Finite Element Simulation of shield tunneling

Für zuverlässige Prognosen der im zuge maschinell aufgefahrener Tunes zu erwartenden oberflächlichen Setzungen and für Computer gestützzte Vortriebssteuerungen von Stiramaschinen im Rahmen eines完整的Prozessleitsystem ist ein dreiDimsionales SimulationsModel eell in unverzichtbares Hilfsmittel。Wegen der Hohen Anforderungen a Ein Nin Digisches Modelell für SChildervortriebe be blchränken sich die Publizierten Finite Element(FE-)Analysen MIT wenigen Ausnahmen auf 2D-Analysen bzw.Sind MIT Starken Idealisierungen verbunden.这是一种新的模拟方式，它是一种与之相关的模型，在这种情况下，我们就会发现，这是一种很难理解的现象。Im gegenständlichen Teilprojekt soll ein dreiDimensionales Finite Elemente Modele für den Scivorvortrieb im Lockergegestein entwickelt den，das vas verfahrenstechnischen Grundlischen für wirklichkeitsn an he Numisse Simulisse des Vortriebsprozess liefert and Einblicke in die zlreichen Wechselwirkungsprozesse se Ringspaltverpresung，Ausbau(SChild，Boden，Ringspaltverpresung，Ausbau)in die zinzelkomponenten(SChild，Boden，Ringspaltverpresung，Ausbau)。Hauptaugenmerk将在Flüssigkeits-and Erddruckschilde Gelet.Es umFasst die Folgenden Teilaspekte：·FE-MODELL DES SSCRIPASCHINE，DER Stahlbetontübinger and des umgebenden teil-bzw.vollgesättigten Boden einschlie lich der Kontaktzone zwichen SChild and Boden，·FE-strategie zur Modellierung des kontinuierlichen Ausbruchs an der Ortsbrust，der Ringspaltverpresung and des Ringbaus der Tübingröhre.在更大的范围内，这是一种新的方式。Weiters将das modell zunächst für Flüssigkeitsschilde aufbereitet。在Einer Zweiten Bearbeitungsphase soll das modell für Nichtbindge Böden Sowie für Erddruckschilde erweitert.

Für zuverlässige Prognosen der im Zuge maschinell aufgefahrener Tunnel zu erwartenden oberflächlichen Setzungen und für computergestützte Vortriebssteuerungen von Schildmaschinen im Rahmen eines integrierten Prozessleitsystems ist ein dreidimensionales Simulationsmodell ein unverzichtbares Hilfsmittel. Wegen der hohen Anforderungen an ein numerisches Modell für Schildvortriebe beschränken sich die publizierten Finite Elemente (FE-) Analysen mit wenigen Ausnahmen auf 2D-Analysen bzw. sind mit starken Idealisierungen verbunden. Ein hinreichend wirklichkeitsnahes Simulationsmodell für den Schildvortrieb von Tunneln muss sowohl die relativ komplizierten dreidimensionalen Wechselwirkungen zwischen der Schildmaschine und dem Boden an der Ortsbrust sowie entlang des Schildmantels erfassen als auch Aussagen über die aus den Stützkräften auf die Tübbinge wirkenden Beanspruchungen sowie die Wirkung der Ringspaltverpressung auf den Boden bzw. auf den Tübbingausbau gewährleisten. Im gegenständlichen Teilprojekt soll ein dreidimensionales Finite Elemente Modell für den Schildvortrieb im Lockergestein entwickelt werden, das die verfahrenstechnischen Grundlagen für wirklichkeitsnahe numerische Simulationen des Vortriebsprozesses liefert und Einblicke in die zahlreichen Wechselwirkungsprozesse zwischen den beteiligten Einzelkomponenten (Schild, Boden, Ringspaltverpressung, Ausbau) ermöglichen soll. Hauptaugenmerk wird dabei auf Flüssigkeits- und Erddruckschilde gelegt. Es umfasst die folgenden Teilaspekte: · FE-Modell der Schildmaschine, der Stahlbetontübbinge und des umgebenden teil- bzw. vollgesättigten Bodens einschließlich der Kontaktzone zwischen Schild und Boden, · FE-Strategie zur Modellierung des kontinuierlichen Ausbruchs an der Ortsbrust, der Ringspaltverpressung und des Ringbaus der Tübbingröhre. In der ersten Antragsphase werden ausschließlich Tunnelvortriebe in bindigen Böden berücksichtigt. Weiters wird das Modell zunächst für Flüssigkeitsschilde aufbereitet. In einer zweiten Bearbeitungsphase soll das Modell für nichtbindige Böden sowie für Erddruckschilde erweitert werden.