" -.:.. ". ". ;... '..: ::.. :::.:>' :... < ;-: :.. ,

'. "

". .;"'

.

....

... ... .. :;.;

. ..

....,.

.

.

......

....

.

".

-. :

. ........

.::'

.'

-:.. /"

.

..

"

.

. '

................ :...

:: ::.. : .. ...

::..:::.:>' < ...• ;-:

'

.. :....

..:

.

.....

;

:..

,

.t;

ROTTERDAM

I,

Auteursrechten Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de CUR/COB. Het is toegestaan overeenkomstig artikel 15a Auteurswet 1912 gegevens uit deze uitgave te citeren in artikelen, scripties en boeken, mits de bron op duidelijke wijze wordt vermeld, alsmede de aanduiding van de maker, indien deze in de bron voorkomt. "Rapport K100-W-024 Predictie cluster 3, maart 1996, CUR/COB, Gouda." Aansprakelijkheid CUR/COB en degenen die aan deze publikatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het samenstellen van deze uitgave. Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat er toch fouten en onvolledigheden in deze uitgave voorkomen. Ieder gebruik van deze uitgave en gegevens daaruit is geheel voor eigen risico van de gebruiker en CUR/COB sluit, mede ten behoeve van al diegenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze uitgave en de daarin opgenomen gegevens, tenzij de schade mocht voortvloeien uit opzet of grove schuld zijdens CUR/COB en/of degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt.

De samenstelling van de commissie, die dit rapport heeft voorbereid, was: ir. K.J. Bakker, voorzitter drs. W. van Schelt. secretaris ir. P. H.J. Ackermans dr.ir. P. van den Berg ir. J.P.M. Bol ing. H.J. Hagen ing. H. de Kruijff ing. A. van de Meent ir. H. C. Peerdeman ing. A.A. Proper dr.ir. A. Pruijssers ir. P. van Putten ir. S.F. de Ronde ir. L. E. B. Saathof ir. E.A.H. Teunissen ing. R.W.P. Uitermarkt ing. P.H. Verheijen ir. H.J. Vos prof.dr.ir. J.F. Agema, mentor CUR ir. J.N. Altenburg. coördinator COB

Samenstelling van Projectbureau Boortunnels: ir. K.J. Bakker ir. W.F.J. de Jager ir. P.S. Jovanovic ir. A.J .M. Kösters ing. E.A. Kwast ir. L.B.J. van Oldeniel ir. J. W. Plekkenpol drs. W. van Schelt

maart 1996

Projectbureau Boortunnels

VOORWOORD Kennis en ervaring op het gebied van ondergronds bouwen in zachte grond is belangrijk als Nederland de actualiteit wil volgen en de (inter)nationale positie van de Nederlandse ontwerpers en bouwers wil handhaven. Door een breed forum van partijen uit bedrijfsleven, overheid en kennis instituten is in 1994 het Impulsprogranuna Kennisinfrastructuur Ondergronds Bouwen opgesteld. Het doel van dit Impulsprogranuna is te komen tot een duurzame versterking van de kennisinfrastructuur . De kern van deze kennisinfrastructuur vormt het Centrum Ondergronds Bouwen (COB), dat onderzoek en ontwikkelingen op het gebied van ondergronds bouwen initieert en coördineert. COB maakt gebruik van de werkwijze en infrastructuur van het Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving (CUR) te Gouda. De activiteiten van het eOB worden uitgevoerd or der de noemer CUR/COB. Een leerstoel "Ondergronds Bouwen" aan de TU Delft is nauw gelieerd aan het COB. In CURICOB participeert een breed scala aan bedrijven, branche-organisaties, onderzoeksinstellingen, wetenschappelijke instituten en overheden. Via een bijdrage van de Interdepartementale Commissie voor het Economisch Structuurbeleid (ICES) in het Impulsprogranuna stimuleert de overheid de totstandkoming van deze kennis infrastructuur . Het onderzoek en ontwikkelingswerk van CURICOB worden verricht in het kader van een omvattend uitvoeringsprogramma. Dit uitvoeringsprogramma kent in eerste instantie vier thema's, te weten "Boren in zachte grond", "Verkennen, voorspellen en monitoren", "Economische tunnelbouw" en "Construeren, beheren en onderhouden" . De thema's worden ingevuld met uit te voeren onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten. Een belangrijk project binnen het eerste thema is het "Praktijkonderzoek Boortunnels " (CURlCOB-uitvoeringscommissie K 100). De kern van dit project bestaat uit een intensieve monitoring van de twee Praktijkprojecten Boortunnels, de Tweede Heinenoordtunnel en de Botlekspoortunnel. Door middel van deze monitoring worden bestaand instrumentarium voor verkenning van de ondergrond en voorspellingsmodellen voor het gedrag van constructie en grond getoetst. Voorliggend werkdocument "Predictie cluster 3" is onder verantwoordelijkheid van deze commissie tot stand gekomen en moet gezien worden als uitvoeringsonderdeel van het predictieplan. Het rapport beschrijft het resultaat van een literatuurstudie naar analytische rekenmodellen voor de ondersteuning van het boorfront. Op basis van dit resultaat zijn predicties gemaakt voor de minimale en maximale steundruk. Tevens heeft literatuuronderzoek plaatsgevonden naar de methode Rowe en zijn predicties voor gronddeformaties gemaakt bij toeen afname van de gemiddelde steundruk.

Titel en sub-titel: Predictie cluster J

Schrijverest . ir. J.H. van Dalen

Datum rapport: Maart 1996

Type rapport: Werkdocument

Rapportnummer 95-06318

COBIK I ûû-document nummer: KlOO-W-024

opdrachtnemer.

