Välkommen till Transportbibliotekets katalog

Normalvy MARC-vy

Numerisk analys av explosionslaster i bergtunnlar. Etapp 2 Rosengren, Lars ; Brandshaug, Terje

Av: Medverkande: Utgivningsinformation: Falun Rosengren bergkonsult, 2002Beskrivning: 82 sÄmnen: Onlineresurser: Abstrakt: I föreliggande rapport redovisas resultatet från Etapp 2 av FoU-projektet Numerisk analys av explosionslaster i bergtunnlar. Projektet ingår i Vägverkets forskningsområde Dimensionering av tunnlar. Målet med Etapp 2 är att: (1) presentera kompletterande underlag för konsekvensanalys med avseende på bergtunnlars bärförmåga med hänsyn till bergmassans reducerade egenskaper vid skada p.g.a. explosionslast enligt Tunnel 99 och (2) rapporten skall kunna utgöra en vägledning vid numerisk analys av bergtunnlar vid användande av en s.k. deformationsmjuknande (strain-softening) materialmodell för bergmassan. Rapporten redovisar och diskuterar: (1) hur dynamisk analys med en s.k. Strain-Softening materialmodell kan utföras, (2) hur materialparametrar kan uppskattas till en strain-softeningmodell och (3) resultatet från numeriska analyser omfattande totalt 18 st modeller varav 6 st statiska och 12 st dynamiska. De numeriska modellerna representerar ett hypotetiskt problem med två parallella tunnlar på ett inbördes avstånd av 4 m och med 5 m bergtäckning. En ostörd bergkvalitet motsvarande Q=4-10 har förutsatts för bergmassan. För den störda (skadade) bergmassan har fyra olika uppsättningar materialparametrar studerats. Samtliga dynamiska analyser avser en tryckpuls som i Etapp 1 benämndes P2. Denna kan beskrivas enligt följande: ett lokalt tryck på en yta med storleken 4x4 m i trafikutrymme med en maximal tryckamplitud på 5 MPa och en total varaktighet på 2 millisekunder. Två olika dynamiska belastningsfall har studerats, nämligen lasten P2 applicerad i den vänstra tunnelns pelarvägg och lasten P2 applicerad i den vänstra tunnelns tak. De numeriska modellerna har för en av parameteruppsättningarna utförts med två olika materialmodeller för sprutbetongen, dels en elastisk och dels en oelastisk materialmodell, vilken utvecklades inom ramen för Etapp 1. Den nominella sprutbetongtjockleken har varit 100 mm. Men för en av parameteruppsättningarna har dessutom en modell med 150 mm sprutbetong-tjocklek analyserats. Utförda numeriska modeller, vilka simulerats med det tvådimensionella finita differensprogrammet FLAC, indikerar att den skadade bergmassan runt tunnlarna i samtliga studerade fall förblir stabil, såväl för statiska som dynamiska förhållanden. Beräknade bulttöjningar ligger med god marginal under bultstålets dimensionerande töjningskapacitet. Prognostiserade skador i sprutbetongen är av ungefär samma omfattning, för ett och samma belastningsfall för samtliga studerade egenskaper i efterbrottstadiet. Skadorna i sprutbetongen är även av ungefär samma omfattning som i Etapp 1, där en traditionell Mohr-Coulomb materialmodell användes för bergmassan. Den elastiska materialmodellen för sprutbetongen genererar ungefär samma skadebild som den oelastiska. En ökning av sprutbetongtjockleken från 100 till 150 mm eli-minerar skadorna i sprutbetongen nästan helt och hållet. Begränsningar i använd analysmetod kan dock innebära att tunnelsystemets stabilitet överskattas, varför bl.a. studie med en diskon-tinuummetod rekommenderas.
Exemplartyp: Rapport, konferenser, monografier
Inga fysiska exemplar för denna post

I föreliggande rapport redovisas resultatet från Etapp 2 av FoU-projektet Numerisk analys av explosionslaster i bergtunnlar. Projektet ingår i Vägverkets forskningsområde Dimensionering av tunnlar. Målet med Etapp 2 är att: (1) presentera kompletterande underlag för konsekvensanalys med avseende på bergtunnlars bärförmåga med hänsyn till bergmassans reducerade egenskaper vid skada p.g.a. explosionslast enligt Tunnel 99 och (2) rapporten skall kunna utgöra en vägledning vid numerisk analys av bergtunnlar vid användande av en s.k. deformationsmjuknande (strain-softening) materialmodell för bergmassan. Rapporten redovisar och diskuterar: (1) hur dynamisk analys med en s.k. Strain-Softening materialmodell kan utföras, (2) hur materialparametrar kan uppskattas till en strain-softeningmodell och (3) resultatet från numeriska analyser omfattande totalt 18 st modeller varav 6 st statiska och 12 st dynamiska. De numeriska modellerna representerar ett hypotetiskt problem med två parallella tunnlar på ett inbördes avstånd av 4 m och med 5 m bergtäckning. En ostörd bergkvalitet motsvarande Q=4-10 har förutsatts för bergmassan. För den störda (skadade) bergmassan har fyra olika uppsättningar materialparametrar studerats. Samtliga dynamiska analyser avser en tryckpuls som i Etapp 1 benämndes P2. Denna kan beskrivas enligt följande: ett lokalt tryck på en yta med storleken 4x4 m i trafikutrymme med en maximal tryckamplitud på 5 MPa och en total varaktighet på 2 millisekunder. Två olika dynamiska belastningsfall har studerats, nämligen lasten P2 applicerad i den vänstra tunnelns pelarvägg och lasten P2 applicerad i den vänstra tunnelns tak. De numeriska modellerna har för en av parameteruppsättningarna utförts med två olika materialmodeller för sprutbetongen, dels en elastisk och dels en oelastisk materialmodell, vilken utvecklades inom ramen för Etapp 1. Den nominella sprutbetongtjockleken har varit 100 mm. Men för en av parameteruppsättningarna har dessutom en modell med 150 mm sprutbetong-tjocklek analyserats. Utförda numeriska modeller, vilka simulerats med det tvådimensionella finita differensprogrammet FLAC, indikerar att den skadade bergmassan runt tunnlarna i samtliga studerade fall förblir stabil, såväl för statiska som dynamiska förhållanden. Beräknade bulttöjningar ligger med god marginal under bultstålets dimensionerande töjningskapacitet. Prognostiserade skador i sprutbetongen är av ungefär samma omfattning, för ett och samma belastningsfall för samtliga studerade egenskaper i efterbrottstadiet. Skadorna i sprutbetongen är även av ungefär samma omfattning som i Etapp 1, där en traditionell Mohr-Coulomb materialmodell användes för bergmassan. Den elastiska materialmodellen för sprutbetongen genererar ungefär samma skadebild som den oelastiska. En ökning av sprutbetongtjockleken från 100 till 150 mm eli-minerar skadorna i sprutbetongen nästan helt och hållet. Begränsningar i använd analysmetod kan dock innebära att tunnelsystemets stabilitet överskattas, varför bl.a. studie med en diskon-tinuummetod rekommenderas.