Technische Universiteit Delft

Alle promoties, intree- en afscheidsredes worden gehouden in de Aula van de TU Delft, Mekelweg 5, Delft

Promotie

Tunnelboren
12 januari 2001 | 10.30 uur
Hr. A.R. Koelewijn | civiel ingenieur
Promotor | Prof.dr.ir. Verruijt (fac. CiTG)

Numerical analysis of soft soil tunnelling
Het boren van tunnels in slappe grond leidt onvermijdelijk tot vervormingen en spanningsveranderingen in de omgeving. Dit heeft weer effect op het gedrag van de tunnel zelf. In het kader van zijn promotieonderzoek heeft Koelewijn een drie-dimensionaal (3D) numeriek model ontwikkeld voor de analyse van het boren van tunnels in slappe grond. Qua gebruiksvriendelijkheid sluit dit model aan bij de gangbare 2D modellen, terwijl in een aantal gevallen aanzienlijk minder geheugenruimte vereist is dan bij bestaande 3D modellen. In het model wordt een 3D eindige-elementennet geconstrueerd op basis van een beperkt aantal dwarsdoorsneden die elk dezelfde onderverdeling kennen. Net als in de meeste bestaande 3D eindige-elementenanalyses van geboorde tunnels bestaat het geconstrueerde elementennet uit een groot aantal parallelle vlakken. Door uitsluitend gegevens met betrekking tot unieke vlakken op te slaan kan een aanzienlijke besparing op de benodigde hoeveelheid geheugenruimte worden gerealiseerd. De parallelle vlakken worden vervolgens na elkaar in een iteratieve procedure doorgerekend. Hierbij kan sterk worden bespaard op het aantal rekenkundige bewerkingen ten opzichte van conventionele analyses. Belangrijker nog is de zeer sterke besparing op de benodigde hoeveelheid geheugenruimte. In het model wordt het tunnelboorproces in een aantal fasen gesimuleerd, waarbij het voortbewegen van de tunnelboormachine schoksgewijs plaatsvindt. Plasticiteit van de grond wordt gesimuleerd met het Mohr-Coulomb model. Met een simulatie van een gedeelte van de Tweede Heinenoordtunnel heeft Koelewijn aangetoond dat het nieuwe model goed bruikbaar is in onder meer de ontwerpfase van een geboorde tunnel.



Afkortingen


CiTG Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen