Logo Ernst und Sohn

Preview

Author(s):     
 
Nagel, F.; Stascheit, J.; Meschke, G.
 
Title:     
 

 
Abstract:     
 
A numerical simulation model for the analysis of shield-supported tunnelling processes based on the finite element method is presented. The process-oriented computational representation of the tunnel drive enables forecasts of the effects of different tunnelling process parameters, like support and grouting pressures or the advance rate, on ground deformations and stresses, groundwater conditions or the loading of the shield machine and segment lining. This requires, in addition to the realistic numerical modelling of the sequential tunnelling process, the supporting measures and the surrounding ground, to employ adequate numerical models to describe the intricate interactions between the ground and the tunnelling process resulting from the face support, the contact between shield skin and ground, the shield tail grouting, the steering of the machine and the lining. These process-oriented interactions determine the structural behaviour above and behind the machine to a considerable degree. Selected numerical applications demonstrate the capabilities of the simulation model described here for the analysis of interaction mechanisms in mechanical tunnelling.
Der vorliegende Beitrag präsentiert ein auf der Methode der Finiten Elemente basierendes Simulationsmodell zur Analyse schildgestützter Tunnelvortriebsprozesse. Die prozessorientierte Abbildung des Tunnelvortriebs ermöglicht Prognosen der Auswirkungen unterschiedlicher Vortriebsparameter, wie Stütz- und Verpressdrücke oder der Vortriebsgeschwindgkeit, 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.
 
Source:     Geomechanics and Tunnelling 3 (2010), No. 3
 
Page/s:     268-282
 
Language of Publication:     English/German



I would like to buy the article

You can download this article for 25 € as a PDF file (2.46 MB).
The PDF file can be read, printed and saved.
Duplication and forwarding to third parties is not allowed.


Please enter your email address now to start the order process.
The link for the download will be sent to the email address stated after the
order process has been completed.

Your email address


I am an online subscriber

As an online subscriber of the journal "Geomechanics and Tunnelling" you can access this article via Wiley Online Library.

I would like to order "Geomechanics and Tunnelling"

This article has been published in the journal "Geomechanics and Tunnelling". If you would like to learn more about the journal, you can order a free sample copy or find out more information on our website.


Prices include VAT and postage. Prices for 2017/2018.
€ Prices apply to Germany only. Subject to alterations, errors excepted.