تحليل حساسيت مدل هاي پيش بيني عملكرد ماشين حفر تمام مقطع در تونل انتقال آب لار-كلان

Sensitivity Analysis of Tbm Performance Prediction Models in Lar-Kalan Water Conveyance Tunnel

در بيشتر پروژه هاي تونل سازي از ماشين هاي حفر تمام مقطع تونل(TBM) استفاده مي شود. ارزيابي عملكرد اين ماشين ها در تخمين ميزان هزينه و زمان حفر تونل بسيار مهم است. نرخ نفوذ، يكي از شاخصهاي مهم در ارزيابي عملكرد ماشين است كه با روش ‍ هاي مختلف برآورد مي شود. تحليل حساسيت يك مدل، براي بررسي تاثيرپذيري متغير خروجي از متغيرهاي ورودي انجام مي شود. در اين مطالعه، سه مدل اصلي QTBM، NTNU، CSM و دو مدل حسن پور و فرخ براساس اطلاعات مربوط به شرايط زمين شناسي و اطلاعات حفاري تونل انتقال آب لار-كلان، مورد تحليل حساسيت قرار گرفته و تاثير تغييرات عوامل ورودي مدل ها بر تغييرات نرخ نفوذ بررسي شده است. نتايج كلي بهاين صورت است كه افزايش نيروي پيشران، CLI، RPM، تخلخل و شاخص خردشدگي و كاهش Q، محتواي كوارتز، مقاومت فشاري تك محوره، مقاومت كششي، تنش مماسي و RQD، باعث افزايش نرخ نفوذ مي شوند. تحليل حساسيت، براساس دو نمودار گردبادي و عنكبوتي، مورد ارزيابي قرار گرفته و براي مدل هاي مختلف، تاثير تغييرات شاخص ها بر روي تغييرات نرخ نفود، بررسي و عواملي كه بيشترين تاثير را بر نرخ نفود دارند، مشخص شده اند؛ از عوامل مربوط به شرايط زمين شناسي تغييرات Q، تخلخل، مقاومت فشاري تك محوره و RQD و از شاخصهاي مربوط به ماشين حفر تونل، تغييرات نيروي پيشران و RPM ، بيشترين تاثير را بر تغييرات نرخ نفوذ در تونل مورد مطالعه داشتند.

Evaluation of TBM performance is very important in estimating the cost and time of a tunnel project. Sensitivity analysis of a model is performed to examine the influence of the input variables on the output variables. In this study, results variability of main models of TBM penetration rate (PR) prediction have been investigated based on the geological and field performance data at Lar-Kalan water conveyance tunnel. The overall results indicate that increase of thrust force, CLI, RPM, porosity, and fracturing factor and the decrease of Q value, quartz content, unconfined compressive strength, tensile strength, induced biaxial stress on tunnel face, and RQD increases the PR. Sensitivity analysis has been evaluated on the basis of the two Tornado and Spider charts for different models, and the effect of the input parameters variation on the variation of the PR have been investigated and the parameters that have the greatest influence on the PR were specified. Among the geological conditions, the variation of the Q value, porosity, UCS, RQD and among the machine parameters, variation of the thrust force and RPM have the greatest impact on the variation of the penetration rate in the project.