تاثير ذرات ريزدانه بر روي مقدار افت مخروط اسلامپ در خاك بعمل آوري شده با EPB فوم براي حفاري با ماشين

Influence of fine grains on decreasing slump value and workability during soil conditioning with foam for EPB-TBM tunneling

خاكي است كه پس از حفاري و ورود به اتاقك فشار، تبديل به يك ماده EPB يك خاك ايدهآل براي ماشين پلاستيك و خميري با قابليت اعمال فشار به سينه كار باشد. بديهي است كه يك خاك واقعي در طبيعت به ندرت داراي چنين ويژگيهايي ميباشد. بنابراين هميشه سعي ميشود با تزريق فوم به مصالح جمع شده در اتاقك فشار، خاكي با خصوصيات مذكور را بدست آورد. به افزودن فوم و پليمر به خاك، عمليات بعملآوري رفتار خاك حفاري شده از هنگاميكه در جلوي كاترهد ماشين با فوم EPB ميگويند. در تونلسازي با ماشين مخلوط مي شود تا زمانيكه از نقاله مارپيچ خارج مي شود بستگي به ويژگي كارپذيري خاك بعملآوري شده دارد كه معمولا با آزمايش اسلامپ ارزيابي ميگردد. عواملي كه بر روي كارپذيري خاك موثر هستند شامل شاخص استحكام، درصد رطوبت، ميباشند. هدف اصلي اين مقاله بررسي تاثير پارامترهاي فوق بر روي كارپذيري خاك بعمل )FIR( مقدار ذرات ريزدانه و نسبت تزريق فوم آوري شده با فوم ميباشد. در اين مطالعه، به منظور دست يافتن به يك رابطه تجربي بين دو متغير مستقل )شامل: درصد ريزدانه و پارامترهاي كمي تزريق فوم( و متغير وابسته )مقدار افت اسلامپ( ابتدا آزمونهاي آزمايشگاهي تركيب فوم و خاك با محتواي رطوبت 78 درصد و شاخص 9 تا 7 انجام شد. سپس رابطه بين متغيرهاي مختلف بوسيله مدلهاي رگرسيون چند متغيره مورد بررسي قرار گرفت و مشخص / استحكام 18 گرديد كه يك رابطه معنيدار بين آنها وجود دارد و كارپذيري مناسب در شرايطي بدست ميآيد كه مقدار ذرات ريزدانهي خاك بين 88 تا 89 درصد باشد.

To extend the application of earth pressure balance (EPB) machines to different geological conditions, the soil to be excavated must be treated with soil conditioning additives. The additives are injected at several points on the EPB machine; ahead of the cutting head, in the pressure chamber and along the screw conveyor. The behavior of the excavated soil, from mixing to extraction, depends mainly on the workability of the conditioned soil. Workability is the ease with which the excavated soil can be mixed with additives, compressed in a pressure chamber, flow freely from the face and be extracted by a screw conveyor. Workability is an indicator of the plasticity of the support media and the cohesiveness of the soil and is, thus, a criterion for applicability of EPB tunneling. The factors that affect the workability of the conditioned soil are water content, soil grade and size, additives and conditioning parameters. In this study, the effect of soil grade and size on the workability of conditioned soil for EPB-TBM tunneling is assessed using a laboratory slump test. The influence of fine grains on the workability of conditioned soil is also investigated by testing mixtures with different soil-foam contents. The test results show a quantitative relationship between fine-grains and workability for the application of EPB shields. The results clearly indicate that decreasing the fine grain content becomes stronger with an increase in the slump of the conditioned soil. It is concluded that a fine grain content of 25% to 60% produces the most normal behavior of the percentages tested in this study.