Spannungsverformungsverhalten des Gebirges beim Vortrieb mit Tunnelbohrmaschinen mit Schild

Schmitt, Jürgen Anton

Zur Analyse des Spannungsverformungsverhaltens des Gebirges bei maschinell aufgefahrenen Tunnelvortrieben mit Tübbingsicherung wurden umfangreiche numerische Studien basierend auf der Finiten Differenzen Methode durchgeführt. Auf der Grundlage der umfangreichen Berechnungsergebnisse der Sensitivitätsstudien, in denen die einzelnen maßgebenden stofflichen und geometrischen Parameter bestimmt und variiert wurden, erfolgte die Entwicklung analytischer Berechnungsansätze basierend auf Regressionsanalysen. Zum einen wurde ein Kriterium definiert, durch das das Risiko der Verklemmung des Schildmantels abgeschätzt bzw. die Größe des erforderlichen planmäßigen Überschnitts bemessen werden kann. Zum anderen wurden Ansätze für die Radialspannungen des Gebirges für den Regelfall, d. h. für den Fall, dass der Überschnittsbereich über die gesamte Schildmantellänge reicht, zur Bemessung der Tübbingsicherung aufgestellt. Die entwickelten Ansätze liegen sowohl für den Fall eines isotropen Materialverhaltens des Gebirges als auch für den Fall eines anisotropen Materialverhaltens des Gebirges bei Berücksichtigung einer Trennflächenschar vor.

For the analysis of the stress-strain behaviour of rock in mechanical tunnel driving with tubbing segment support extensive numerical studies based on the finite difference method were carried out. Based on the extensive calculation results of the sensitivity studies several decisive material and geometrical parameters were determined and the development of analytical design formulations took place based on regression analyses. On the one hand a criterion was defined by which the risk of blocking the shield skin can be estimated and consequently the size of the necessary regular overcut can be calculated. On the other hand design formulations for the radial stresses of the ground for the rule were found, that is, if the overcut range was sufficient over the entire shield skin length, for the design of the tubbing segment support set up. The developed design formulations are presented both for the case of the isotropic material behaviour of the rock and for the case of the anisotropic material behaviour of the rock with consideration of an interface.

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Schmitt, Jürgen Anton: Spannungsverformungsverhalten des Gebirges beim Vortrieb mit Tunnelbohrmaschinen mit Schild. 2009.

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