Bemessung von Tunnelbauwerken in bindigem Boden - Erfahrung mit unterschiedlichen Stoffgesetzen

Der Beitrag stellt zweidimensionale Finite-Element-Berechnungen der Spritzbetonaussenschale eines doppelroehrigen Tunnels vor, dessen zwei Roehren nacheinander in bindigem Boden aufgefahren wurden. Bei der Modellierung wurde der Ablauf des Vortriebs durch Teilausbruch der Kalotte mit geschlossener Kalottensohle, nachgezogener Strosse und anschliessendem Einbau der Sohle beruecksichtigt. Die Einfluesse von drainiertem und undrainiertem Verhalten des Bodens sowie der Wahl der Stoffgesetze auf die Berechnungsergebnisse wurden untersucht. Die Berechnungsergebnisse zeigen eine ungleiche Beanspruchung der beiden Tunnelroehren. In Abhaengigkeit davon, ob eine Analyse fuer drainierte oder undrainierte Verhaeltnisse erfolgt, beziehungsweise welches Stoffgesetz verwendet wird, ergeben sich fuer die zuerst aufgefahrene Tunnelroehre etwa zwei- bis achtfach hoehere erforderliche Bewehrungsmengen. Dies ist im wesentlichen darauf zurueckzufuehren, dass die zuerst aufgefahrene Roehre durch den Bau der zweiten Roehre Belastungsumlagerungen erfaehrt. Die ungleiche Belastung der Aussenschale wird in hohem Masse von den Steifigkeitsverhaeltnissen zwischen Baugrund und Tunnelschale bestimmt. Bei den Berechnungen wurden als Stoffgesetze sowohl das linear-elastisch/plastische Mohr-Coulomb-Modell (MC-Modell) als auch das nichtlineare Hardening-Soil-Modell (HS-Modell), welches zusaetzlich das nichtlineare Spannungs-Dehnungsverhalten von Boeden beruecksichtigt, verwendet. Bei den FE-Berechnungen mit dem MC-Modell ergibt sich ein ueberwiegend elastischer Zustand mit einer Ueberschaetzung der Baugrundsteifigkeit, was zu einer Unterschaetzung der erforderlichen Bewehrungsmenge fuehren kann. Beim HS-Modell wird die Plastizitaet bereits vor Erreichen des MC-Bruchkriteriums voll beruecksichtigt, wodurch im Vergleich zum MC-Modell eine weitaus geringere Baugrundsteifigkeit und ein hoeherer Bewehrungsgehalt ermittelt werden. Die Ergebnisse der vergleichenden Untersuchungen fuer drainierte und undrainierte Bedingungen zeigen, dass man bei Verwendung des HS-Modells plausible Ergebnisse erhaelt, waehrend bei Verwendung des MC-Modells bodenmechanisch nicht nachvollziehbare Effekte auftreten.

• Availability:
  • Find a library where document is available. Order URL: http://worldcat.org/issn/18660134
• Authors:
  • Möller, Sven C
  • Krajewski, Wolfgang
  • Wawrzyniak, Christian
• Publication Date: 2010

Language

• German

Media Info

• Pagination: 70-9
• Serial:
  • FELSBAUMAGAZIN
  • Issue Number: 1
  • Publisher: VGE VERLAG GMBH
  • ISSN: 1866-0134

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Calculation; Cohesive soils; Design; Finite element method; Mathematical models; Modulus of elasticity; Shells (Structural forms); Soil mechanics; Tunnel lining; Tunnels
• ITRD Terms: 9011: Bemessung; 6464: Berechnung; 4157: Bindiger Boden; 5755: Bodenmechanik; 6490: Methode der finiten Elemente; 6473: Rechenmodell; 3333: Schale (Flächentragwerk); 5919: Steifezahl (Boden); 3374: Tunnel; 3385: Tunnelauskleidung
• Subject Areas: Design; I25: Design of Tunnels; I42: Soil Mechanics;

Filing Info

• Accession Number: 01175895
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Oct 6 2010 3:19PM