English
Język Polski
Numeryczne określanie obciążenia modelowej obudowy tunelowej z uwzględnieniem różnych wysokości nadkładu gruntu
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2022.141886Abstrakt
W pracy przedstawiono analizę wyznaczania obciążenia modelowej obudowy tunelowej w niespoistym ośrodku gruntowym przy różnych wysokościach nadkładu gruntu nad konstrukcją. W obu przypadkach przeprowadzono szereg symulacji przy konstrukcji obudowy wiotkiej i sztywnej. Analizy dokonano prowadząc symulacje z wykorzystaniem autorskiego programu opartego na metodzie elementów dyskretnych. Wykorzystano model skalibrowany wcześniej na podstawie badań laboratoryjnych. Określono i porównano obciążenia działające na obudowę, rozkład naprężeń w otaczającym ją ośrodku gruntowym oraz przemieszczenia tego ośrodka w otoczeniu konstrukcji. Uwzględniono działanie ciężaru gruntu oraz obciążenia technologicznego zadawanego z powierzchni. Wartości uzyskiwanych numerycznie obciążeń obudowy porównano z obliczonymi według klasycznej metody Hewetta.Bibliografia
[1] B.H.M. Hewett, S. Johanneson, Schild und Druckluft Tunnelbau. Düsseldorf: Werner Verlag, 1964.
[2] H. Stamatello, Tunele i miejskie budowle podziemne. Warszawa: Arkady, 1970.
[3] S.S. Dawydow, Obliczanie i projektowanie konstrukcji podziemnych. Warszawa: MON, 1954.
[4] PN-G-05020:1997 - Podziemne wyrobiska korytarzowe i komorowe - Obudowa sklepiona - Zasady projektowania i obliczeń statycznych.
[5] E. Świst, Hydrotechniczne i komunikacyjne budowle podziemne. Bielsko-Biała: Wydawnictwo STO, 2006.
[6] J. Bartoszewski, S. Lessaer, Tunele i przejścia podziemne w miastach. Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łaczności, 1971.
[7] R.W. Abbett, American Civil Engineering Practice. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1956.
[8] Ł. Widuliński, J. Kozicki, J. Tejchman, “Numerical Simulations of Triaxial Test with Sand Using DEM”, Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, 2009, vol. 56, no. 3-4, pp. 149-172.
[9] Y. Yan, S. Ji, “Discrete element modeling of direct shear tests for a granular material”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2010, vol. 34, no. 9, pp. 978-990, DOI: 10.1002/nag.848.
[10] P. Szklennik, „Analiza numeryczna interakcji modelowej obudowy tunelowej z gruntem niespoistym”, Biuletyn WAT, 2019, vol. 68, no. 1, pp. 175-195, DOI: 10.5604/01.3001.0013.1479.
[11] P.A. Cundall, O.D.L. Strack, “A discrete numerical model for granular assemblies”, Géotechnique, 1979, vol. 29, no. 1, pp. 47-65, DOI: 10.1680/geot.1979.29.1.47.
[12] F. Bourrier, F. Nicot, F. Darve, “Evolution of the micromechanical properties of impacted granular materials”, Comptes Rendus Mecanique, 2010, vol. 338, no. 10-11, pp. 639-647, DOI: 10.1016/j.crme.2010.09.007.
[13] L. Wu, T. Guan, “Discrete element model for analysis of chamber pressure of earth pressure balance shield machine” in Proceedings of 2010 International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering (MACE), Wuhan. 2010, pp. 671-674, DOI: 10.1109/MACE.2010.5535730.
[14] P. Szklennik, “Numeryczne analizy bezpośredniego ścinania gruntu niespoistego z zastosowaniem metody elementów dyskretnych”, Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 2012, vol. 3, no. 4, pp. 211-216.
[15] Y. Wang, F. Tonon, “Calibration of a discrete element model for intact rock up to its peak strength”, Int. J. Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2010, vol. 34, no. 5, pp. 447-469, DOI: 10.1002/nag.811.
[16] C. Müller, T. Frühwirt, D. Haase, R. Schlegel, H. Konietzky, “Modeling deformation and damage of rock salt using the discrete element method”, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2018, vol. 103, pp. 230-241, DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.01.022.
[17] S. Hentz, L. Daudeville, F.V. Donzé, “Identification and validation of a discrete element model for concrete”, ASCE Journal of Engineering Mechanics, 2004, vol. 130, no. 6, pp. 709-719, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9399(2004)130:6(709).
[18] B. Beckmann, K. Schicktanz, M. Curbach, “Discrete Element simulation of concrete fracture and crack evolution”, Beton und Stahlbetonbau, 2018, vol. 113, pp. 91-95, DOI: 10.1002/best.201800045.
[19] K. Han, D. Peric, A.J.L. Crook, D.R.J. Owen, “A combined finite/discrete element simulation of shot peening processes - Part I: studies on 2D interaction laws”, Engineering Computations, 2000, vol. 17, no. 5, pp. 593-620, DOI: 10.1108/02644400010339798.
[20] E. Oñate, J. Rojek, “Combination of discrete element and finite element methods for dynamic analysis of geomechanics problems”, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2004, vol. 193, no. 27-29, pp. 3087-3128, DOI: 10.1016/j.cma.2003.12.056.
[21] J. Rojek, Modelowanie i symulacja komputerowa złożonych zagadnień mechaniki nieliniowej metodami elementów skończonych i dyskretnych. Warszawa: IPPT PAN, 2007.
[22] M. Lätzel, “From microscopic simulations towards a macroscopic description of granular media”, PhD thesis, University of Stuttgart, Stuttgart, 2003.
[23] C. Miehe, J. Schröder, M. Becker, “Computational homogenization analysis in finite elasticity: Material and structural instabilities on the micro- and macro-scales of periodic composites and their interaction”, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2002, vol. 191, no. 44, pp. 4971-5005, DOI: 10.1016/S0045-7825(02)00391-2.
[24] E. Ramm, G.A. D’Addetta, M. Leukart, “Interrelations between continuum and discontinuum models for geomaterials”, presented at VII International Conference on Computational Plasticity COMPLAS, Barcelona, 2003.
[25] S. Nemat-Nasser, M. Hori, Micromechanics: overall properties of heterogeneous materials. Amsterdam: North Holland, 1993.
[26] R. Christensen, Mechanics of composite materials. New York: John Wiley, 1979.
[27] P. Szklennik, “Identyfikacja parametrów modelu numerycznego obudowy tunelowej w gruncie niespoistym”, Biuletyn WAT, 2018, vol. 67, no. 4, pp. 41-58, DOI: 10.5604/01.3001.0012.8484.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
