نشریه زمین شناسی مهندسی

---

از چالش‌های اساسی در مقابل حفر تونل، عبور تونل از مناطق با پتانسیل مچاله‌شوندگی شدید است و در صورت کاربرد حفاری مکانیزه، بررسی تراست مورد نیاز حفاری در این مناطق اجتناب‌ناپذیر است. تونل انتقال آب بهشت‌آباد به طول 65 کیلومتر با هدف انتقال سالیانه یک میلیارد مترمکعب آب به بخش ایران مرکزی در حال بررسی است و با توجه به بررسی‌های زمین‌شناسی، در پهنۀ نوزدهم تونل، پتانسیل مچاله‌شوندگی شدید است. به همین سبب در این مقاله روش‌های ارزیابی تراست لازم بررسی، و مقدار نیروی محوری لازم برای نفوذ در جبهۀ ‌کار محاسبه شده است. سپس نحوۀ شبیه‌سازی عددی به‌منظور ارزیابی تراست در پهنۀ مذکور، شرح داده شده و نتایج آن بررسی شده است. هم‌چنین با استفاده از روش رامونی (2010) تراست لازم محاسبه و نتایج آن با شبیه‌سازی عددی مقایسه شده است. با توجه به نتایج مدل‌سازی عددی به‌منظور کاربرد ماشین‌های حفار تمام ‌مقطع سپردوبل در کیلومتر 31600-29030 و 34900-37490 در شرایط ژئومکانیکی بیشینۀ سه سانتی‌متر و در شرایط ژئومکانیکی کمینۀ ده سانتی‌متر اضافه‌ حفاری لازم است و تصمیم‌گیری در ارتباط با کاربرد ماشین‌های حفار تمام مقطع در کیلومتر 31600-34900 منوط به حفر گالری اکتشافی و انجام آزمایش‌های تکمیلی به‌منظور تعیین پارامترهای تابع زمان سنگ است. 

---

یاز چالش­های حفاری مکانیزه، سایش زیاد و پیش­بینی نشده ابزار برش در برخی پروژه‌های احداث تونل است. این مسئله علاوه بر افزایش هزینه، زمان حفاری را هم از طریق نیاز بیش‌تر به تعمیر و نگه‌داری اجزای ماشین، افزایش می­دهد. به‌منظور دست‌یابی به دید مناسبی از رابطۀ بین پارامترهای اپراتوری ماشین حفار با پدیدۀ مورد نظر، دستگاه آزمایشگاهی جدیدی در آزمایشگاه زمین­شناسی مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد طراحی و ساخته شده است. در این مقاله نتیجۀ حاصل از آزمایش نمونه‌های سیلیسی به‌عنوان نمونه­های با سختی زیاد و فراوان در طبیعت با دستگاه مذکور ارائه شده است. برای این منظور 36 آزمایش با مقادیر متغیر سربار و سرعت چرخش در زمان­های متفاوت روی ماسۀ درشت سیلیسی انجام شد. نتایج حاصل نشان می­دهد که بین استهلاک سایشی ابزار برشی و زمان، فشار سربار و سرعت چرخش، رابطۀ مستقیم وجود دارد به­گونه­ای­که این رابطۀ مستقیم، در مورد تأثیر سربار و سرعت چرخش خطی، و در مورد تأثیر زمان لگاریتمی است.