Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov slovenije
ovitek_maj_2009.jpg

Objavljeno v: Gradbeni vestnik - december 2014

Avtorji

mag. Marko Venta, univ. dipl. inž. rud. in geoteh.
prof. dr. Jakob Likar, univ. dipl. inž. rud. in geoteh.
asist. Tina Marolt, univ. dipl. inž. rud. in geoteh.

GEOMEHANSKE NUMERIČNE ANALIZE VPLIVOV GRADNJE PREDOROV NA POVRŠINO

UDK: 519.6:624.19

 

Povzetek l Z razvojem informatike so bile možnosti izvedbe poglobljenih geomehanskih
analiz z uporabo numeričnih metod veliko večje, tako da je tovrstna programska
oprema postala nepogrešljivo orodje pri načrtovanju podzemnih objektov v različnih
hribinskih okoljih. V praksi se pri uporabi numeričnih analiz pogosto srečujemo s problematiko
vhodnih parametrov in robnih pogojev. Premalo natančno vedenje o njihovem
vplivu na rezultate izračunov lahko privede do napačne interpretacije in posledično do
nestrokovnih zaključkov pri projektiranju podzemnih objektov. Raziskave vpliva vhodnih
parametrov na rezultate izračunov deformacij na površini in obremenitev v oblogi
podzemnega objekta so bile opravljene v obliki parametričnih numeričnih analiz 2D in
3D z uporabo programskih paketov Midas GTS 2013 in Midas GTS NX. Analizirani so
bili vplivi robnih pogojev, gostote mrež in primarnega napetostnega stanja na računsko
določene pomike in napetosti v sistemu hribina–podporje. Postopki modeliranja 2D
in 3D z uporabo različnih elastoplastičnih konstitutivnih modelov so bili preverjeni na
dveh praktičnih primerih gradnje predorov v različnih geotehničnih razmerah. Narejena
je bila primerjava med rezultati izračunov analiz 2D in 3D z uporabo Mohr-Coulombovega
in Hardening-Soil konstitutivnega modela plastičnega tečenja. Vrednosti
izračunanih pomikov so bile primerjane z rezultati meritev, ki so bile pridobljene med
gradnjo dveh cestnih predorov.
Ključne besede: cestni predor, numerična analiza, metoda končnih elementov, konstitutivni
model, posedek, deformacija.

 

Povzetek

Z razvojem informatike so bile možnosti izvedbe poglobljenih geomehanskih analiz z uporabo numeričnih metod veliko večje, tako da je tovrstna programska oprema postala nepogrešljivo orodje pri načrtovanju podzemnih objektov v različnih hribinskih okoljih. V praksi se pri uporabi numeričnih analiz pogosto srečujemo s problematiko vhodnih parametrov in robnih pogojev. Premalo natančno vedenje o njihovem vplivu na rezultate izračunov lahko privede do napačne interpretacije in posledično do nestrokovnih zaključkov pri projektiranju podzemnih objektov. Raziskave vpliva vhodnih parametrov na rezultate izračunov deformacij na površini in obremenitev v oblogi podzemnega objekta so bile opravljene v obliki parametričnih numeričnih analiz 2D in 3D z uporabo programskih paketov Midas GTS 2013 in Midas GTS NX. Analizirani so bili vplivi robnih pogojev, gostote mrež in primarnega napetostnega stanja na računsko določene pomike in napetosti v sistemu hribina–podporje. Postopki modeliranja 2D in 3D z uporabo različnih elastoplastičnih konstitutivnih modelov so bili preverjeni na dveh praktičnih primerih gradnje predorov v različnih geotehničnih razmerah. Narejena je bila primerjava med rezultati izračunov analiz 2D in 3D z uporabo Mohr-Coulombovega in Hardening-Soil konstitutivnega modela plastičnega tečenja. Vrednosti izračunanih pomikov so bile primerjane z rezultati meritev, ki so bile pridobljene med gradnjo dveh cestnih predorov.

Ključne besede: cestni predor, numerična analiza, metoda končnih elementov, konstitutivni model, posedek, deformacija.

Brezplačen elektronski izvod revije:
Celoten članek si preberite v elektronski različici revije Gradbeni vestnik v PDF obliki.

GEOMECHANICAL NUMERICAL ANALYSES OF TUNNEL CONSTRUCTION INFLUENCES ON THE GROUND SURFACES

 

Povzetek l Z razvojem informatike so bile možnosti izvedbe poglobljenih geomehanskih
analiz z uporabo numeričnih metod veliko večje, tako da je tovrstna programska
oprema postala nepogrešljivo orodje pri načrtovanju podzemnih objektov v različnih
hribinskih okoljih. V praksi se pri uporabi numeričnih analiz pogosto srečujemo s problematiko
vhodnih parametrov in robnih pogojev. Premalo natančno vedenje o njihovem
vplivu na rezultate izračunov lahko privede do napačne interpretacije in posledično do
nestrokovnih zaključkov pri projektiranju podzemnih objektov. Raziskave vpliva vhodnih
parametrov na rezultate izračunov deformacij na površini in obremenitev v oblogi
podzemnega objekta so bile opravljene v obliki parametričnih numeričnih analiz 2D in
3D z uporabo programskih paketov Midas GTS 2013 in Midas GTS NX. Analizirani so
bili vplivi robnih pogojev, gostote mrež in primarnega napetostnega stanja na računsko
določene pomike in napetosti v sistemu hribina–podporje. Postopki modeliranja 2D
in 3D z uporabo različnih elastoplastičnih konstitutivnih modelov so bili preverjeni na
dveh praktičnih primerih gradnje predorov v različnih geotehničnih razmerah. Narejena
je bila primerjava med rezultati izračunov analiz 2D in 3D z uporabo Mohr-Coulombovega
in Hardening-Soil konstitutivnega modela plastičnega tečenja. Vrednosti
izračunanih pomikov so bile primerjane z rezultati meritev, ki so bile pridobljene med
gradnjo dveh cestnih predorov.
Ključne besede: cestni predor, numerična analiza, metoda končnih elementov, konstitutivni
model, posedek, deformacija.

Summary

With the development of information technology, the possibilities of a detailed geomechanical analysis with the application of numerical methods have become an indispensable design tool for underground structures in different ground. Using numerical analyses, we often come across with input parameters problems and boundary conditions. Too little awareness of the influence on analysis results of the latter can easily lead us to an incorrect interpretation of the performed analyses and consequently inappropriate input parameters for underground structure design. With the purpose to research the influences of input parameters on ground deformation and structural forces in lining results, several 2D and 3D parametric analyses have been performed. The influence of boundary conditions, mesh density and initial stress on calculated movements and stresses in ground-support system has been researched. 2D and 3D modelling procedures with different elasto-plastic constitutive models have been verified on the case study of two tunnels, which were constructed in different geotechnical conditions. A comparison has been made between the results of 2D and 3D analyses by using the Mohr Coulomb and Hardening Soil models. The calculated deformation values have been compared with the measurements that were carried out during the construction of two road tunnels.

Key words: numerical analysis, finite element method, constitutive model, surface settlement, deformation.

Karlovška 3
1000 Ljubljana, SLOVENIJA

Phone: +386 1 52-40-200
Fax: +386 1 52-40-199
email: gradb.zveza@siol.net,
gradbeni.vestnik@siol.net
http://www.zveza-dgits.si