آخرین نگارش مدل دانشگاه تهران برای پیشبینی عملکرد ماشینهای تونل بری در سنگ

مدل دانشگاه تهران (UT model) به منظور پیشبینی نرخ نفوذ ماشینهای تونل بری (TBM) در سنگ توسعه یافته است. مراحل انجام مطالعه برای توسعه این مدل، شامل پنج مرحله اصلی گردآوری داده های مناسب از تونلهای حفرشده، مرتب سازی داده ها در یک بانک اطلاعاتی جامع، رده بندی زمین شناسی توده سنگها در بانک اطلاعاتی، تجزیه وتحلیل داده ها و توسعه روابط (پیشنهاد مدل) و اعتبارسنجی و ارزیابی صحت آن بوده است. برای توسعه نگارش اول این مدل، در فاصله سالهای ۱۳۸۸ تا ۱۳۹۰، داده های مربوط به حدود ۹ کیلومتر از قطعه اول تونل انتقال آب کرج، ۱۸ کیلومتر از تونل انتقال آب قمرود (قطعات ۳ و (۴، حدود ۵/۳ کیلومتر از قطعه دوم تونل انتقال آب زاگرس و تمامی ۱۰ کیلومتر طول تونل ماناپوری در دسترس بوده و در تحلیلها استفاده شده اند. در مجموع حدود ۲۰۰ مقطع تونل که در آنها داده های کامل زمین شناسی و عملکرد واقعی ماشین وجود داشت در توسعه نگارش اول این مدل مورد استفاده قرار گرفت. از ویژگیهای بارز این مدل، تنوع شرایط زمین شناسی و توجه به نقش شرایط زمین شناسی در توسعه آن بوده است، بهگونهای که در نگارش اول آن تودهسنگهای مورد بررسی قرار گرفته در پروژه های مختلف به چهار گونه سنگ شناختی مختلف تقسیم و برای هر یک جداگانه روابطی تجربی به دست آمد. این گونه های سنگ شناختی شامل (۱ گونه سنگ شناختی ET-I، متشکل از سنگهای آذرآواری و آتشفشانی مقاوم، همسانگرد و درزهدار، (۲ گونه سنگ شناختی ET-II، متشکل از سنگهای رسوبی مقاوم و سخت، با لایهبندی نازک تا متوسط، (۳ گونه سنگ شناختی ET-III، متشکل از سنگهای با درجه دگرگونی ضعیف تا متوسط، متورق، شیستوز و ناهمسانگرد و (۴ گونه سنگ شناختی ET-IV، متشکل از سنگهای سنگ های آذرین نفوذی نیمه مستحکم تا مستحکم، همسانگرد و درزه دار میشوند.یکی دیگر از خصوصیات این مدل سادگی آن است. استفاده از پارامترهای رایج مکانیک سنگ به عنوان داده های ورودی، کاربرد این مدل را بسیار تسهیل می کند. خوشبختانه، در سالهای اخیر استقبال خوبی از این مدل در داخل و خارج از کشور صورت گرفت و بررسیهای محققین مختلف نشان داد که علیرغم سادگی مدل، در اغلب موارد، در صورتی که انطباق خوبی با شرایط زمین شناسی پروژه وجود داشته باشد، نتایج حاصل از آن با واقعیت انطباق خوبی دارد. همچنین، نتایج به کارگیری این مدل در سال های اخیر در پروژه های مختلف نشان داد که اگرچه از نظر شرایط زمین شناسی، روابط پیشنهادی، طیف وسیعی از سنگ ها را در بر میگیرند، هنوز نیاز است برخی شرایط زمین شناسی را که در نگارشهای اولیه کمتر به آنها توجه شده، برای گسترش و تکمیل مدل در نظر گرفت. به همین دلیل برای گسترش دامنه کاربرد مدل، تلاش شد با در نظر گرفتن مکانیسم برش تودهسنگها زیر تیغه های برشی، روابط تجربی مجزایی برای دو گونه سنگ شناختی جدید که در آنها فرایند برش و تشکیل تراشه شرایط عادی ندارد نیز توسعه یابد. این دو گونه سنگ شناختی شامل -۱ سنگهای نرم رسوبی حاوی کانیهای رسی (گونه سنگ شناختی (ET-V و (۲ سنگهای بسیار سخت و مستحکم (گونه سنگ شناختی (ET-VI میشوند که در برخی پروژه های تونل سازی مکانیزه ممکن است طول زیادی از تونل را در بر گیرند. در هر دو گونه سنگ شناختی جدید، فرایند تشکیل تراشه زیر تیغه برشی کامل نیست و از این نظر با سایر تودهسنگها متفاوت هستند.