Ch. Hellmich, J. Macht, H.A. Mang:
"Ein hybrides Verfahren zur Bestimmung der Auslastung von Spritzbetonschalen [A Hybrid Method for Determination of the Degree of Utilization of Shotcrete Tunnel Shells]";
Felsbau, 17 (2000), 5; 422 - 425.
Quantifying the state of stress in tunnel shells made of shotcrete is of great importance for an assessment of the safety of such shells. In this context, determination of a `level of loading' L is of great interest. L amounts to 100% when the compressive strength is reached. For the unloaded shell it is equal to 0%.Herein, a hybrid method aiming at this quantification is presented. 3D total displacements measurements, performed in situ, are combined with a thermochemoplastic model for shotcrete, in the framework of the nonlinear Finite Element Method. Respective 2D and 3D numerical simulations of the Sieberg tunnel which is part of the high-capacity railway line Vienna-Salzburg, clarify the load-bearing behavior of parts of the tunnel shell both qualitatively and quantitatively. Moreover, the influence of advanced material modelling on the description of this load-carrying behavior is shown.
Die Quantifizierung der Spannungszustaende in Tunnelschalen aus Spritzbeton ist von grosser Bedeutung fuer die Bewertung der Sicherheit der Schale. In diesem Zusammenhang ist die Bestimmung eines Auslastungsgrades L von grossem Interesse. L betraegt 100%, wenn die Druckfestigkeit erreicht wird. Fuer die unbelastete Schale ist L=0%.
Im der vorliegenden Abhandlung wird eine hybride Methode, die auf die vorhin genannte Quantifizierung abzielt, vorgestellt. In situ gemessene Verschiebungsvektoren werden mit einem thermochemoplastischen Materialmodell fuer Spritzbeton im Rahmen der nichtlinearen Finite Elemente Methode kombiniert. Zugehoerige numerische Simulationen des Siebergtunnels, eines Teils der Eisenbahnhochleistungsstrecke Wien - Salzburg, in 2D und 3D lassen qualitative wie auch quantitative Aussagen ueber das Tragverhalten von Teilen der Tunnelschale zu. Ueberdies wird der Einfluss ausgereifter Materialmodellierung auf die Beschreibung dieses Tragverhaltens gezeigt.
Keywords: Auslastungsgrad, Spritzbetonschale, hybrides Verfahren, thermochemomechanisches Material