Projectbegeleider opdrachtgever: ing. E.A. Kwast

Projectleiderts) opdrachtnemer: ir. J.H. van Dalen Projectbegeleider ir. G. Hannink

opdrachtnemer:

Naam en adres opdrachtnemer: Gemeentewerken Rotterdam afdeling Ingenieursbureau Geotechniek Postbus 6633 3002 AP Rotterdam

Naam en adres opdrachtgever:

Centrum Ondergronds Postbus 420 2800 AK Gouda

Bouwen

Opmerkingen:

Samenvatting

rapport:

Er is een inventarisatie gemaakt van literatuur betreffende analytische rekenmodellen voor de ondersteuning boorfront. Het resultaat hiervan zijn op deze modellen gebaseerde predikties van de minimale en maximale steundruk voor meetveld Zuid en Noord.

van he

Tevens heeft literatuuronderzoek plaats gevonden naar de methode Rowe, een 2D axiaal-symmetrische benadering van het 30 probleem. Op basis hiervan zijn axiaalsymmetrische geschematieerde EEM-berekeningen uitgevoerd. He resultaat van deze berekeningen zijn predikties voor minimale en maximale steundruk. gronddeformaties als gevolg van toe- en afname van de gemiddelde steundruk en gronddeformaties als gevolg van een langdurige stagnatie. Hierbij is teven, onderscheid gemaakt tussen de situatie dat tijdens de stagnett- spiegeldaling van de bentoniet plaatsvindt en de situatie dat dit niet gebeurt.

Relationele rapporten: 20 predicties stabiliteit boorfront. Grondmechanica Tre-fwoorde n: Boortunnels. Stabiliteit

Delft (CO-358880/11) Verspreiding: COB-commissie

boorfronL Steundruk

KIOO

Classificatie. Intern COB-rapport

Classificatie de:e pagina: nee

Aantal blz:

Versie

Datum

.\amens opdrachtnemer

Paraaf

Namens opdrachtgever

I (con. I)

22/01/96

ir. J.H. van Dalen

-;7/

drs. W. van Schelt

2 (con. 2) J (def.)

01/0396

ir. J.H. van Dalen

27/03/96

ir. J.H. van Dalen

..-

.---:7 --

7---

Prijs.

drs. W. van Schelt drs. W. van Schelt

Paraaf

,L\~

\W

P

I

Tule and sub-title . Predietien cluster 3

Authorts): ir. J.H. van Dalen

Date report: March 1996

Type report. Interim-report

Reportnumber eontraetor: 95-06318

COB/K I (tû-report number. KIOO-W-024

Project managerts) eontraetor: ir. J.H. van Dalen

Project attendant prineipal: ing. E.A Kwast

Project attendant contractor: ir. G. Hannink Same and address contractor: Gerneentwerken Rotterdam Afdeling Ingenieursbureau Geotechniek P.O. Box 6633 3002 AP Rotterdam The Netherlands

Name and address principa/: Centrum Ondergronds Bouwen P.O. Box 420 2800 AK Gouda The Netherlands

Remarks:

Summary of report: A study of literature on analytical models for the calculation of support of the tunnelface has been carried out. This study has resulted in predictions for the minimum and maximum support pressure for both 'rneetveld Zuid' and 'rneetveld Noord', based on the described rnodels. Also literature about the Rowe rnethod, a 2·dimensional axial-syrnrnetric technique for estimating the 3-dimensional problem has been studied. On the bases of this study axial-syrnrnetric calculations have been carried out. The results of these calculations are predictions for minimum and maximum support pressures, ground deformations caused through variatien of the average support pressure and ground deformations in case of long-term stops. For the last case a difference has been made for the situation where the bentonite pressure is being replaced by airpressure and the situation where the bentonite remains in place.

Relational reports: 20 finite element predictions tor tunnel face stability, Grondmechanica

Delft (CO-358880/11)

Keywords: Bored tunnels, Face stability, Support pressure

Distribution: COB-committee

Classification: Intemal COB-report

Classification this page.

Xumber of pages,'

Version

Date

On behalf of contraetor

I (con. I)

22/01/96

2 (con. 2) 3 (def.)

KIOO Price:

na

lnitials

;:7'---

ir. J.H. van Dalen

01/03;96

ir, LH. van Dalen

27/03/96

ir. LH. van Dalen

'"

7-7--

On behalf of principal

lnitials

drs. W. van Schelt

A

drs. W. van Schelt drs. W. van Schelt

~

~

7'

oK

/

('fIH:

/..flJ(~W-'i:J

(,"

1.J'l-IJh::B

INHOUDSOPGA VE

SAMENV ATTING

.

SUMMARY HOOFDSTUK

1

INLEIDING

2

HOOFDSTUK

2 2.1 2.2

UITGANGSPUNTEN VOOR DE BEREKENINGEN Schematisatie grondopbouw Ligging van de Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

3 3 4

HOOFDSTUK

3 3.1 3.2 3.3

ANAL YTISCHE METHODEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Inventarisatie Resultaten Conclusies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

5 5 13 14

HOOFDSTUK

4

METHODE

15

HOOFDSTUK

2-0 AXIAAL-SYMMETRISCHE EEM BEREKENINGEN . . . . 5 Schematisatie van het probleem 5.1 Resultaten 5.2 5.2.1 Meetveld Zuid. aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk 5.2.2 Meetveld Zuid. toename steundruk 5.2.3 Meetveld Zuid. invloed wrijving schild 5.2.4 Meetveld Zuid. invloed interface elementen normaal 5.2.5 Meetveld Zuid. langdurende stagnatie, steundrukgradiënt 5.2.6 Meetveld Zuid. gradiënt steundruk naar nul (Zuid 5) . . . . . . . . 5.2.7 Meetveld Noord. aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk (Noord I) 5.2.8 Meetveld Noord. toename steundruk (Noord 2) 5.2.9 Meetveld Noord. gradiënt steundruk naar nul (Noord 5) Conclusies . . . . . . . . . . . . 5.3

HOOFDSTUK

6 6.1 6.2

ROWE

EV ALU ATIE. CONCLUSIES Evaluatie uitgangspunten Conclusies en aanbevelingen

LITERATUUR

EN AANBEVELINGEN.

.. "

18 18 21

..

2I 21 22 22 22 23

" ..

23 23 24 24

. . . . . .. "

27 27 28

31

('OH.

