Long-Term Behavior of Support Elements in NATM Tunnels

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitDissertation

Abstract

Das Langzeitverhalten der Stützelemente in NÖT Tunnels wurde mittels Finite-Elemente- Methode auf Basis von neuen Erkenntnissen aus Laborversuchen, die an 30 Jahre alten Proben aus verschiedenen Tunnels in Österreich entnommen wurden, untersucht. Die Verwitterung des Spritzbetons unter dem Einuss von verschiedenen physikalischen, chemischen, mechanischen und biologischen Prozessen sowie die Gebirgsspannungen wurden simuliert; dies geschah durch die Reduktion des E-Moduls, der Kohäsion und des Reibungswinkels. Die Verwitterung von Spritzbeton kann zu einer Destabilisierung des Tunnelbauwerkes beitragen, was zu erhöhten Wartungskosten und einer geringeren Lebensdauer führt. Gleichzeitig kann daraus ein potentielles Sicherheitsrisiko resultieren. Das dreidimensionale Finite-Elemente-Modell mit zweischaligem Ausbau, bestehend aus dem primärem Spritzbeton und der Ortbeton-Innenschale wurde mit ABAQUS untersucht. Der Tunnelvortrieb wurde in Kalotte, Strosse und Sohle unterteilt. Der Schwerpunkt lag auf der Vorhersage der Verformungen und Spannungen insbesonders in der Innenschale. Gerechnet wurde mit dem Mohr-Coulomb'schen Materialgesetz. Die Materialparameter, die in der Analyse verwendet wurden, stammen aus 30 Jahre altem Spritzbeton, Beton, Ankern und Dichtungsbahnen aus verschiedenen österreichischen Tunneln. Die Versuche wurden in den Labors der Montan-Universität, betreffend die Innenschale auch in den Labors der Technischen Universität Graz, durchgeführt. Mit Hilfe einer Parameterstudie wurden verschiedene Prozesse der Verwitterung simuliert. Mit der Verwitterung der Aussenschale konnte eine progressive Zunahme von Spannungen in der Innenschale und Spannungsänderungen im umgebenden Erdreich beobachtet werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen brachten wichtige Informationen für die Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen Innenschale, Spritzbetonschale und umgebendem Gebirge sowie die Dimensionierung der Innenschale.

Details

Titel in ÜbersetzungLangzeitverhalten von Stützelementen in NATM Tunnels
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Jodl, Hans Georg, Beurteiler B (extern), Externe Person
  • Galler, Robert, Beurteiler A (intern)
StatusVeröffentlicht - 2012