مطالعه‌ی عددی و آزمایشگاهی طرح ابداعی پدهای جک دستگاه حفاری مکانیزه تونل‌های بتن پیش ساخته (سگمنتال)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود،ایران

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شاهرود

10.22044/tuse.2022.11928.1456

چکیده

در عملیات حفاری تونل با دستگاه حفاری مکانیزه (TBM )، بار متمرکز نسبتا بزرگی توسط جک‌های دستگاه بر قطعات پیش‌ساخته پوشش تونل (سگمنت) اعمال می‌شود. این بار منجر به ایجاد تنش‌های کششی قابل ملاحظه‌ای در ضخامت سگمنت می‌شود. یکی از مهم‌ترین پارامترهای اثرگذار در میزان تنش‌های کششی در ضخامت سگمنت، هندسه صفحه‌ی بارگذاری جک پیشران می‌باشد. در این مطالعه با هدف کاهش میزان تنش‌های کششی در ضخامت سگمنت‌ها، تغییرات ابداعی بر روی هندسه صفحات بارگذاری جک پیشران به صورت آزمایشگاهی و عددی مورد ارزیابی قرار گرفته است. با این هدف، 12 نمونه سگمنت شامل 6 نمونه با بتن ساده و 6 نمونه با بتن الیافی، هرکدام در دو حالت با صفحه‌ی بارگذاری متعارف و صفحه بارگذاری شکاف‌دار پیشنهادی، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که نیروی ترک خوردگی نمونه‌های با صفحه‌ی ابداعی پیشنهادی نسبت به نمونه‌ی متعارف 30 درصد افزایش داشته است. به منظور ارائه روشی برای مدلسازی مسئله‌ی حاضر، روند مدلسازی عددی پیشنهاد شد. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد مدلسازی عددی با روال پیشنهادی به منظور تخمین بار بیشینه در ستاپ پیشنهادی قابل توصیه بوده اما به منظور مدلسازی عددی الگوی ترک‌ها همچنان به مطالعات تکمیلی نیاز است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental and Numerical study on Slit Loading Plate in Tunnel Boring Machine’s thrust jacks

نویسندگان [English]

  • Majid Shahbazi 1
  • Meysam Jalali 2
  • Moslem Abedi 1
1 Civil engineering Department, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Civil engineering Department, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

In tunnel drilling operations with tunnel Boring Machine (TBM), a relatively large concentrated load is applied by the device jacks to the prefabricated parts of the tunnel cover (segment). This load leads to significant tensile stresses in the thickness of the segment. One of the most important parameters affecting the amount of tensile stresses in the thickness of the segment is the geometry of the load plate of the propulsion jack. In this study, with the aim of reducing the amount of tensile stresses in the thickness of the segments, the innovative changes in the geometry of the loading plates of the propulsion jack have been evaluated experimentally and numerically. For this purpose, 12 segment samples including six samples with plain concrete and 6 samples with fibrous concrete, each in two modes with conventional loading plate and the proposed slotted loading plate, have been examined. The results show that the cracking force (capacity) of the sample with the proposed innovative plate has increased by 30% compared to the conventional sample. In order to provide a method for modeling the present problem, the modeling process was presented and its results were critically compared with laboratory results. The force obtained from the results of numerical modeling in Abacus software is in good agreement with the laboratory model and therefore the process of numerical modeling in predicting the amount of force is recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • loading pad plate
  • Segment
  • Thrust jack
  • Experimental modeling
  • Tunnel Boring Machine
  • Numerical modeling