~" •.•.W.O':4

(;W.

...."~II'\..;'fi

BIJLAGEN:

Resultaten AI A2 A3 A4 A5

berekeningen Atkinson Leca en Leca en Krause J ancsecz

met analystische modellen voor meetveld en Po tts Dormieux, minimale steundruk Dorrnieux, maximale steundruk

Noord:

Resultaten A6 A7 A8 A9

berekeningen Leca en Leca en Krause Jancsecz

met analystische modellen voor meetveld Zuid: Dormieux, minimale steundruk Dormieux, maximale steundruk

en Steiner

en Steiner

Berekeningen afname gemiddelde steundruk. meetveld Zuid: Z 1.0 Overzicht berekeningsstappen Z I. I t/m 6 Schematisatie Z 1.7 en 8 Resultaat aanbrengen eigen gewicht grond Z I. 9 t/m 12 Afname gemiddelde effectieve steundruk tot 0,4x de oorspronkelijke waarde ZI.13 t/m 16 Afname gemiddelde effectieve steundruk tot bezwijken Z 1.17 Deformatie van het graaffront als gevolg van het afnemen van de gemiddelde steundruk Zl.18 Maaivelddeformatie als gevolg van het afnemen van de gemiddelde steundruk Zl.19 Bepaling bezwijkwaarde voor de minimale gemiddelde effectieve steundruk ZI.20 Berekende spanningen na aanbrengen eigen gewicht Berekeningen Z2.0 Z2. I t/m 4 Z2.5 t/m 8 Z2.9 Z2.10 Z2.11

toename gemiddelde steundruk. meetveld Zuid: Overzicht berekeningsstappen Toename gemiddelde effectieve steundruk tot 4x de oorspronkelijke waarde Toename gemiddelde effectieve steundruk tot bezwijken Deformatie van het graaffront als gevolg van het toenemen van de gemiddelde steundruk Maaivelddeformatie als gevolg van het toenemen van de gemiddelde steundruk Bepaling bezwijkwaarde voor de maximale gemiddelde effectieve steundruk

Berekeningen oplegpunten Lp.V. lining/schild met verhinderde beweging in asrichting tunnel. meetveld Zuid: Z3.0 Overzicht berekeningsstappen Z3. I Schemausatie steunpunten Iining Z3.2 Deformatie van het graaffront bij toename steundruk Z3.3 Maaivelddeformaties bij toename steundruk Z3.~ Bepal ing bezwijkwaarde voor de maximale gemiddelde effectieve steundruk Berekening langdurende stagnatie. meetveld Zuid: Z4.0 Overzicht berekeningsstappen Z4. I t/m 3 Berekeningsresultaten Z4.4 Deformatie van het graaffront Z4.5 Maaivelddeformaties

('jJ!l

k/lil!~W_I,:'J

(,H

<J5-IJh..'H

Berekening langdurende stagnatie onder luchtdruk, Z5.0 Overzicht berekeningsstappen Z5. I t/m 7 Berekeningsresultaten Z5.8 Deformatie van het graaffront Z5.9 Maaivelddeformaties

meetveld Zuid:

Vergelijkingsberekening wel/geen interface elementen meetveld Zuid: Z6.0 Overzicht berekeningsstappen Z6. I Mesh met interface elementen en opgelegde verplaatsingen Z6.2 Verplaatsingen t.p.v. overgang graaffront/ lining bij toename gem. steundruk met interface elementen, Mload A = 4,0 Als Z6.2, maar nu op basis van de berekening zonder interface elementen Z6.3 Z6.4 Maaivelddeformaties bij toename steundruk Bepaling bezwijkwaarde voor de maximale gemiddelde effectieve steundruk Z6.5 Berekeningen afname gemiddelde steundruk. meetveld Noord: N 1.0 Overzicht berekeningsstappen N I. I t/m 6 Schematisatie NI.7 en 8 Resultaat aanbrengen eigen gewicht grond NI. 9 t/m 12 Afname gemiddelde effectieve steundruk tot O,4x de oorspronkelijke waarde NI.13 t/m 16 Afname gemiddelde effectieve steundruk tot bezwijken NI.17 Deformatie van het graaffront als gevolg van het afnemen van de gemiddelde steundruk NI.18 Maaivelddeformatie als gevolg van het afnemen van de gemiddelde steundruk NI.l9 Bepaling bezwijkwaarde voor de minimale gemiddelde effectieve steundruk NI.20 Berekende spanningen na aanbrengen eigen gewicht Berekeningen N2.0 N2.1 t/rn 4 N2.5 t/m 8 N2.9 N2.10 N2.11

toename gemiddelde steundruk. meetveld Noord: Overzicht berekeningsstappen Toename gemiddelde effectieve steundruk tot 10x de oorspronkelijke waarde Toename gemiddelde effectieve steundruk tot bezwijken Deformatie van het graaffront als gevolg van het toenemen van de gemiddelde steundruk Maaivelddeformatie als gevolg van het toenemen van de gemiddelde steundruk Bepal ing bezwijkwaarde voor de maximale gemiddelde effectieve steundruk

Berekening Spiegeldaling Bentoniet met langdurende stagnatie. meetveld N 5.0 Overzicht berekeningsstappen N5. I t/rn -+ Berekeningsresultaten aanpassing gradiënt steunvloeistof N5.5 t/rn 7 Berekeningsresultaten na consolidatie N 5.8 Deformatie van het graaffront N5.9 Maaivelddeformaties

Noord:

con

J..II~I-W.li:;4

(;w.

