Αριθμητική διερεύνηση της επιρροής τω παραμέτρνω του TBM στη μηχανοποιημένη εκσαφή σηραγγών

Ποντίκα, Εμμανουέλα; Pontika, Emmanouela

dc.contributor.author	Ποντίκα, Εμμανουέλα	el
dc.contributor.author	Pontika, Emmanouela
dc.date.accessioned	2016-11-11T08:50:40Z
dc.date.available	2016-11-11T08:50:40Z
dc.date.issued	2016-11-11
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44022
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.6147
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Σχεδιασμός και Κατασκευή Υπόγειων Έργων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μηχανοποιημένη	el
dc.subject	Καθιζήσεις	el
dc.subject	Προφίλ καθιζήσεων	el
dc.subject	Πίεση ενέματος	el
dc.subject	Πίεση μετώπου	el
dc.subject	EPB	en
dc.subject	Subsidence	en
dc.subject	Steering gap	en
dc.subject	Grout Pressure	en
dc.subject	Face Pressure	en
dc.title	Αριθμητική διερεύνηση της επιρροής τω παραμέτρνω του TBM στη μηχανοποιημένη εκσαφή σηραγγών	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΣΗΡΑΓΓΕΣ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/a6b5cabf6082a843175b91e83c1a3f0abc245952
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-03-18
heal.abstract	Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία πραγματεύεται το ζήτημα της διερεύνησης επιφανειακών καθιζήσεων λόγω εκσκαφής αβαθών σηράγγων σε αστικό περιβάλλον, διανοιγμένων με μηχάνημα εξισορρόπησης της εδαφικής πίεσης (EPB). Πιο συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η επιρροή μηχανικών χαρακτηριστικών του EPB στα αποτελέσματα των αναλύσεων για δύο (2) διαφορετικά αριθμητικά προσομοιώματα, σε οκτώ (8) εδαφικούς τύπους υπό την θεώρηση ότι η σήραγγα εκσκάπτεται πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα. Αρχικά, πραγματοποιείται η περιγραφή των μηχανημάτων ολομέτωπης κοπής με εφαρμοζόμενη πίεση στο μέτωπο. Έπειτα, παρουσιάζονται οι μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί στο πέρασμα των χρόνων και αναλύουν όλους εκείνους τους μηχανισμούς, οι οποίοι κατά τη διάρκεια των εργασιών διάνοιξης μίας σήραγγας δημιουργούν απώλεια εδαφικού όγκου (ground loss ή volume loss) και συνεπώς σχετίζονται άμεσα με την εμφάνιση καθιζήσεων στην επιφάνεια του εδάφους. Σήμερα, οι πιο συνήθεις μέθοδοι βασίζονται σε ημι-εμπειρικές, αναλυτικές και αριθμητικές μεθόδους. Έτσι, γίνεται μια αναφορά σε μελέτες που έχουν προταθεί στη διεθνή βιβλιογραφία, όπου γίνεται περιγραφή αυτών των μεθόδων από διάφορους ερευνητές. Διαπιστώνεται ότι οι εμπειρικές και αναλυτικές μέθοδοι δίνουν μια καλή εκτίμηση του μεγέθους και της κατανομής των καθιζήσεων; εφαρμόζονται όμως υπό προϋποθέσεις, σε αντίθεση με τις αριθμητικές μεθόδους, και κυρίως με χρήση πεπερασμένων στοιχείων (FEM), που δίνουν τη δυνατότητα της αλληλεπίδρασης των διάφορων συνιστωσών ενός προβλήματος σε μια ανάλυση. Στη συνέχεια ακολουθεί η περιγραφή της γεωμετρικής μόρφωσης των αριθμητικών προσομοιωμάτων της παρούσας διπλωματικής εργασίας προκειμένου να πραγματοποιηθεί η προαναφερθείσα διερεύνηση, η οποία συντελέστηκε μέσω ενενήντα έξι (96) τρισδιάστατων αριθμητικών αναλύσεων με το λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων «Abaqus v6.13». Η μηχανοποιημένη όρυξη με EPB προσομοιώθηκε λαμβάνοντας υπόψιν παραμέτρους όπως τα κενά μεταξύ ασπίδας και εδάφους/προκατασκευασμένου στοιχείου, το βάρος του μηχανήματος, τη γεωμετρία της ασπίδας, το θάλαμο εκσκαφής, την ενεμάτωση, την πίεση στο μέτωπο κλπ. