research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Article
Time Dependent Analysis of Tunnels Using The Finite Element Method
التحلیل المعتمد على الزمن للانفاق باستعمال طریقة العناصر المحدودة

Authors: Mohammed Y. Fattah --- Kais T. Shlash --- Nahla M. Salim
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2009 Volume: 27 Issue: 1 Pages: 127-151
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

The analyses of tunnels in clay were carried out taking into consideration twogreat important and effective categories, the time independent and time dependent. Timeindependent behaviours are used to represent the excavation stage while time dependentanalyses are used to represent the behaviour of the unlined tunnel after a long time.The finite element analyses were carried out using the linear elastic model for theconcrete liner while elasto-plastic and modified Cam clay model for the soil. Theexcavation has been used together with transient effects through a fully coupled Biotformulation. All these models and the excavation technique together with Biotconsolidation are implemented into finite element computer program named "Modf-CRISP" developed for the purpose of these analyses.In this paper, the basic problem represents the proposed "Baghdad metro line"which consists of two routes of (32 km) long and 36 stations is analyzed. The tunnel iscircular in cross section with a (5.9) m outer diameter and (0.45) m of concrete liningthickness. Eight-node isoparametric elements are used to model the soil and concretelining. Four-node element is used for pore water pressure.Two kinds of analyses are carried out:a- Using elastic-plastic constitutive model for all soil layers.b- Using modified Cam clay model (MCC) for the first soil layer (upper layer) andelastic-plastic Mohr Coulomb for the other two layers.The movements of the soil around the tunnel at the end of excavation at typicalpoints (crown, spring line and the invert) are calculated. The results indicate that there isan inward movement at the crown and this movement is restricted to four and a halftunnel diameters. A limited movement can be noticed at spring line which reaches0.05% of tunnel diameter, while there is a heave at the region below the invert, whichreaches its maximum value of about 0.14% of the diameter and is also restricted to aregion extending to (1.5) diameters.It was found that the maximum consolidation settlement above the tunnel is aboutthree times that at the end of excavation. The settlement trough extends only to (5)tunnel diameters using consolidation analysis while it is extended to (12) tunneldiameters using undrained analysis.

إن تحليل الأنفاق في الترب الطينية تم إجراؤه مع الأخذ بنظر الاعتبار ظاهرتين فعاليتين ومهمتينوهما الاعتماد وعدم الاعتماد على الزمن . يستعمل التصرف غير المعتمد على الزمن لتنفيذ مرحلة ا لحفرياتبينما يستعمل التصرف المعتمد على الزمن لتمثيل تصرف النفق غير المبطن عبر فترة طويلة من الزمن.أجري تحليل العناصر المحددة باستعمال نموذج خطي مرن لمادة كونكريت التبطين بينما أستعمل النموذج المرن اللدن ونموذج طين كام لتمثيل التربة . اخذ تأثير كل من الح فريات وتاثير الزمن معا من خلال التمثيلإن هذه النماذج والتمثيلات مع طريقة الانضمام تم . (Biot) المزدوج الكامل بالاعتماد على نظرية بيوت والذي تم تطويره لهذا "MODF-CRSP" تضمينها في برنامج حاسبة للتحليل بطريقة العناصر المحددة يسمى الغرض في هذا البحث تم تمث يل المسالة الرئيسية بمقترح مترو بغداد الذي يتألف من خطين بطول 32 كم و 36 محطة .مقطع النفق دائري بقطر ( 5.9 م ) مع وجود تبطين خرساني بسمك ( 0.45 م ) واستعملت عناصر ثمانية العقدلتمثيل التربة وللبطانة الخرسانية بينما استعملت عناصر رباعية العقد لتمثل ضغط الماء المسامي.اجري نوعان من التحليل:أ- استعمال علاقة تكوينية مرنة لدنة لتمثيل جميع طبقات التربة.ب - استعمال نموذج كام المعدل لتمثيل طبقة التربة العليا ونموذج مور-كولوم المرن اللدن لبقية الطبقات.ولقد تم حساب إزاحات التربة حول النفق في نقاط محددة ( القمة , جوانب وقعر النفق) في نهاية فترة الحفر.وقد بينت النتائج أن هناك حركة للداخل عند قمة النفق وتكون هذه الحركة محددة 5و 4 مرة بقدر قطر النفقبينما وجد أن الإزاحة محدودة عند جوانب النفق ويمكن أن تصل 0.05 من قطر النفق كما ووجد أن هناك انتفاخا في المنطقة الواقعة تحت قعر ال نفق والتي تصل قيمتها القصوى بحدود 0.14 % من قطر النفق وهي محددة بمسافة تمتد إلى 1.5 مرة من قطر النفق.وقد وجد أيضا أن هبوط الانضمام فوق النفق يكون بحدود 3 مرات الهبوط عند نهاية الحفر ويمتد حوض الهبوط إلى مسافة بحدود 5 مرات قطر النفق عند اعتماد تحليل الانضم ام بينما يمتد هذا الحوض إلى 12 مرةبقدر قطر النفق عند الاعتماد على التحليل غير المبزول.

Keywords

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

English (1)


Year
From To Submit

2009 (1)