"'5·1"' •.3 H

SAl\IEl''V ATTING Er is een inventarisatie gemaakt van Iiteratuur betreffende analytische rekenmodellen voor de ondersteuning van het boorfront. Op basis van vergelijking en afweging is een keuze gemaakt voor de te gebruiken analytische modellen. Met de modellen zijn predikties van de minimale en maximale steundruk voor meetveld Zuid en Noord gemaakt. Tevens heeft literatuuronderzoek plaats gevonden naar de methode Rowe, een 2D axiaalsymmetrische benadering van het 3D probleem. Op basis hiervan is een keuze gemaakt betreffende axiaal-symmetrisch geschematiseerde EEM-berekeningen. Het resultaat van deze berekeningen zijn predikties voor gronddeformaties als gevolg van toe- en afname van de gemiddelde steundruk en als gevolg van een langdurende stagnatie. Hierbij is tevens onderscheid gemaakt tussen de situatie dat tijdens de stagnatie spiegeldaling van de bentoniet plaatsvindt en de situatie dat dit niet gebeurt.

SUMMARY A study of literature on analytical models for the calculation of support of the tunnel face has been carried out. This study has resulted in predictions for the minimum and maximum support pressure for both 'rneetveld Zuid' and 'rneetveld Noord', based on the described modeis. Also literature abour the Rowe method. a 2-dimensional axial-symmetric technique for estimating the 3-dimensional problem has been studied. On the bases of this study axial-syrnrnetric calculations have been carried out. The results of these calculations are predictions for minimum and maximum support pressures, ground deformations causes through variation of the average support pressure and ground deformations in case of long-term stops. For the last case a difference has been made for the situation where the bentonite pressure is being replaced by airpressure and the situation where the bentonite remains in place.

l'!IH

UI••.. "·.•).:J

(,H'

1J5__"'-:

R

HOOFDSTUK

I

INLEIDING Bij de bouw van de Tweede Heinenoordtunnel zal een uitgebreid pakket metingen worden uitgevoerd, teneinde het inzicht te verhogen in de processen die zich afspelen bij het boren van tunnels onder Nederlandse omstandigheden. Voorafgaand aan de uitvoering van de metingen worden predicties gemaakt van de te verwachten meetresultaten. Door het Centrum Ondergronds Bouwen (COB) is aan Grondmechanica Delft (GD) en Gemeentewerken Rotterdam (GWRl opdracht verstrekt voor de werkzaamheden betreffende cluster 3, zoals beschreven in de offerte-aanvraag d.d. 2 maart 1995. kenmerk JA/CE 95.640, COB-Fin-B-95.41. De werkzaamheden zijn voor 50 % door GD en voor 50 % door GWR uitgevoerd. Het genoemde cluster omvat predicties behorend tot de volgende onderzoeksdoelen: B-04 Bepaling van de invloed van de slurrydruk op de stabiliteit van het graaffront B-07 Bepaling stabiliteit van het boorfront bij het tegelijkertijd boren door gedraineerde en ongedraineerde grondlagen V-10 invloed ondersteuning boorfront met behulp van: - literatuuronderzoek - model gebaseerd op de spanningskarakteristieken-rnethode - 2D-EEM, methode "Rowe" G-06 invloed grondwater tijdens stagnatie G-07 gedrag grondwater/lucht tijdens een spiegeldaling van het bentoniet G-08 deformaties tijdens een spiegeldal ing van het bentoniet Bij de vaststelling van de taakverdeling tussen GWR en GD is er voor gekozen het cluster in te delen op basis van uit te voeren werkzaamheden en niet op basis van de te leveren predicties. De achtergrond hiervan is dat op basis van één type berekening meerdere predicties kunnen worden uitgevoerd. Op basis van dit uitgangspunt is het cluster als volgt onderverdeeld: Al literatuuronderzoek en analytische berekeningen BJ 2-0 EEM berekeningen volgens de methode Rowe, op basis van axiaal-symmetrie Cl 2-D EEM berekeningen voor een langsdoorsnede over de tunnel: hierbij wordt in feite de situatie geschematiseerd alsof een complete laag wordt weggegraven. in plaats van een tunnel Onderwerp C is door GD uitgevoerd en de onderwerpen A en B zijn door GWR uitgevoerd. Deze rapportage betreft het door GWR uitgevoerde deel, het door GD uitgevoerde deel is separaat gerapporteerd. 2

co«

/.;11)(1-\\,-1]_'4

(iW·

l.I5-,J/'I3'H

HOOFDSTUK 2 UITGA.~GSPUNTEN 2.1

VOOR DE BEREKENINGEN

Schematisatie grondopbouw

Boven de tunnel bevindt zich een gelaagd pakket, hetgeen in het geval van meetveld Zuid als voornamelijk cohesief kan worden opgevat en in het geval van meetveld Noord als voornamelijk niet-cohesief. De cohesieve lagen zijn berekend met het Plaxis-Cap grondmodel. de zandlagen met het Mohr-Coulomb grond model. Voor de dwarscontractiecoëfficiënt is in alle zandlagen een waarde aangehouden van 0,3, in de cohesieve lagen is een waarde aangehouden van 0,2. De schematisatie van de grondopbouw is weergegeven in de tabellen 2.1 en 2.2. Deze is gelijk gekozen met de schematisatie voor de langsdoorsnede berekeningen. Deze parameters zijn gebaseerd op de door het Projectbureau Boortunnels aangeleverde parameterset voor de predikties, d.d. augustus 1995. Voor een nadere omschrijving wordt verwezen naar rapport CO-358880/l1 van GD.

Tabel 2.1. Schemalisatie grondopbouw

meetveld Zuid.

• IV

laag

Bovenzijdf' laag [m t.o. v, :"Arf

T.,p

+ I.lXJ

,

:\.:!5

4

4.50

P.l)

:!2.5

16

7.:!5

IJ.II

26.0

IS

- 10.:10

Grond

ldr I l~ Ik:"/m

1

16.6

I~.O

17.0

zo.o

20.:1

G (kraf

Ko

net

0.55

0

1.70:

OA?

()

7

uvt

o.eo

Il.l)70~

n.0l77

o

5

nvt

o.eo

O.O9:?~

1J.0nl

6.:1

0

0.117

c'

(krat

(~",d.nf

:!~.O '0 ~.IJ

~~.()

~6.5

~

11.4:1

À

O.O:?40 0\1

nvt

«

'U1062 0\1

nvt

Voor de grondwaterstand is in het geval van meetveld Zuid voor alle lagen een waarde aangehouden van NAP + 0.3 m. Voor meetveld Zuid is uitgegaan van een maaiveldniveau van NAP + LO m. Later is bekend geworden dat voor het boren van de tunnel een ophoging tot circa NAP + 2,5 m zal plaatsvinden, hiermee is dus geen rekening gehouden.

