Modelowanie numeryczne górotworu w rejonie drążonego tunelu – analiza przypadków

• Autorzy: Dudek M.

Warianty tytułu

EN

The numerical modeling of rock mass in the tunnel excavation region - case analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prognozowanie przemieszczeń górotworu jest bardzo ważnym elementem podczas projektowania tuneli zlokalizowanych w obszarach miejskich. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń komputerowych zachowania się górotworu w rejonie drążonego tunelu. Przeanalizowano zmianę stanu naprężenia i przemieszczenia powstałą w wyniku eksploatacji obiektu. Do obliczeń wykorzystano komercyjny program ABAQUS wykorzystujący Metodę Elementów Skończonych. Analizę przypadków przeprowadzono stosując model sprężysto-plastyczny Coulomba Mohra oraz model transwersalnie izotropowy. Na podstawie uzyskanych wyników sporządzono wykresy osiadania powierzchni terenu oraz przeanalizowano stan naprężenia i przemieszczenia w górotworze w rejonie wykonanych tuneli.

EN

Prediction of the deformations of the rock masses is very important element while designing tunnels located in urban areas. The paper presents the results of computer calculations of rock mass behavior in the hollow tunnel region. The change of state of stress and displacement occurred as a result of the excavation has been analyzed. The commercial ABAQUS program which uses the Finite Element Method was used for the calculations. Cases analysis was performed using the Coulomb-Mohr hypothesis and the transverse isotropy model. Based on results obtained, the charts of surface subsidence have been prepared and a state of stress and displacement in rock mass in the tunnel area has been analyzed.

Słowa kluczowe

PL

tunel; osiadanie powierzchni terenu; metoda elementów skończonych; modelowanie 2D; stan naprężenia

EN

tunnel; ground surface settlement; finite-element method; 2D modelling; stress-strain state

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 19, nr 2
• Strony: 51--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dudek M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Carter, J., Yang, C., 2016: A rate-dependent creep model for anisotropic soft soils. Proceedings of the 17th Nordic Geotechnical Meeting Challenges in Nordic Geotechnics, p. 643-650.
• Clausen, J., Damakilde, L., 2006: A simple and efficient FEM-implementation of the Modified Mohr-Coulomb criterion.
• Dasari, G., Rawlings, C., Bolton, M., 1996: Numerical modelling of a NAMT tunnel construction in London Clay. Proc. Int. Symp. on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. Rotterdam, p. 491-496.
• Desai, Ch., 2012: Application of Finite Element and Constitutive Models.
• Dong, Y., Burd, H., & Houlsby, G. (2015). Finite-element analysis of a deep excavation case history. Geotechnique.
• Karakus, M., Ozsan, O., Basarir, H., 2007: Finite element analysis for the twin metro tunnel constructed in Ankara Clay.
• Turkey Galli, G., Grimaldi, A., Leonardi, A., 2004: Three-dimensional modelling of tunnel excavation and lining. Computers and Geotechnics 31(3), p. 171-183.
• Knothe S., 1952: Wpływ budowy i eksploatacji tunelu na powierzchnię. Przegląd Geodezyjny. Wydawnictwo NOT, nr 9, s. 266-270.
• Loganathan N., Poulos H.G., 1998: Analytical prediction for tunneling – inducted ground movements in clays. J.Geotech. Geoenviron. Eng. ASCE. 124(9), p. 846-56.
• Mair R.J., Taylor R.N., Burland J.B., 1993: Subsurface settlement profile above tunnels in clays. Geotechnique 43(2), p. 315-320.
• Maraš-Dragojević, S., 2012: Analysis of ground settlement caused by tunnel construction. Gradjevinar 64, p. 573-581.
• Mroueh, H., Shahrour, I., 2003: A full 3-D finite element analysis of tunneling adjacent structures interaction. Computers and Geotechnics 30(3), p. 245-253.
• Masin, D., Herle, I., 2005: Numerical analyses of a tunnel in London clay using different constitutive models. Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. Proceedings of the 5th International Conference of TC28 of the ISSMGE Amsterdam June 15-17, 2005.
• Oka, F., Yashima, A., Sawada., Adachi, T., 1997: Effects of viscoplastic strain gradient on strain localization analisys. Deformation and Progressive Failure in Geomechanics, p. 27-30.
• Sagaseta C., 1987: Analysis of undrained soil deformation due to ground loss. Geotechnique 37 (3), p. 301-320.
• Svoboda, T., Masın, D., 2010: 3D simulations of a NATM tunnel in stiff clays with soil parameters optimised using monitoring data from exploratory adit. 4th International Conference Engineering Geophysics. United Arab Emirates.
• Szechy K. 1973: The Art Of Tunnelling. Akademiai Kiado. Budapeszt.
• Verruijt A., Booker J.R., 1996: Surfach settlements due to deformations of a tunnel in an elastic half plane. Geotechnique 46(4), p. 753-756.
• Wu, W., Liu, G., 2014: A Modified Drucker-Prager Criterion for Transversely Isotropic Geomaterials and its Numerical Implementation. Advanced Materials Research, Vol. 850-851, p. 115-119.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).