1.Beurteilende(r)| Name: | Univ.Prof. Dr.Ing. Wei Wu |
| Herkunftsbetrieb: | |
| Arbeit |
| Typ der Arbeit: | Dissertation |
| Sprache der Arbeit: | Englisch |
| Titel der Arbeit in Originalsprache: | An updated hypoplastic model, its implementation and ist application in tunnelling |
| Titel der Arbeit in deutsch: | Ein neues Hypoplastisches Stoffgesetz, seine Implementation und Anwendung auf Tunnelbau |
| Titel der Arbeit in englisch: | An updated hypoplastic model, its implementation and its application in tunnelling |
| Publikationsmonat: | 07.2009 |
| Seitenanzahl: | 85 |
| Volltext |
| Volltext der Arbeit: | Volltext der Arbeit im PDF-Format laden |
| Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur |
| AC-Nummer: | AC07451962 |
| Abstract |
| Abstract in Deutsch: | Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines hypoplastischen Stoffgesetzes für Böden, die numerische Implementation in FLAC3D und die Anwendung auf seicht liegende Tunnel. Zunächst wurde das neue Stoffgesetz und das Kalibrierungsverfahren für die Modellparameter vorgestellt. Das neue Stoffgesetz wurde in FLAC3D implementiert. Das Stoffgsetz wurde durch die numerische Simulation von Elementversuchen, z.B. isotroper Kompressionsversuch, Triaxialversuch, Biaxialversuch und einfacher Scherversuch verifiziert. Darüberhinaus wurde der Ausbruch eines Hohlraums mit Kreisquerschnitt simuliert. Unser Hauptaugenmerk galt dem Setzungsverhalten. Der Einfluss der Modellparameter auf die Oberflächensetzungen wurde durch Parameterstudien untersucht. Ferner wurde unser Stoffgesetz anhand eines Beispiels aus FLAC3D-Handbuch verifiziert. Es handelt sich um Ausbruch und Sicherung eines seichten Tunnels mit vorauseilender Sicherung. Die numerischen Ergebnisse wurden mit denen des Mohr-Coulomb-Modells verglichen. Zum Schluß wurde Ausbruch und Sicherung des Lainzer Tunnels in Wien untersucht. Der Lainzer Tunnel wird zur Zeit nach der Neuen Österreichischen Tunnellbau Methode (NATM) gebaut. Außer den herkömmlichen Sicherungsmitteln wurden lange horizontale Glasfaseranker zur Sicherung der Ortsbrust und zur Minimierung der Setzung angesetzt. Der aufwendige Ulmenstollenvortrieb wurde durch umfangreiche 3D-Berechnungen realistisch simuliert. Der Einfluss der Horizontalanker auf die Oberflächen Setzungen wurde untersucht und mit den aus der Baustelle erhaltenen Messdaten verglichen. |
| Abstract in Englisch: | A new version of hypoplastic constitutive model is presented based on a specific constitutive equation by Wu and Bauer (1994). The failure surface and flow rule of the updated model is discussed and the calibration procedure of parameters is provided. The updated hypoplastic constitutive equation is implemented in the finite difference program FLAC3D. The implementation of hypoplastic constitutive model is verified by simulating some element tests e.g. isotropic test, triaxial test, biaxial test and simple shear test. Moreover, the excavation of a shallow tunnel with circular cross section in investigated. The influence of some model parameters on the surface settlement is studied. Then, the model performance is verified against a benchmark problem of a shallow tunnel from FLAC3D handbook. The numerical results are compared with those with the Mohr-Coulomb model. The longitudinal settlement agrees well with those of Mohr-Coulomb model, while the transverse settlement troughs predicted by hypoplastic model are wider than those predicted by the Mohr-Coulomb model. Finally, the hypoplastic model is used for the numerical analyses of the Lainzer tunnel in Vienna, which is being currently constructed according the New Austrian Tunneling Method (NATM). Besides the conventional support measures, advancing face support by horizontal glass fibre anchors is used. The influence of anchors on surface settlement is studied. The numerical results using the hypoplastic model are compared with the instrumentation data from site. |
| Schlagworte |
| Schlagwörter Deutsch: | Hypoplastische Stoffgesetz, Numerische Berehnung, Tunnelbau, FLAC3D, finite Differenzen |
| Schlagwörter Englisch: | Hypoplastic model, numerical analysis, tunnel, FLAC3D, finite difference |
| Sonstiges |
| Signatur: | D-16535 |
| Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H87300 Institut für Geotechnik (IGT) |
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