Tabel 2.2. Schemali~alie grondophouw (;rund laag

"""'l"nlijde [rn t.o,v.

laag

:"WI

ldr

)~

Ik"m-'

meelveld Noord,

.'

'v

I~ru den]

~: .n

o

Ko

À

«

0\1

(l.)~

11.''''11

n.OI ~~

c

G

IkI'al

Ikral

,

~.~O

16.~

i -:'.2

,

1.",

16.:1

10.:1

':1.0

'i.n

,I

"-I<)J

'lA"

0'1

0\1

2

:1.7:1

16.0

rs.o

:n.O

.'.n

0

7.068

11.47

0'\1

0\1

T"p

+

"

III.IX)

:!i).~

11U

6.:1

o

11.306

0.4:1

0\1

nvt

'2

17.25

2n.~

16.:1

6.~

()

l "'l.()Q4

0 ..'\0

0\1

0\1

3

CuM

k/IJti-W

(,W

v~..IIf\.;R

..d,24

Voor de grondwaterstand is in het geval van meetveld Noord voor alle lagen een waarde aangehouden van NAP - 0, I m. Een uitzondering hierop vormt de toplaag. Voor deze laag is NAP + 0.48 maangehouden. De sprong is aangenomen ter plaatse van de onderkant van de toplaag.

2.2

Ligging van de Tunnel

De diameter van het schild van de tunnel bedraagt 8.55 m ter plaatse van het graaffront. Deze waarde is aangehouden in de berekeningen. In tabel 2.3 is de diepteligging van de tunnel weergegeven.

Tabe ' 2.3. Diepteli!:ging tunnel

I bovenzijde

tunnel

tunnelas onderzijde

4

tunnel

[m t.o.v. NAP]. Meetveld Zuid

-

8.275 - 12.55 - 16,825

I

Meetveld Noord - 10.00 - 14.275 - 18.55

I

t."l

IR:

(;W

k}11J-W.rI::'4

~5-,~~ifl

HOOFDSTUK 3 A.l'lJALYTISCHE METHODEN 3.1

Inventarisatie

Ten behoeve van de bepaling van de minimale steundruk voor het graaffront is een aantal methoden beschikbaar. die zich met name onderscheiden door de aangenomen wijze van bezwijken van de grond. Enkele methoden betreffen cohesieve grond waarbij de ongedraineerde schuifsterkte als berekeningsparameter wordt gebruikt, andere methoden zijn juist bedoeld voor niet-cohesieve grond. Overigens wordt opgemerkt dat bij toepassing van deze methoden geen rekening wordt gehouden met de grootte van optredende deformaties. Broms en Bennermark (1967) [lit.l] definiëren voor cohesieve grond de stability ratio N. Deze is gelijk aan het verschil tussen de oorspronkelijke grondspanning op het niveau van de as van de tunnel en de frontdruk. gedeeld door de ongedraineerde schuifsterkte: (1) Hierin is: Os

=

Or

=

= -ic- 0(2) = Cu

C

o y

=

maaiveldbelasting gemiddelde steundruk ongedraineerde schuifsterkte van de grond grondspanning t.h. v. de tunnelas tunneldekking tunneldiameter volumegewicht van de grond

UnIt weiQl'It T

.,

c

o

5

C(JH

JdIJlJ..-W-li_'.J

(iW

"I)-I}I"' •..•

1i

Uit experimenten is gebleken dat voor waarden N < 6 geldt dat de opening stabiel is. Deze methode kan gebruikt worden om een ondergrens te bepalen voor de steundruk.

Door Davis, Gunn, Mair en Seneviratne (1980) [lit.2] is. op basis van onder- en bovengrensbenaderingen. afgeleid bij welke frontdruk de tunnel stabiel is in cohesieve grond. Hierbij is uitgegaan van de stelling dat indien een spanningsveld rond de tunnel kan worden beschreven dat overal in evenwicht is zonder dat ergens de sterkte wordt overschreden, er sprake is van een ondergrens van de belasting. Voor de bovengrensbenadering dient een kinematisch toelaatbaar bezwijkmechanisme te worden aangenomen. Indien op basis van virtuele arbeidsbeschouwingen kan worden aangetoond dat onvoldoende sterkte bestaat om het optreden van dit bezwijkmechanisme te verhinderen, is volgens de stelling een bovengrens van de belasting gevonden. Bij de bepaling van de onder- en bovengrenzen is gebruik gemaakt van EEM- en analytische berekeningen. gebaseerd op homogene ideaal elasto-plastische grond. Hierbij is aangetoond dat een relatie bestaat tussen de mate van stabiliteit en de relatieve diepteligging van de tunnel C/D (zie ook figuur 3.\). Als bovengrens voor de steundruk waarbij de tunnel stabiel is. is gevonden:

(2)

(grootheden en parameters als in formule (1) ) In figuur 3.2 is het aangenomen bezwijkmechanisme

Fig. 3.2.

6

AangenolTIèn

bezwijkmechanisme

Davis e.a. [lit.2t.

weergegeven.

('(IR

~/IItLW-IC4

(iW.

v."_"'\.' 1i

Voor de ondergrens wordt gevonden: voor CID < 0.86: 0r= as -

cul 2 .•2In(2Cf

D+ 1)]

(3)

voor CID > 0,86: 0r= as - Cu

I41n(2

(grootheden

Cf D+ 1) I

en parameters

(4)

als in formule (1) )

Voor niet cohesieve grond zijn door Atkinson en Potts (1977) [lit.3] onder- en bovengrenzen voor de minimale steundruk afgeleid, analoog aan het werk door Davis e.a. voor cohesieve grond. De resultaten zijn gebaseerd op een theoretische 2 dimensionale 'Plane Strain' benadering, onderbouwd met resultaten van centrifuge proeven (in droge niet-cohesieve grond). De benadering blijkt volgens de auteurs een realistisch beeld op te leveren van de benodigde steundruk. ondanks het feit dat de werkelijkheid 3 dimensionaal is. Volgens de auteurs kan de theorie ook worden toegepast op niet-droog zand, indien er geen sprake is van stroming en de korreldrukken goed bekend zijn. In dat geval moet met korrelspanningen worden gerekend.

