Evaluation of applicability of double shield tunnel boring machines (DS-TBM) in potentially squeezing grounds
Çift kalkanlı tünel açma makinelerinin sıkışan zemin koşullarında kullanabilirliğinin araştırılması
- Tez No: 334765
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHTİYAR ÜNVER, DR. JAMAL ROSTAMİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Birçok projede çift kalkanlı TBM'lerin başarılı olarak kullanılmalarına rağmen, zayıf kayaçlarda yüksek gerilmelerden ve yer yakınsamalardan dolayı kalkan nedeniyle makine sıkışmaya maruz kalabilmektedir. Bu yüzden karmaşık jeolojik yapıya sahip ve özellikle sıkışan ortamlarda, çift kalkanlı TBM'lerin sıkışma olasılığı vardır ve birçok projede bu sıkışma kazı işleminin durdurulması veya yavaşlamasına neden olmaktadır. Makineyi bu durumdan kurtarmak için elle kazı gerekmektedir ve bu nedenle çift kalkanlı makinelerin uygulanabilirliğinin tartışılması söz konusu olabilmektedir. Sıkışan zeminlerde makinenin sıkışarak hareket ettirilememe olasılığını gerçekçi bir şekilde değerlendirmek için, kaya kütlesi ve kalkan, segment ve dolgu aralarındaki etkileşimi iyi derecede anlamak gerekmektedir. Bu çalışmada çift kalkanlı TBM'lerin performansını sıkışan ortamlarda değerlendirmek amacıyla, gerçekçi üç boyutlu sayısal benzetimler oluşturulmuştur. Kalkan sıkışmasının önlenmesi için sıkışan ortamlarda sayısal analizlerden yararlanarak uygun iyileştirme yöntemlerinin seçilmesi önerilmiştir. Ayrıca çift kalkanlı TBM'ler ile kazılan tünellerde makinenin ilerleme hızı etkisini araştırmak için zamana bağlı sünme analizleri gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak tünel çevresinde kaya ve kaplama arasındaki fazla kazı etkisi sıkışmayı önlemek amacıyla incelenmiştir. Analiz sonuçları tünel çevresinde beş adet referans noktasında incelenmiş olup ve tünel boyunca deformasyonlar ve temas basınçları diyagramlar üzerinde gösterilmiştir. Sıkışmaya maruz kalan kalkan üzerinde oluşan toplam temas basınçları hesaplanmıştır. Buna dayanarak sürtünme kuvvetleri belirlenmiş ve makinenin ilerlemesini sağlamak amacıyla sürtünme direncini yenebilecek itme kuvvetleri hesaplanmıştır. Çalışma sonuçları sıkışan ortamlarda çift kalkanlı makine ile açılan tüneller için sıkışma riskini değerlendirmiş olup ve olası sıkışmalara karşı iyileştirme yöntemlerini sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Despite successful use of double shield TBMs in many projects in recent years, presence of shield makes the machine susceptible to entrapment or seizure in weak rocks under high stresses experiencing high convergence. Therefore TBM may get stuck in the complicated geological structures commonly referred to as squeezing ground. This causes slow down or stoppage of machine operation, requiring manual excavation to release the machine, and sometimes even call into question the feasibility of using double shield machines. To realistically evaluate the possibility of machine seizure in such grounds, the interaction between the rock mass and shield, lining and backfilling need to be understood. This thesis explains the background theories and the application of numerical analysis for 3D modeling of mechanized tunneling by using a double shield TBM in squeezing ground. For this purpose, a comprehensive numerical simulation is developed to systematically evaluate the potential of excessive ground convergence and squeezing. Furthermore, application of double shield TBM in such grounds with the possibility of using ground improvement or lubrications to avoid shield jamming in such cases is given by using numerical analysis. This study also investigates the effects of advance rate during excavation cycle of a shielded TBM to observe the impact of tunneling advance rate on the possibility of machine jamming in the squeezing grounds. On the other hand, 3D in ? uence of different non-uniform overcut values on deformation and contact forces developing along the tunnel were investigated. Simulation results at five reference points on the tunnel circumference along the tunnel or longitudinal displacement profile (LDP) as well as contact force profiles (LFP) on both front and rear shields have been examined. Also, maximum thrust force required to overcome friction and drive TBM forward is calculated. The results are realistic and plausible and show the potential for use of this approach to assess the risk of machine entrapment in deep tunnels within weak rocks.
Benzer Tezler
- How cryptographic implementations affect mobile agent systems
Şifreleme gerçekleştirmelerinin gezgin aracı internet sistemlerini nasıl etkilediği
İSMAİL ULUKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ANARIM
- Stregth and stress corrosion resistance optimization of thick plate Al-7075 alloy
Al 7075 alaşımı kalın levhalarda mukavemet ve gerilmeli korozyon direncinin optimizasyonu
KAZIM TUR
Doktora
İngilizce
1996
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPAY ANKARA
- Doğal çatklaklı rezervarlara ait kuyu testi verilerinin doğrusal olmayan regrasyon yöntemleri ile analizi
Başlık çevirisi yok
KUBİLAY MENEKŞE
- 7075 alüminyum alaşımında basamaklı yaşlandırma ile özelliklerini kontrol imkanları
Possibilities of controlling the properties of 7075 aluminium alloy with step aging process
EMİR ERDAL YÜKSEL
- Experimental combustion analysis of diesel engine
Dizel içten yanmalı motorlarda yanmanın deneysel incelenmesi
TOLGAHAN KAYA
Doktora
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN AKIN KUTLAR
DR. ÖZGÜR OĞUZ TAŞKIRAN
