A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Process-oriented numerical simulation of shield-supported tunnelling in soft soils
Im Beitrag wird ein im Rahmen des EU-Forschungsprojekts TUNCONSTRUCT auf der Methode der Finiten Elemente entwickeltes numerisches Simulationsmodell (ekate - enhanced kratos for advanced tunneling engineering) zur ganzheitlichen und prozessorientierten Simulation und Analyse schildvorgetriebener Tunnel in teilgesättigten Lockerböden vorgestellt. Die prozessorientierte Abbildung des Tunnelvortriebs ermöglicht Prognosen der Auswirkungen unterschiedlicher Vortriebsparameter, wie z.B. Stütz- und Verpressdrücke oder der Vortriebsgeschwindigkeit, auf die Bodenverformungen und -beanspruchungen, die Grundwasserverhältnisse oder die Belastungen von Schildmaschine und Tübbingausbau. Dies erfordert neben der wirklichkeitsnahen numerischen Abbildung des sequentiellen Vortriebsprozesses, der Prozesskomponenten und des umgebenden Baugrunds adäquate numerische Modelle zur Beschreibung der vielfältigen Boden-Prozess-Interaktionen infolge der Ortsbruststützung, des Kontakts zwischen Schildmantel und Baugrund, der Schildschwanzverpressung, der Maschinensteuerung und des Ausbaus. Diese prozessabhängigen Wechselwirkungen prägen das strukturmechanische Verhalten vor, über und hinter der Tunnelvortriebsmaschine in erheblichem Umfang. Ausgewählte Beispielrechnungen demonstrieren die Möglichkeiten des vorgestellten Simulationsmodells für die Analyse von Interaktionsmechanismen im maschinellen Tunnelvortrieb. Das Simulationsmodell ekate ermöglicht bereits während der Entwurfsphase die Untersuchung unterschiedlicher Entwurfsannahmen und -varianten, die Bemessung des Ausbaus, die Festlegung von Zielkorridoren für Steuerungs- und Prozessparameter (z.B. Stütz- und Verpressdrücken) sowie die Durchführung von Nachweisen hinsichtlich Baugrundstabilität und -verformungen auf Basis prognostizierter Beanspruchungen und Baugrundreaktionen.
Process-oriented numerical simulation of shield-supported tunnelling in soft soils
Im Beitrag wird ein im Rahmen des EU-Forschungsprojekts TUNCONSTRUCT auf der Methode der Finiten Elemente entwickeltes numerisches Simulationsmodell (ekate - enhanced kratos for advanced tunneling engineering) zur ganzheitlichen und prozessorientierten Simulation und Analyse schildvorgetriebener Tunnel in teilgesättigten Lockerböden vorgestellt. Die prozessorientierte Abbildung des Tunnelvortriebs ermöglicht Prognosen der Auswirkungen unterschiedlicher Vortriebsparameter, wie z.B. Stütz- und Verpressdrücke oder der Vortriebsgeschwindigkeit, auf die Bodenverformungen und -beanspruchungen, die Grundwasserverhältnisse oder die Belastungen von Schildmaschine und Tübbingausbau. Dies erfordert neben der wirklichkeitsnahen numerischen Abbildung des sequentiellen Vortriebsprozesses, der Prozesskomponenten und des umgebenden Baugrunds adäquate numerische Modelle zur Beschreibung der vielfältigen Boden-Prozess-Interaktionen infolge der Ortsbruststützung, des Kontakts zwischen Schildmantel und Baugrund, der Schildschwanzverpressung, der Maschinensteuerung und des Ausbaus. Diese prozessabhängigen Wechselwirkungen prägen das strukturmechanische Verhalten vor, über und hinter der Tunnelvortriebsmaschine in erheblichem Umfang. Ausgewählte Beispielrechnungen demonstrieren die Möglichkeiten des vorgestellten Simulationsmodells für die Analyse von Interaktionsmechanismen im maschinellen Tunnelvortrieb. Das Simulationsmodell ekate ermöglicht bereits während der Entwurfsphase die Untersuchung unterschiedlicher Entwurfsannahmen und -varianten, die Bemessung des Ausbaus, die Festlegung von Zielkorridoren für Steuerungs- und Prozessparameter (z.B. Stütz- und Verpressdrücken) sowie die Durchführung von Nachweisen hinsichtlich Baugrundstabilität und -verformungen auf Basis prognostizierter Beanspruchungen und Baugrundreaktionen.
Process-oriented numerical simulation of shield-supported tunnelling in soft soils
Prozessorientierte numerische Simulation schildgestützter Tunnelvortriebe in Lockerböden
Nagel, Felix (author) / Stascheit, Janosch (author) / Meschke, Günther (author)
Geomechanik und Tunnelbau - Geomechanics and Tunnelling ; 3 ; 268-282
2010
15 Seiten, 12 Bilder, 28 Quellen
Article (Journal)
English , German
Parametric studies for shield tunnelling in soft soils
| British Library Conference Proceedings | 2006
A discrete numerical approach for modeling face stability in slurry shield tunnelling in soft soils
| Online Contents | 2011
Numerical simulation of slurry fracturing during shield tunnelling
| British Library Online Contents | 2018
Finite element simulation of shield tunnelling processes in soft ground
| British Library Conference Proceedings | 1996