1 1_1_-'-4>i-~IYD 4cos4>/ tanè: 2 hierin is: ar = gemiddelde (effectieve) ~ =

4>'

=

y

=

D

=

1

+

(ondergrens)

(5)

(bovengrens)

(6)

steundruk

sin4>!

1 - sin4>' hoek van inwendige wrijving in radialen volumegewicht van de droge grond of effectief volumegewicht i.g. v. natte grond tunneldiameter

Door Krause (1987) [lit.4] is het inwendige evenwicht van een grondmoot direct voor het graaffront beschouwd. Hierbij is uitgegaan van respectievelijk een halve cirkel. een kwart cirkel in doorsnede en een halve bol. Een en ander als aangegeven in figuur 3.3.

7

con

kliJlI-W-ICJ

(,W

1J~_dt\•.

··'f1

ElEiER

fUl

HAl8KREIS

YIERTEllRElS

RÄUMllCHER

nu

HAlBIUGEl

FIg. 3.3.

Beschou wde grondmoot

volgens

Krause [litAI.

De minimale effectieve steundruk waarbij nog evenwicht wordt gevonden bedraagt voor deze gevallen respectievelijk:

8

(',IH

i./rIU-W-U':J

(jW

•••• <::-<J.\3H

-'-

(1yD

tan
or

°r

,

= ----

0,5

+

-

6

1TCC')

11·

tane:

(7)

2

(3yD

-

(8)

2"TCC')

= _1 - (1y D - 1TC c') tanë: 9 2

hierin is: c' = cohesie van de grond y = boven de grondwaterstand: onder de grondwaterstand:

(9)

volumegewicht van de grond effectief volumegewicht v.d. grond

( overige parameters en grootheden

als vermeld onder formule (6) )

Welk geval maatgevend is hangt af van de verhouding tussen de verschillende parameters. de halve bol is echter nooit maatgevend ten opzichte van de halve cirkel. Omdat de halve cirkel echter een 2-dimensionaal geval betreft is de halve bol mogelijk realistischer. Overigens wordt opgemerkt dat bij hogere waarden voor de cohesie wordt gevonden dat de effectieve steundruk kleiner dan nul zou mogen zijn. Dit betekent dat in die gevallen de beschouwde bezwijkmechanismen niet zullen optreden. Door Leca en Dormieux (1990) [lit.9] zijn op vergelijkbare wijze als Atkinson (1977) en Davis (1980) een onder- en bovengrens bepaald voor zowel de minimale als de maximale steundruk . De gevonden bovengrens voor de minimale steundruk (bovengrens ~ onveilige waarde) komt zeer dicht bij het resultaat van centrifugeproeven in droge zandgrond, betreffende een tunnel met een diameter van 4 m in de prototype situatie. In het geval van cohesieve grond geldt voor de minimale en voor de maximale steundruk: (10) hierin is: factoren volgens figuur 4.4 en 4.5

Or

(1-\-1)-+1 oe Os

(1-\-1)-+1 oe (1-\-1)yD Oe

gemiddelde effectieve steundruk effectief volumegewicht van de grond 1 .•.sin
, - sin
2

1 - sin
9

l'(IR

k/IJn-W-iJ::'4

liW

CJ5-IJn.3-H

De factoren Ns en N)' voor het geval van minimale steundruk zijn weergegeven en voor het geval van maximale steundruk (blow-out) in figuur 3.5.

ti

'4

.

\

..~,'

.' .•.

NI;

~~'

,,

,

,

,, ,,

,

\

.,

--~.

----

~.

, ,, ,

In figuur -'.4

\

,,

\

,,

,,

\

\ \ \

\

.1 ' \ \

, \

\e. \

.

,,

,

,

,

I

.-' .2lI" .-- ·25·

.. _-- ..... - "'--

,

Fig. 34.

Factoren

- -------

- - - - --

ter bepaling

hoven-

. _- • 3lr

. _ .•


en ondergrens

minimale

a

a

I

steundruk

.•.

._'_-.cr-

45-

c:.'O

[lit.9J .

•••

- -- - ~

.' ..

---;:

JO

..

_. ~

'0

_- • 3lr _- • 25" _-.2(T'

1

Fig. 3.5

10

Factoren

1

ter bepaling

3

'-/0

hoven- en ondergrens

maximale

0

co

0

steundruk

(Blow-out)

[lit.9J.

('(In

/.:l'Jli-W.l!:4

(,W

l.I5-1Jf\.;',H

Voor het geval van niet-cohesieve grond geldt dat "c = O. waardoor de waarden Afgeleid is door de auteurs dat voor dit geval geldt:

0)' niet zijn gedefinieerd.

voor Os en

(11 ) (grootheden

en parameters

als in formule (10) )

Door Jancsecz and Steiner (1994) [lit.5] wordt een eenvoudig model beschreven om de minimale steundruk te bepalen. Hierbij wordt een wigvormig bezwijkende grondmoot aangenomen, direct voor het graaffront als aangegeven in figuur 3.6. Onbekende hierbij is de hoek IJ die de wig met de horizontaal maakt.

b.) F'RONT 'v1EW

0.) LONGITUDINAL SEcnON

2 Q.kN/m

Greund surtoce ,......•... ,

41. c

.,.

Greund woter

"

Shiëld P

t"

I

-::'-._ ~._ 0..S

c.) T~ SlDE I,1(W

i

d.) F'~c(S

t

--;-11[ Fig. 3.6.

