Numerische Simulation des Tunnelvortriebes mit Randelementen

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

Ziel dieses Projekts ist es, ein Rechenprogramm zu entwickeln, welches Spannungen und Verformungen, die im Zuge des Tunnelvortriebes entstehen, berechnet. Besonderes Augenmerk wird auf die neue österreichische Tunnelbaumethode (NÖT) gelegt, die durch Sprengvortrieb charakterisiert ist und bei der v.a. Spritzbeton und Felsanker als Stützmittel verwendet werden. Die Software basiert auf der Methode der Randelemente (BEM). Die BEM hat den Vorteil gegenüber der Finiten Elemente Methode (FEM), dass der infinite Raum nicht durch eine "Box" mit willkürlich aufgebrachten Randbedingungen angenähert werden muss, und dass die Anzahl der verwendeten Elemente um eine Größenordnung geringer ist. Randelementnetze sind auch einfacher zu generieren und die Lösung erfolgt schneller. Die neuartige Methode, die das Programm sehr benutzerfreundlich macht, ist die adaptive Generierung von internen Zellen, die für die Auswertung der Volumsintegrale in einer visko-plastischen Berechnung mit der BEM notwendig ist. Zusätzlich werden numerische Methoden implementiert, die es erlauben, den Tunnelaushub und den Einbau von Stützmitteln wie sie bei der NÖT vorkommen zu simulieren. Es wird erwartet, dass das entwickelte Rechenprogramm den Aufwand für die dreidimensionale Berechnung des Tunnelvortiebes drastisch reduziert. Als Konsequenz werden Zivilingenieurbüros solche Berechnungen routinemässig durchführen können. Dies sollte die Sicherheit von Tunnels erhöhen.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/01/0131/01/04

Publikationen

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A new concept for the numerical simulation of tunnel excavation

Noronha, M., Dünser, C. & Beer, G., 2003, Proceedings of the International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences. ., S. 55-61

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Numerical simulation of geotechnical problems using the boundary element method – recent advances

Beer, G., Dünser, C. & Noronha, M., 2003, Applications of Computational Mechanics in Geotechnical Engineering / Proceedings of the 4th International Workshop. ., S. 3-10

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