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν για δύο (2) λόγους υπερκειμένων προς τη διάμετρο της διατομής (H/D). Οι παράμετροι που μεταβάλλονταν σε κάθε ομάδα αναλύσεων είναι τα γεωτεχνικά στοιχεία του εδάφους (c, φ, Ε, δ) με βάση το κριτήριο αστοχίας Mohr Coulomb. Eνδεικτικά επιλέχθηκαν να παρουσιαστούν δύο (2) ομάδες αναλύσεων για δύο εδαφικά προφίλ, για ένα εδαφικό υλικό με ασθενή γεωτεχνικά χαρακτηριστικά και για ένα υλικό σε καλύτερες γεωτεχνικές συνθήκες. Οι παράμετροι των οποίων η επιρροή διερευνήθηκε ήταν: -η εφαρμοσμένη πίεση ενέματος - Grout Pressure -το κενό στο μπροστά και πίσω τμήμα του μηχανήματος (overcut/tail shield Gap) – Gap -η εφαρμοσμένη πίεση στο μέτωπο - Face Pressure Παρουσιάζονται επίσης τα αποτελέσματα των ενδεικτικών αναλύσεων και διερευνάται πόσο επηρεάζονται τα αποτελέσματα των εδαφικών μετακινήσεων (εγκάρσια και διαμήκη προφίλ επιφανειακών καθιζήσεων, πλαστικές παραμορφώσεις γύρω από τη σήραγγα) από το εύρος του διαμορφωμένου κενού, από την τιμή της πίεσης του ενέματος καθώς και από την πίεση υποστήριξης στο μέτωπο. Επιπλέον, για την πίεση στο μέτωπο παρουσιάζεται και το προφίλ έκθλιψης του μετώπου. Στο τέλος κάθε ενότητας διερεύνησης μίας εκ των τριών παραμέτρων γίνεται σύγκριση κάποιων χαρακτηριστικών αποτελεσμάτων (μέγιστη επιφανειακή καθίζηση (Us,max), λόγος μέγιστης καθίζησης στην επιφάνεια του εδάφους (Us,max) προς μέγιστης καθίζησης στη στέψη (Ucrown), ποσοστό απώλειας εδαφικού όγκου (VL), σημείο καμπής(i)) των αναλύσεων για τις διάφορες ομάδες γεωτεχνικών χαρακτηριστικών. Έτσι κατασκευάζονται τα ανάλογα διαγράμματα και εξάγονται τα αντίστοιχα συμπεράσματα τα οποία συνοψίζονται στο τελευταίο κεφάλαιο.	el
heal.abstract	The present Postgraduate Thesis investigates the soil movements that occur in shallow mechanically excavated tunnels above the ground water table. More specifically, the study examines the influence of shield tunneling components on the subsidence through multi-parametric analyses that refer to EPB – bored shallow tunnels with two different numerical models, in eight (8) soil types during the excavation procedure. Firstly, a description of Tunnel Boring Machines-Earth Pressure Balance (TBM-EPBs) is given. Then, there is a presentation of the development of the methods, empirical, analytical and numerical, that analyse the effect of tunnel advance on ground deformations. The numerical methods and mostly Finite Element Methods (FEM) are capable of simulating the overall process of excavation and construction of a tunnel when a TBM EPB (Tunnel Boring Machine–Earth Pressure Balance) is used. In order to achieve the aforementioned investigation, a set of 96 numerical 3D anlyses was carried out using the Finite Element code “Abacus v6.13”. The EPB machine was modeled based on parameters such as tail/annular voids, weight of the machine, geometry of the shield, grouting, face pressure etc. The analyses concerned specific geometrical characteristics (H/D). In each set of analysis, the geotechnical properties of the soil (c, φ, Ε, δ) were modified according to the Mohr Coulomb failure criterion. Two sets of analysis were chosen as representatives of the investigation, one displaying difficult soil conditions and another having better soil characteristics. The parameters that were investigated were the following : -Grout Pressure -Gap in the front and the rear part of the machine -Face Pressure The results of the sample analyses are presented and examined on the grounds of how they are influenced by the gap, the value of grout pressure as well as the face pressure. After each examination of the parameters, there is a comparison of some results for different soil types. Diagrams were designed and the conclusions are summarized in the last chapter.	en
heal.advisorName	Καββαδάς, Μιχαήλ	el
heal.committeeMemberName	Τσιαμπάος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Πανταζίδου, Μαρίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	149 σ.	en
heal.fullTextAvailability	true