Krachtswerking in de wand van een geboorde tunnel

Krachtswerking in de wand van een geboorde tunnel

Ruitenberg, J.

Van Tol, A.F. (mentor)
Vrouwenvelder, A.C.W.M. (mentor)
Bakker, K.J. (mentor)
Vrijling, J.K. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Hydraulic Engineering

1997-01-01

In dit afstudeerverslag wordt verslag gedaan van de krachtswerking in een tunnelwand. Er zijn twee situaties vergeleken. Een tunnel die gesitueerd is in zandige grond en dezelfde doorsnede maar dan in klei. In beide situaties bevindt zich grondwater boven de tunnel. Doel was om te kijken naar verschillen en deze te kwantificeren. Daarnaast zijn voor een doorsnede van de Botlekspoortunnel berekeningen gemaakt. Er zijn verschillende modellen beschikbaar om snedekrachten en spanningen in de wand te berekenen. - Bouma-model: een klassiek model voor ringvormige constructies. Het model gaat uit dat de wand oneindig stijf is. Interactie tussen grond en wand wordt in dit model niet meegenomen. Bouma-model met correctiefactoren: Uitgangspunt is het vorige model echter middels correctiefactoren wordt het effect van interactie tussen grond en wand in rekening gebracht. Continu veren-model: Rondom de tunnelwand worden veren gemodelleerd die verbonden zijn met een fictief medium. Dit model neemt interactie mee. Eindige Elementen Model (PLAXIS): Rondom de tunnel zijn wederom veertjes verbonden die nu vast zitten aan de rondom de tunnel gegenereerde elementen die de grond representeren. Interactie wordt meegenomen daarnaast neemt dit model impliciet boogwerking boven de tunnel mee. Het eindige elementen model geeft voor alle berekende situaties de laagste momenten. Voor de normaalkracht kan dit niet gezegd worden. In vergelijking met 4 metingen in Duitsland van tunneldoorsneden gelegen in droge zandgrond, Iijkt het dat de waarden zoals berekend met PLAXIS voor het moment kleiner zijn dan de gemeten waarden. De verplaatsingen volgend uit het eindige elementen model zijn iets groter dan volgend uit het continu veren-model. Wat betreft verschiIlen tussen doorsneden die liggen in zand of klei kan het volgende worden gezegd. De relatieve verplaatsingen van de wand zijn in beide gevallen ca. 7 mm. De interactie die optreedt tussen grond en constructie resulteert in kleinere momenten in de tunnelwand. Voor het Bouma-model met correctiefactoren / Continu veren-model reduceert in zand het moment met een factor 2, in klei bedraagt die reductie maar 10% ten opzichte van het Bouma-model. De wijze waarop de tunnel deformeert is ook anders. Relatief willen ze allebei horizontaal ovaliseren. Wordt de deformatie inclusief opdrijven beschouwd dan blijkt dat de 'schouders' van de tunnelwand in zand een relatief grote horizontale verplaatsing ondergaan. Het blijkt indien voegen als scharnieren worden gemodelleerd dit in de segmenten zelf grotere momenten geeft dan als de tunnel wordt gemodelleerd als een homogene ring zonder voegen. Een lagere E-modulus van grond resulteert in grotere momenten in de wand. Een hogere KOwaarde geeft lagere momenten.

tunneling
bored tunnel

http://resolver.tudelft.nl/uuid:7a413ab8-2f68-4db4-83a5-cfb803a2a214

Student theses

master thesis

(c) 1997 Ruitenberg, J.