Aangenomen

bezwijkvorm

methode

b

Jancsecz

ON SOL YltDGE

C,

E+W

s

[lit.S]

Door Jancsecz is gezocht naar de waarde voor IJ die de laagste waarde voor de steundruk oplevert. Deze blijkt een functie van de relatieve gronddekking (CID) en de hoek van inwendige wrijving van de grondlaag ter plaatse van het graaffront. Door middel van een iteratieproces zijn oplossingen voor IJ gevonden. Op basis van de waarde voor IJ wordt een waarde voor de

Il

ruimtelijke

gronddrukcoëfficiënt

KA3 gevonden.

,. IJ

t

Ir

t·I$' t·w

t·w

..

t·»'

als aangegeven

1Q.340 IUII 14.102 IUOO

I

11.110 14.161 6IJI3 14,464 16~ &1.561 10,423 Rlt7 l2.J22 I4Jn ",705 &I.&aJ JCU27

2 J

~o

45.1 2

K !t!.!.l. •

2

S7,S

10,0

ltS

0.4111 0.4117 o,~9

1U74

• .20'

••

•• .)5'

0._

t·w

0

O,JIO

0.241

0.199

1

0,lS4

0,l7t

0.141

2 3

0.222 0.217

0.171

0.J4I

o,m

0,1]1

I., 01"'(45-;

0,.'

Iltll 10,171

IS,O

•••• 0,151

ij"

K.

G.2I7

2

1$'

0,273 0,l71

0,214

0.171

O,Il&

0,41

O,JJ

0.27

o.n

OoS7. 0.4"1

0..117

o.J49

O.J4S

!ill9

00

Ul7

0,1

2

2

1

i

o

J

J

Ruimtelijke

=

dekking

hoven de tunnel

gronddruk"o~ftï"i~nt

KA3 volgens

t

Fig. 3.7.

Ku

I

•••

0

in figuur _~.7.

Op basis van de volgende

formule

van het tunneldak

bepaald:

worden

(

=

C );

Jancsecz

kan vervolgens

D = tunneldiameter [lit.51·

de benodigde

effectieve

steundruk

ter hoogte

(12) hierin is: IJ T = effectieve steundruk t.h. v. het tunneldak IJ ~

= vertikale effectieve spanning t.h. v. het tunneldak 3 - 0 gronddrukcoëfficiënt volgens Jancsecz

KAJ =

Op basis van goede ervaringen met praktijktoepassing van de gegeven dat er vanuit de uitvoering geen behoefte bestaat aan gecompliceerdere bepalingen

12

van de minimale

steundruk.

formule stelt 1ancsecz of geavanceerdere

t

',JH

(;U'.

IdIIU-W~IC4 Y5-11I\,.?·'ff

3.2

Resultaten

Voor meetveld Noord is de grondopbouw opgevat als homogeen en niet cohesief. Derhalve konden berekeningen worden uitgevoerd op basis van Atkinson, Leca, Krause en Jancsecz. De gebruikte grond parameters zijn gebaseerd op hoofdstuk 2. Hierbij wordt opgemerkt dat voor de berekening op basis van Atkinson en op basis van Leca uitgegaan is van gemiddelde grondparameters van de lagen rond en boven de tunnel. Voor de berekeningen met Krause en met Jancsecz dienen tevens parameters van de lagen ter plaatse van het graaffront te worden ingevoerd. Deze waarden zijn rechtstreeks uit tabel 2.2 afgeleid. De gehanteerde parameters alsmede de berekeningen zijn weergegeven op de bijlagen AI t/m A5. In tabel 3.1 zijn de resultaten van de berekeningen op basis van de bovenbeschreven samengevat. Tabel 3.1. Berekeningsresultaten methode

Atkinson

en Pons [lit.J]

Leca en Dormieux

Krause Jancsecz I)

3)

and Steiner

minimale steundruk t.h,v. de tunnelas [kPal

4)

ondergrens

172

I)

bovengrens

157

I)

ondergrens

209

I)

bovengrens

151

I)

167

l) 2)

172

3)

[lit.5]

Met de formules

wordt de gemiddelde

de totale gemiddelde

In dit geval is de kwart cirkel Md de formules vermelde

4)

meetveld Noord.

[Iit.4]

betreffen 2)

Ilit.91

waarden

Met ondergrens

methoden

wordt veilige

steundruk

inclusief

maatgevend

g-hleken.

wordt de effectieve betreffen

effectieve

steundruk.

steundruk

de totale gemiddelde waarde

591

berekend

steundruk.

De in de tabel

ter hoogte

van het tunneldak ter plaatse

bedoeld en met hovengrens

I) I)

10.017

de waterdruk

ter hoogte

maximale steundruk t.h. v. de tunnelas [kPa]

vermelde

waarden

van de tunnelas.

berekend.

D~ in de tabel

van de tunnelas.

onveilige

waarde

Voor meetveld Zuid komen in principe minder methoden in aanmerking, omdat in dit geval gel ijktijdig door gedraineerde en ongedraineerde lagen wordt geboord. Ook voor deze situatie zijn de gehanteerde grondparameters gebaseerd op hoofdstuk 2. In het geval van de methode Jancsecz is de cohesie verwaarloosd. De gehanteerde parameters alsmede de berekeningen zijn voor dit meetveld weergegeven op de bijlagen A6 t/m A9.

13

CUfi·

ld(}d-W ..iJ~4

(,w.

"'5-'h3 fi

Tabel .'.2. Berekeningsresultaten methode

meetveld Zuid. minimale steundruk t.h, v, de tunnelas [kPa]

4)

198 132

I)

Krause [lit.4]

149

I) 2)

Jancsecz and Steiner [lit.5]

150

3)

Leca en Dormieux [lit.91

ondergrens bovengrens

I)

maximale steundruk t.h.v, de tunnelas [kPa] 521 3,201

I) 1)

I)

Met de formules wordt de gemiddelde effectieve steundruk berekend. De in de tabel vermelde waarden betreffen de totale gemiddelde steundruk. inclusief de waterdruk ter hoogte van de tunnelas

2)

In dit geval is de kwart cirkel maatgevend gebleken.

