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Forschungsstelle
ASTRA SBT
Projektnummer
FGU2012/002
Projekttitel
Ortsbruststabilität und Oberflächensetzungen infolge Tunnelvortrieb unter transienten Bedingungen
Projekttitel Englisch
Tunnel face stability and tunnelling induced settlements under transient conditions

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Projektziele
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Berichtsnummer
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
Tunnelbau; Ortsbruststabilität; Oberflächensetzungen; transienten Verhältnisse; Vortriebsgeschwindigkeit; numerische Modellierung
Schlüsselwörter
(Englisch)
tunnelling; face stability; surface settlements; transient conditions; advance rate; numerical modelling
Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Wichtige Voraussetzungen eines erfolgreichen Tunnelvortriebs sind die Gewährleistung der Ortsbruststabilität und die Beschränkung der Geländesetzungen. Diese Fragestellungen sind für die zwei Grenzfälle von stark durchlässigen bzw. praktisch undurchlässigen Böden sehr gut erforscht. Allerdings befassen sich nur vereinzelte Forschungsarbeiten mit dem Verhalten von Böden mittlerer Durchlässigkeit. Das Verständnis und die Quantifizierung des Verhaltens solcher Böden unter den transienten Bedingungen im kritischen Ortsbrustbereich ist allerdings wichtig für die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit eines Tunnelvortriebs. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden praktische Fragestellungen wie der Einfluss von Vortriebsgeschwindigkeit auf die Ortsbruststabilität, die zeitliche Entwicklung von Oberflächensetzungen oder die Standzeit von Ortsbrust systematisch untersucht. Die Relevanz des Projektes bezüglich Wirtschaftlichkeit und Sicherheit ist durch die grosse Verbreitung von Böden mittlerer Durchlässigkeit im Schweizerischen Mittelland (Moränen und siltige Böden) und die zunehmende Intensite der Nutzung des Untergrunds für Verkehrsträger.

Im Zusammenhange mit der baulichen Sicherheit ist speziell zu erwähnen, dass mit dem beantragten Forschungsvorhaben sicherheitsrelevante Aspekte nicht nur des Tunnels allein, sondern auch der überbauten Umgebung besser beurteilt werden können (Setzungsverhalten, Tagbruchrisiko etc).

Kurzbeschreibung
(Englisch)
The most serious hazards in soft ground tunnelling are a collapse of the tunnel face or inadmissible settlements due to excavation-induced stress redistribution or soil consolidation caused by the drainage action of the tunnel. The bahaviour of high- or low-permeability soils around the face is well understood. For medium permeability soils, however, very little research work exists. Understanding and quantifying the behaviour of such soils under the transient conditions in the critical region around the advancing face is however essential for construction safety and economy. The research project aims to close the knowledge gaps existing in this respect. Typical questions to be answered concern the effect of the advance rate on settlement, the critical advance rate with respect to face stability, the time-development of settlement and the standup time of the face. The relevance of the project in terms of construction safety and cost is evident in view of the frequent occurrence of medium permeability soils in Switzerland (e.g. moraines) and the increasingly intensive use of shallow underground space.
 
It should be noted that the planned research project will improve understanding for and assessment of safety issues related to third parties and nearby structures (settlement of buildings, crater formations risk).
Projektziele
(Deutsch)
Die Hauptziele des Projektes sind: Erfassung der Interaktion zwischen Vortrieb, Sickerströmung und nicht-linearem Bodenverhalten; Verständnis und Quantifizierung von Ortsbrustinstabilität und Oberflächensetzungen unter transienten Bedingungen; Herstellung von praxisorientierten Hilfsmitteln, Leitfaden und vereinfachten Verfahren, die das transiente Bodenverhalten berücksichtigen.
Das übergeordnete Projektziel ist die Erhöhung der Sicherheit und zwar nicht nur in baulicher, sondern auch in terminlicher und finanzieller Hinblick und somit die Steigerung des Vertrauens für den Tunnelbau unter den anspruchsvollen geotechnischen Bedingungen des Schweizerischen Mittellands.
Projektziele
(Englisch)
The main objectives of the project are: Quantification of the interaction between the advancing face, seepage flow and non-linear soil beahaviour; understanding and quantifying the mechanisms underlying face failure and the development of surface settlement under transient conditions; working out recommendations and simplified analysis procedures for practical tunnel design.
The superordinate goal of the research project is to increase structural safety and to improve planning reliability with respect to construction time and cost, thus enhancing confidence in underground construction under the demanding geotechnical conditions of the Swiss Plateau.
Berichtsnummer
(Deutsch)
1592