ارزيابي مصرف بهينه فوم با توجه به پارامترهاي عملياتي، منحني دانه‌بندي و رطوبت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

استخراج مواد معدني

دكتري

چكيده: از مهمترين پارامتر‌هاي تاثير‌‌گذار بر مقاومت برشي خاكها در جبهه‌كاري حفاري مكانيزه با سيستم تعادلي زمين، دانه‌بندي خاك به ويژه درصد بخش ريز‌دانه، ميزان رطوبت و درصد تزريق فوم مي‌باشد. در اين تحقيق با نمونه‌‌برداري از مقاطع مختلف مسير خط دو مترو اصفهان و با انجام مطالعات دانه‌بندي و تزريق فوم در آزمايشگاه، تغييرات مقاومت برشي خاك‌ها تحت تاثير تغيير دانه‌بندي، رطوبت و ضريب تزريق فوم مورد بررسي قرارگرفته ‌است و بر اساس ملاحظات اقتصادي و فني، ميزان مصرف فوم بهينه گرديده است. در ارتباط با تغيير دانه‌بندي، سه منحني دانه‌بندي با سه مقدار متفاوت ريز دانه ( عبوري از الك 200 برابر با 20 ، 30 و 40 درصد ) و سه منحني دانه‌بندي با سه مقدار متفاوت درشت دانه ( D60 برابر 05/4 ، 68/1 و 68/0 ميلي‌متر ) استفاده شد. اين بازه تغييرات براي پارمترهاي فوق، با توجه به مقادير اين پارامترها در اغلب مصالح مسير خط دو مترو اصفهان انتخاب گرديده است كه در مجموع نه منحني دانه‌بندي را توليد مي‌كند. هر آزمون سه مرتبه تكرار و متوسط نتايج آزمون به عنوان معيار انتخاب گرديد. سه مقدار نيز براي رطوبت ( 0، 5 و 5/7 درصد ) و همچنين سه مقدار براي ضريب تزريق فوم لحاظ گرديد ( 10 ،20 و40 درصد ). مقادير مربوط به ضريب تغليظ فوم، ضريب انبساط فوم ثابت و براي افزايش دقت و اطمينان بر روي هر نمونه شش عدد آزمون تعيين مقاومت برشي ( V.S.T ) انجام گرفت و به منظور بررسي نتايج آزمايشات ( تركيب و تعداد آزمايشات ) از روش طراحي آزمايشات به كمك نرم افزار ميني‌تب كه بر اساس شيوه تاگوچي استوار است، بهره‌برداري گرديد. نتايج بيانگر اين است كه با افزايش مقدار ريز‌دانه تا 40 درصد، مقاومت برشي، تا 84 درصد كاهش مي‌يابد و با افزايش اندازه ذرات خاك تا حدي مقاومت برشي افزايش و بعد از آن مقاومت ثابت مي‌ماند. در رطوبت 5 درصد با كمترين مقاومت برشي روبرو مي شويم و با افزايش مقدار آب به 5/7 درصد، مقاومت برشي افزايش مي‌يابد كه مويد نظريه حداكثري مقاومت خاك در رطوبت 5/7 درصد، مي‌باشد و با توجه به رابطه خطي ميان توان مصرفي ماشين و مقاومت برشي خاك درون سلول فشار ماشين، تغييرات مقاومت برشي خاك تحت تاثير تزريق فوم، متناسب با تغييرات توان ماشين است. لذا شرايط بهينه اقتصادي، شامل كاهش گشتاور، كاهش توان و كاهش انرژي مصرفي به طور مستقم در محدوده ضريب تزريق فوم 40 درصد اتفاق مي‌افتد. گشتاور و توان مصرفي در طول مسير به طور ميانگين به مقدار 59 درصد كاهش مي‌يابند. كه اين مقدار كاهش توان، به طور متوسط در كل مسير حفاري خط دو مترو اصفهان براي هر گام حفاري ( 4/1 متر ) 465 ميليون ريال صرفه اقتصادي بدنبال خواهد داشت.

233429

استخراج مواد معدني

مهندسي معدن

دانشگاه صنعتي اصفهان