يكي از چالش‌هاي صنعت تونل سازي انتخاب نوع و ميزان استحكام سيستم نگهداري است كه حدود 30 درصد از كل هزينه‌ها را شامل مي‌شود. پديده قوس فشار باعث مي شود يك ناحيه با تمركز تنش است كه در تراز بالايي فضاي حفاري‌شده ايجادشده كه قادر به تحمل وزن خود است. علاوه بر اين، ناحيه قوس زدگي باعث مي‌شود وزن روباره ترازهاي بالايي به كناره‌هاي فضاي حفاري‌شده منتقل شوند. در نتيجه بار وارد بر سيستم نگهداري تونل كاهش خواهد يافت با در نظر گرفتن اين پديده مي توان هزينه هاي مربوط به اين بخش را بهينه كرد. پديده قوس فشار در اثر تغييرشكل و جابجايي زمين كه باعث تغيير در وضعيت تنش‌هاي برجا مي‌شود، به وجود مي‌آيد. در مطالعات قبلي اجازه تغيير شكل جزئي به مدل داده‌شده است كه ناشي از تغيير شكل سازه نصب‌شده در مدل است. ولي در فرايند حفاري مكانيزه و يا غيره مكانيزه، زمين قبل از نصب سيستم نگهداري به داخل فضاي حفاري‌شده همگرا مي‌شود كه در اثر آن تنش‌هاي برجا تغيير كرده و پديده قوس فشار ايجاد مي‌گردد كه باعث كاهش ميزان بار وارد بر ديواره تونل مي‌گردد. در دستگاه ارائه شده در حين فرايند حفاري مطابق با فرايند حفاري واقعي، به ميزان دلخواه مي توان به زمين اطراف تونل اجازه همگرايي داد كه ميزان اين همگرايي براساس مشخصات دستگاه حفاري قابل تعيين است. درنتيجه با در نظر گرفتن شرايط زمين و شرايط مرزي، فرايند واقعي حفاري و همچنين انجام آزمايش‌ها در يك محيط واقعي با استفاده از دستگاه ساخته‌شده (مدل فيزيكي)، مدل ارائه‌شده نزديك به واقعيت بوده و نتايج قابل‌اعتمادتري ارائه خواهد كرد. لازم به ذكر است كه دستگاه ارائه شده قادر به مدل سازي دوبعدي و سه بعدي حفاري تونل است

در طرح پيشنهادي، باطله ي حاصل از توليد منيزيم به روش احياء سيليكوترمي كه در مقادير بسيار زياد (سالانه 6-8 ميليون تن در دنيا) توليد مي شود و هيچ محل مصرفي نداشته و سبب مشكلات زيست محيطي فراوان در بسياري از كشور هاي توليد كننده ي منيزيم، و هم چنين كشور ما(باطله ي توليد شده در كارخانه منيزيم فردوس) شده است؛ به عنوان بخش غالب تركيب مورد نظر، مورد استفاده قرار گرفته و با افزودن سيليكات سديم به عنوان محلولي رايج در تزريق شيميايي، كه هيچ-گونه خطر زيست محيطي ندارد، تبديل به محصولي مفيد جهت استفاده براي بهسازي زمين در پروژه هاي عمراني و معدني مي شود. اين محصول قابليت انبساط بالا تا حدود دو برابر داشته و مقاومت فشاري مناسبي در مقايسه با مواد مشابه دارد. نياز فراوان به محصولي با اين قابليت به دليل قيمت بسيار بالاي ساير مواد رايج با خواص مشابه، از جمله پلي اورتان ها، توليد اين محصول را از جنبه ي صنعتي و اقتصادي مقرون به صرفه و مبرم مي كند. از جمله مهمترين موارد كاربرد محصول مورد نظر مي توان به استفاده از آن جهت انجام تزريق تراكمي در پروژه هاي تونلسازي خطوط مترو، تونلهاي راه و راه‌آهن، كنترل نشست و جبران آن، پر كردن فضاهاي خالي در پي سدها و اطراف تونل ها اشاره كرد.