ارزیابی نرخ نفوذ ماشین‌های حفار متعادل‌کننده فشار زمین

نرخ نفوذ، یکی از پارامترهای اصلی در عملکرد ماشین‌های حفار متعادل‌کننده فشار زمین است که در ارزیابی زمان و هزینه تمام شده یک پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما تاکنون، مدلی برای پیش‌بینی نرخ نفوذ در زمین‌های نرم ارائه نشده است و مهندسان از تخمین‌های تقریبی براساس پروژه‌های مشابه استفاده می‌کنند. این موضوع باعث می‌شود که ارزیابی زمان تمام شده پروژه با خطاهای زیادی همراه باشد. در این مقاله، با استفاده از 33 رکورد داده از عملکرد ماشین‌های حفار متعادل‌کننده فشار زمین در سراسر جهان، تجزیه و تحلیل آماری صورت گرفته است تا همبستگی بین نرخ نفوذ و عوامل تاثیرگذار آن بررسی شود. پارامترهای مورد بحث شامل قطر تونل، فشار سینه‌کار، شاخص قوام، مقاومت برشی زه‌کش نشده، نسبت باز‌شدگی کله‌حفار و عدد نفوذ استاندارد است. بر اساس تحلیل داده‌ها، سه پارامتر نسبت باز‌شدگی کله‌حفار، مقاومت برشی زه‌کش نشده و عدد نفوذ استاندارد به عنوان عوامل مهم تاثیرگذار شناسایی شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد هرچه مقادیر نفوذ استاندارد و شاخص قوام کمتر باشد و نسبت باز‌شدگی کله‌حفار بیشتر  باشد، نرخ نفوذ بیشتر است. بیشترین مقادیر نرخ نفوذ در محدوده نفوذ استاندارد بین 30 تا 40، شاخص قوام بین 0/4 تا 0/5 و  نسبت بازشدگی کله‌حفار 40 تا 45 درصد به دست می‌آید. در این مقاله به منظور ارزیابی نرخ نفوذ ماشین‌ متعادل‌کننده فشار زمین، تحلیل های مختلفی با روش رگرسیون چند متغیره بر روی داده‌های بانک اطلاعاتی انجام شده است. ضرایب تعیین روابط ارائه شده بین 68 تا 72 درصد است. با توجه به عدم وجود مدل پیش‌بینی عملکرد دقیق برای ماشین‌های حفار زمین نرم، نتایج این مقاله به مهندسان پروژه‌های تونل کمک می‌کند تا در مراحل اولیه پروژه، ارزیابی بهتری از پارامترهای عملکردی و زمان و هزینه مورد نیاز داشته باشند.

evaluating the penetration rate of earth pressure balance tunnel boring machines

the penetration rate is a crucial parameter in the performance of earth pressure balance (epb) tunnel boring machines (tbms), which is used to assess the time and cost of completing a project. however, so far, no model has been presented to predict the penetration rate in soft soils, leading engineers to rely on approximate estimations based on similar projects. this results in significant inaccuracies in project completion time. in this article, statistical analysis has been conducted using performance data from epb tbms worldwide to examine the correlation between the penetration rate and its influencing factors. the parameters discussed include tunnel diameter, face pressure, undrained shear strength, unconfined compressive strength, head opening ratio, and standard penetration number. based on the data analysis, three parameters, namely head opening ratio, unconfined compressive strength, and standard penetration number, have been identified as significant influencing factors. this article provides useful relationships for estimating the penetration rate with determination coefficients ranging from 68% to 72%. considering the absence of an accurate performance prediction model for soft ground tbms, the results of this study assist tunnel project engineers in the initial stages of the project by enabling better evaluation of performance parameters, time, and cost requirements.