FE-Modellierung des Ausbruchs und Betriebs einer Schildvortriebmaschine / FE modelling of excavation and operation of a shield tunnelling machine

Eine Schildvortriebsmaschine wird durch Vorschubzylinder am Maschinenende vorangetrieben, waehrend der Schneidkopf an der Vorderseite der Maschine den Boden abbaut. In dieser Studie werden der Vortrieb und der Bodenabbau beim Betrieb einer Schildmaschine mittels der Methode der Finiten Elemente modelliert, um den Einfluss dieser Vorgaenge auf die Reaktion des Baugrunds zu untersuchen. Hierzu wird ein Ausbruchelement eingefuehrt, das den gestoerten Boden vor der Maschine modelliert. Dabei wird das FE-Netz fuer jeden Zeitschritt angepasst. Die vorgestellte Modellierungstechnik fuer den Schildvortrieb wird eingesetzt, um einen tiefen Schildvortrieb und den Einsatz einer Dreikopf-Schildmaschine zu simulieren. Die numerischen Ergebnisse werden mit den Resultaten der Vor-Ort-Messung verglichen. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: A shield tunnelling machine is driven forward by applying mechanical jack forces behind the shield machine tail while excavating the soil in front of the shield machine with its cutting face. In this study, the advance and excavation processes of the shield tunnelling operation are modelled using the finite element method in order to investigate the effect of these construction processes on the ground response. An excavating finite element is introduced, which models the disturbed soil in front of the cutting face. The operation of shield advance and of soil excavation is simulated using the finite element re-meshing technique at each time step of the analysis. The proposed modelling techniques of shield tunnelling construction are applied to simulate a deep and a triple-face shield tunnelling project in Tokyo and the numerical results are compared with the field measurements. (A)

• Availability:
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• Authors:
  • KOMIYA, K
• Publication Date: 2009

Language

• German
• English

Media Info

• Pagination: 199-208
• Serial:
  • GEOMECHANICS AND TUNNELLING / GEOMECHANIK UND TUNNELBAU
  • Volume: 2
  • Issue Number: 2
  • Publisher: ERNST & SOHN GMBH
  • ISSN: 1865-7362

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Calculation; Excavation; Finite element method; Mathematical models; Measurement; Shielding (Tunneling); Simulation; Tunnels
• ITRD Terms: 5155: Aushub; 6464: Berechnung; 6136: Messung; 6490: Methode der finiten Elemente; 6473: Rechenmodell; 3394: Schildvortrieb; 9103: Simulation; 3374: Tunnel
• Subject Areas: Bridges and other structures; I54: Construction of Tunnels;

Filing Info

• Accession Number: 01176684
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Oct 6 2010 3:55PM