرای تولید ناب در واحدهای معدنی تأثیر مستقیم و به سزایی در ارتقای جایگاه رقابتی این قبیل واحدها و سودآور بودن آن‌ها خواهد داشت. کاهش زمان تولید که از طریق کاهش تلفات پنهان و آشکار و هموار کردن روند کار اتفاق می‌افتد، منابع زمانی و تولیدی زیادی را در اختیار این واحدها قرار داده و به طور غیرمستقیم باعث کاهش قیمت تمام شده محصولات خواهد شد. هدف از مطالعه حاضر، شناسایی فرصت‌های بهبود و ارتقاء فرآیندهای بخش پیشروی تونل‌ها در معادن زیرزمینی زغال‌سنگ با استفاده از روش نقشه جریان ارزش در شرکت معادن زغال‌سنگ البرز شرقی است. این مطالعه یک پژوهش کمّی است و داده‌های مورد نیاز از طریق اندازه‌گیری‌های میدانی جمع‌آوری گردیده است. زمان سپری شده برای هر اقدام، از زمان شروع تا انتهای هر فرآیند در بخش پیشروی اندازه‌گیری شد و در نقشه جریان ارزش ثبت شد. پس از آن در جلسات مختلف، بحث گروهی با حضور کارشناسان و مدیران بخش‌های مرتبط، نقشه ترسیم و تحلیل شد و منابع اتلاف شناسایی گردید و با استفاده از ابزارهای تفکر ناب، نقشه جریان ارزش طراحی گردید. نتایج نشان داد که کل زمان یک سیکل پیشروی به طور میانگین 852 دقیقه بود که 390 دقیقه آن زمان در انتظار بود که بیش از 45 درصد از زمان کل بخش پیشروی را به خود اختصاص داده است. بعد از شناسایی منابع اتلاف، ابزار مناسب برای رفع آن پیشنهاد شد. از مجموع مراحل انجام شده چنین نتیجه‌گیری شد که تفکر ناب یک رویکرد برای تحلیل فرآیندها و بهبود کارآیی با تمرکز بر کاهش زمان انتظار و خلق حداکثر ارزش است تا سیر حرکت فرآیندی را بهبود بخشد. تولید ناب نقشه جریان ارزش هدر رفت ها بخش پیشروی معادن تونل معادن زیرزمینی زغال‌سنگ https://tuse.shahroodut.ac.ir/article_3639_93773a7a249559337e61fb63ced944da.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود و انجمن تونل ایران مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی 2322-3111 14 2 2026 09 23 پیش بینی سازندهای خاک در مسیر حفاری TBM با استفاده از مدلسازی داده های گمانه های ژئوتکنیک 197 210 3640 10.22044/tuse.2025.16391.1503 FA عنایت اله رنجینه خجسته دانشگاه صنعتی تبریز (سهند)، دانشکده مهندسی معدن علی کلانتری مزرعه نو دانشگاه صنعتی سهند تبریز حمید چاکری دانشگاه صنعتی سهند تبریز علیرضا طالبی نژاد سرپرست نظارت پروژه خط 2 متروی تبریز Journal Article 2025 06 12 زمین شناسی و پارامترهای ژئوتکنیک همیشه یکی از مسائل مهم و موثر در اجرای پروژه‌های زیر زمینی بویژه در تونلسازی‌ به حساب می‌آید. این پژوهش به منظور توسعه یک روش سیستماتیک برای پیش‌بینی دقیق توزیع سازندهای خاکی در مسیر حفاری تونل با ماشین حفار تماممقطع (TBM) انجام شد. مطالعه موردی بر روی خط ۲ متروی تبریز با طول حدود ۲۲ کیلومتر متمرکز بود که از سازندهای خاکی متنوعی عبور می‌کند. در این تحقیق، از داده‌های ژئوتکنیکی ۱۱ گمانه شامل پارامترهای چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، وزن مخصوص و مدول الاستیسیته استفاده شد. روش اصلی به کار گرفته شده، کریجینگ شاخص (Indicator Kriging) بود که به عنوان یک تکنیک زمین‌آماری پیشرفته برای مدلسازی سه‌بعدی تغییرات مکانی لایه‌های خاکی مورد استفاده قرار گرفت. مراحل تحقیق شامل: ۱) دسته‌بندی لایه‌ها به سه گروه اصلی (رس، شن و ماسه، سیلت) بر اساس اندازه ذرات، ۲) منظم‌سازی داده‌ها با ایجاد نقاط مجازی در فواصل یک متری در طول گمانه‌ها، ۳) تحلیل ساختار فضایی داده‌ها با استفاده از واریوگرام‌های افقی و قائم برای هر گروه، و ۴) اعتبارسنجی مدل با روش Cross-Validation بود. نتایج نشان داد که مدل توسعه یافته با دقت ۸۰٪ قادر به پیش‌بینی توزیع لایه‌ها در نقاط نمونه‌برداری نشده می‌باشد. این روش می‌تواند به عنوان ابزاری قدرتمند برای کاهش عدم قطعیت در پروژه‌های تونل‌زنی، بهینه‌سازی مسیر حفاری و مدیریت ریسک‌های ژئوتکنیکی مورد استفاده قرار گیرد. دستگاه TBM پارامترهای ژئوتکنیک مدل سازی کریجینگ https://tuse.shahroodut.ac.ir/article_3640_0b2bf0deffabd006958171e5996c3db2.pdf