چکیده

زمينه و هدف: امروزه ماشین های حفر تونل (TBM) به طور گسترده در در پروژه های عمرانی و حفر تونل های شهری استفاده می شوند. این ماشین ها بر اساس نوع سیستم نگهداری سینه کار، سیستم های حمل مواد حفر شده و حالت های کاری به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند. یکی از پر استفاده ترین TBMها در زمین های نرم، TBMهای نوع تعادل فشار زمین (EPB) می باشد. به دلیل افزایش قیمت و هزینه های بالای حفاری، ارزیابی عملکرد این ماشین ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از مهمترین فاکتورهای مهم در ارزیابی عملکرد ماشین های حفاری EPB، نرخ نفوذ می باشد. در این تحقیق هدف اصلی استفاده از آنالیز رگرسیون و الگوریتم حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان (LS-SVM) به منظور پیش بینی نرخ نفوذ با استفاده از پارامترهای دستگاه حفار می باشد. روش بررسي: به منظور توسعه مدل جهت پیش بینی نرخ نفوذ، پایگاه داده ای شامل 2746 مورد داده حفاری (4200 متر حفاری) از پروژه خط یک متروی قم که به صورت مکانیزه با استفاده از ماشین حفار EPB S525 حفرشده، مورد استفاده قرار گرفته است. این پایگاه داده شامل 6 پارامتر ورودی شامل سرعت چرخش کله حفار، گشتاور کله حفار، نیروی جک های پیشران، فشار سینه کار، سرعت چرخش حامل مارپیچی و گشتاور حامل مارپیچی می باشد که نرخ نفوذ هم به عنوان پارامتر خروجی در نظر گرفته می شود. لازم به ذکر است، 85 درصد داده ها به عنوان مجموعه داده های آموزش به منظور ساخت و توسعه مدل می-باشند و مابقی داده ها به عنوان مجموعه داده های آزمون برای ارزیابی کارآیی و دقت مدل در نظر گرفته شدند. يافته‌ها: ارزیابی نتایج نشان دادند (دقت پیش بینی) که مدل توسعه یافته بر اساس الگوریتم LS-SVM نسبت به روش آنالیز رگرسیون از دقت بالاتری برخوردار می باشد. به منظور ارزیابی بهتر عملکرد و دقت مدل LS-SVM شاخص های آماری شامل ضریب تعیین (R2)، خطای جذر میانگین مربعات نرمال شده (NRMSE) و واریانس خطا (VAF) برای مدل توسعه یافته، محاسبه شدند که این مقادیر به ترتیب برابر با 82/0، 07/0 و 23/82 می باشند. سپس با بررسی و مقایسه شاخص های ذکر شده مشخص گردید که مدل LS-SVM توسعه یافته، مدل قابل اعتمادی به منظور تخمین نرخ پیشروی ماشین حفار EPB می باشد که قادر است با دقت قابل قبولی مورد استفاده قرار گیرد. نتيجه‌گيري کلي: مقایسه بین شاخص های آماری و مقایسه بین مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده نرخ نفوذ نشان می-دهند که مدل توسعه یافته (LS-SVM) در این تحقیق، می تواند ابزاری مفید در پروژه های حفاری مکانیزه مورد استفاده قرار گیرد. همچنین با توجه به اینکه این مدل بر اساس پایگاه داده واقعی توسعه یافته، قابلیت پیش بینی نرخ نفوذ قبل از فرآیند حفاری را دارد و می تواند تخمین اولیه از میزان پیشروی دستگاه با توجه به تغییرات پارامترهای دستگاه در اختیار بخش حفاری مکانیزه قرار دهد.

کليدواژه ها

حفاری مکانیزه، نرخ نفوذ، حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان، ماشین حفار EPB

کد مقاله / لینک ثابت به این مقاله

برای لینک دهی به این مقاله، می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است :

نحوه استناد به مقاله

در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:
وحید امیرکیایی , 1399 , توسعه مدلی به منظور تخمین نرخ نفوذ (PR) ماشین حفار EPB: مطالعه موردی متروی قم , دومین کنفرانس ملی مدلسازی در مهندسی معدن و علوم وابسته