Geotechnical assessment of squeezing ground conditions – analysis and  design of support systems with conventional excavation methods

Delis, Georgios Pavlos; Δελής, Γεώργιος Παύλος

dc.contributor.author	Delis, Georgios Pavlos	el
dc.contributor.author	Δελής, Γεώργιος Παύλος	en
dc.date.accessioned	2025-04-15T09:38:18Z
dc.date.available	2025-04-15T09:38:18Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61751
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29447
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Σχεδιασμός και Κατασκευή Υπόγειων Έργων”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Geotechnical properties	en
dc.subject	Squeezing ground conditions	en
dc.subject	Numerical analysis	en
dc.subject	Rigid support	en
dc.subject	Yielding support	en
dc.subject	Γεωτεχνικές ιδιότητες	el
dc.subject	Συνθλίβουσες εδαφικές συνθήκες	el
dc.subject	Αριθμητικές αναλύσεις	el
dc.subject	Άκαμπτη υποστήριξη	el
dc.subject	Ενδίδουσα υποστήριξη	el
dc.title	Geotechnical assessment of squeezing ground conditions – analysis and design of support systems with conventional excavation methods	en
dc.title	Γεωτεχνική αξιολόγηση της διάνοιξης σηράγγων σε συνθλίβουσες εδαφικές συνθήκες - ανάλυση και διαστασιολόγηση των μέτρων άμεσης υποστήριξης σε εκσκαφή με συμβατικές μεθόδους	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Γεωτεχνική μηχανική	el
heal.classification	Υπόγεια έργα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-11-08
heal.abstract	Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία εκπονήθηκε κατά την διάρκεια του τελευταίου εξαμήνου φοίτησης του Διατμηματικού Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών με θέμα «Σχεδιασμός και Κατασκευή Υπογείων Έργων» του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου και απαρτίζεται ουσιαστικά από δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος, ορίζεται το φαινόμενο συνθλίβουσας συμπεριφοράς που παρουσιάζουν διάφοροι εδαφικοί και βραχώδεις σχηματισμοί, γίνεται αναφορά στα αίτια και τον μηχανισμό με τον οποίο εκδηλώνεται το φαινόμενο αυτό. Ύστερα, γίνεται αναφορά στις μεθόδους διάνοιξης υπογείων έργων τόσο με συμβατικά, όσο και με μηχανοποιημένα μέσα, ενώ περιγράφονται τα επιμέρους μέτρα άμεσης υποστήριξης, καθώς και της λειτουργίας τους στην υποστήριξη. Τονίζεται η σπουδαιότητα και συνεισφορά ενός πλήρους προγράμματος ενόργανης παρακολούθησης τόσο σε επίπεδο σχεδιασμού, όσο και σε φάση κατασκευής, που βοηθά στην επιλογή κατάλληλων μέτρων άμεσης υποστήριξης, με σκοπό την επαρκή διαστασιολόγηση του συστήματος υποστήριξης κατά την διάνοιξη σε συνθήκες σύνθλιψης. Επίσης, περιγράφονται οι μέθοδοι ταξινόμησης της έντασης των φαινομένων σύνθλιψης, ενώ ακόμα αναλύεται το πλαίσιο των τεχνικο-γεωλογικών συνθηκών (εύρος τιμών GSI, σci, mi) των βραχωδών σχηματισμών (πηλίτες, οφιόλιθοι, φλύσχης, σχιστόλιθοι – φυλλίτες) που είναι οι πλέον επιδεκτικοί στην εκδήλωση φαινομένων σύνθλιψης ποικίλης έντασης, αλλά και της γενικότερης συμπεριφοράς τους κατά τη διάνοιξη. Έπειτα, γίνεται αναφορά σε σήραγγες που συνάντησαν φαινόμενα έντονης σύνθλιψης κατά την κατασκευή, εκδηλώνοντας σημαντικές συγκλίσεις, τόσο στην Ελλάδα όσο και διεθνώς. Δίνονται συνοπτικά οι γεωτεχνικές συνθήκες, τα μέτρα άμεσης υποστήριξης που εφαρμόστηκαν και οι εκδηλούμενες αστοχίες και για κάθε περίπτωση. Στο δεύτερο μέρος της εν λόγω εργασίας, περιγράφεται το θεωρητικό υπόβαθρο των μεθόδων ανάλυσης διάνοιξης σηράγγων. Ακόμη, περιγράφεται η κατασκευή του γεωτεχνικού προσομοιώματος εκσκαφής πεταλοειδούς διατομής που διανοίγεται με συμβατικά μέσα, με εφαρμογή άκαμπτου και εύκαμπτου κελύφους υποστήριξης για τρία διαφορετικά βάθη Η=200, 500 και 1000m, καθώς και το πλαίσιο των γεωτεχνικών χαρακτηριστικών της βραχομάζας σε κάθε περίπτωση. Κατόπιν, πραγματοποιήθηκαν κατάλληλες αναλύσεις με τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων και χρήση του λογισμικού RS2, με απώτερο σκοπό την αξιολόγηση της επάρκειας των διατομών εύκαμπτης και άκαμπτης υποστήριξης σε συνθήκες ακραίας σύνθλιψης, όπου η παραμόρφωση στα τοιχώματα της σήραγγας ήταν μεγαλύτερη του 10%. Τέλος, γίνεται παράθεση των αποτελεσμάτων και σύγκριση της επάρκειας της άκαμπτης και της ενδίδουσας υποστήριξης, ως προς τις εκδηλούμενες συγκλίσεις μετά την εφαρμογή του κάθε συστήματος υποστήριξης, καθώς και το μέγεθος των ασκούμενων αξονικών και καμπτικών φορτίων.	el
heal.abstract	This master's thesis was conducted during the final semester of the Interdepartmental Graduate Program titled "Design and Construction of Underground Works" at the National Technical University of Athens (NTUA). The thesis is essentially divided into two main parts. In the first part, the phenomenon of squeezing behavior observed in various soil and rock formations is defined, and an analysis of its causes and the mechanisms through which it manifests is provided. It then discusses tunneling methods using both conventional and mechanized means and describes the specific immediate support measures as well as their role in support systems. Emphasis is placed on the importance and contribution of a comprehensive instrumentation monitoring program, which aids in the selection of appropriate immediate support measures for the proper dimensioning of the support system during tunnel excavation under squeezing conditions. Additionally, methods for classifying the intensity of squeezing phenomena are outlined, along with an analysis of the technical and geological conditions (GSI range, σci, mi) of rock formations (e.g., phyllites, ophiolites, flysch, schists – phyllites) that are most prone to intense squeezing phenomena, as well as their overall behavior during excavation. The thesis also includes references to tunnels that encountered severe squeezing phenomena during construction, leading to significant convergence, both in Greece and internationally. For each case, a summary of the geotechnical conditions, immediate support measures applied, and observed failures is provided. In the second part of this thesis, the theoretical background of tunnel excavation analysis methods is discussed. Furthermore, the construction of a geotechnical excavation model with a horseshoe-shaped cross-section excavated by conventional means is described, incorporating both rigid and flexible support shells at three different depths (H=200, 500, and 1000 meters), along with the geotechnical properties of the rock mass in each case. Subsequently, appropriate analyses were conducted using the finite element method with the RS2 software to evaluate the adequacy of the flexible and rigid support cross-sections under extreme squeezing conditions, where wall deformations exceeded 10%. Finally, the results are presented, comparing the adequacy of the rigid and yielding supports in terms of observed convergences after the application of each support system, as well as the magnitude of the axial and bending loads applied.	en
heal.advisorName	Μαρίνος, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Νομικός, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	229 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false