3)

Met de formules wordt de effectieve steundruk ter hoogte van het tunneldak berekend. De in de tabel vermelde waarden betreffen de totale gemiddelde steundruk. ter plaatse van de tunnelas.

4)

Met ondergrens wordt veilige waarde bedoeld en met bovengrens onveilige waarde

3.3

Conclusies

De bovengrensberekeningen voor de minimale steundruk volgens zowel Atkinson en Potts als Leca en Dormieux zijn onderbouwd met de resultaten van centrifuge proeven in droge zandgrond. Beide methoden leveren (voor meetveld Noord) resultaten die dicht bij elkaar liggen. De methoden volgens Krause en volgens Jancsecz zijn beide gebaseerd op een aangenomen bezijkmechanisme en kunnen derhalve ook als bovengrensbenaderingen voor de te verwachten minimale steundruk worden opgevat. De met de laatste methoden gevonden waarden voor de minimale steundruk zijn in geringe mate hoger dan die volgens de beide eerder genoemde methoden en daarmee dus mogelijk scherper gedetineerd. De hoogste waarde voor de bovengrens wordt gevonden met de methode Jancsecz en bedraagt afgerond 170 kPa. De laagste waarde voor de ondergrens wordt gevonden met Atkinson en Potts en bedraagt eveneens 170 kPa. Betreffende de maximale steundruk kan worden gesteld dat de grenzen erg ver uit elkaar 1iggen, waarbij met name de bovengrensbenadering levert een erg hoge waarde oplevert. Naar verwachting levert de ondergrensbenadering de meest realistische waarde op. Deze bedraagt afgerond 600 kPa.

Voor meetveld Zuid wordt eveneens gevonden dat de methoden volgens Krause en volgens Jancsecz de hoogste waarden opleveren voor de bovengrens. Hierbij moet echter wel worden vermeld dat in het geval van de methode Jancsecz de cohesie is verwaarloosd. Om deze reden wordt in dit geval uitgegaan van de bovengrens volgens Krause en deze bedraagt afgerond 150 kPa. De ondergrens volgens Atkinson en Potts bedraagt in dit geval 200 kPa. De werkelijke minimale steundruk zou tussen de boven- en ondergrens in moeten liggen. Ook voor meetveld Zuid wordt gevonden dat de boven- en ondergrenzen voor de maximale steundruk erg ver uit elkaar liggen. De (meest realistische) ondergrenswaarde bedraagt voor dit geval afgerond 520 kPa. 14

CuH

k /d(l ..~'-1!~4

r.w

l.,/5-1Jn.''H

HOOFDSTUK 4 METHODE ROWE Bij het bestuderen van de effecten van variaties in steundruk ter plaatse van het graaffront met behulp van een 2-D eindige elementenmodel zijn er in principe 2 mogelijkheden. Men kan de situatie schematiseren tot een langsdoorsnede, waarbij in feite wordt geschematiseerd dat een laag wordt ontgraven, of men kan de situatie schematiseren tot een axiaal-symmetrische doorsnede. De schematisering van een geboorde tunnel tot een axiaal-symmetrische doorsnede, met de tunnel as als probleemas, heeft het voordeel dat de effecten ter plaatse van het graaffront realistisch kunnen worden benaderd. Dit geldt met name voor de situatie waarbij de tunnel zich bevindt in homogene grondslag, en de tunneldiameter gering is in verhouding tot de dieptel igging. In deze situatie geldt namelijk dat de spanningstoestand van de grond in de directe omgeving van de tunnel vrijwel overal gel ijk is. Door Hafany en Emery [lil. 7] worden dergelijke berekeningen voor het genoemde geval beschreven. In aanvulling hierop hebben Rowe en Lee [lit.8] met succes op basis van axiaal-symmetrische EEM sommen predikties uitgevoerd voor de maaiveldzakking voor een ondiep gelegen tunnel met een geringe diameter. De door Rowe gevolgde werkwijze betreft een combinatie van oplossingen voor 2 verschillende gevallen, als aangegeven in figuur 4. I. Bij het eerste geval (a) wordt in feite de grond boven de tunnel gemodelleerd, maar dan axiaal-symmetrisch, met de tunnelas als as. Bij het tweede geval (b) wordt de grond onder de tunnel gemodelleerd.

(.) Croa'" Surfece

'#

Stlff

SeM/llHrock

III"'-l"IIlJ;=_=.;.~,..

9J"•••

PL.UE mAlN

COlIDITIOI

AlIST!t'ImIC

Al'PlOIIIlATIOI

Ft •• d Io•••der, (~) Cr_

Surface

Ft •• d 3ounder, PL.UE mA IN COIIDIr IOl

Fig.4.1.

Schernat isat ie in 2 gevallen

volgens

ROWè

AllST!t'IETIIC

APPIIOIIIlATIOIl

[lit.S].

15

CuR (,W

kf'j~W-IC4 o.,5-f)h3/R

De door Rowe berekende situatie betreft een tunnel in een relatief stijve kleilaag. die zich uitstrekt tot enige afstand onder de tunnel. Onder deze kleilaag bevindt zich rotsbodem. die als vaste ondergrond onder de tunnel wordt gezien. Door de resultaten voor de beide genoemde berekende gevallen te middelen is een verloop van de maaiveldverplaatsing gevonden dat overeenstemt met het resultaat van een 3-D EEM som. Bij het middelen van de twee gevallen wordt voor het eerste geval (a) uitgegaan van de berekende maaivelddeformaties en voor het tweede geval (b) van de berekende deformaties op een afstand tot de tunnelas, gelijk aan de afstand tussen het maaiveld en de tunnelas. Het door Rowe gevonden resultaat is weergegeven in figuur 4.2

LONGITUOINAL

OISTANCE

-4.0

-

x/o

Face

3.0

VI

x

0.0

<:(

0 cc: u

~ z

2.0

0 ...J <:(

•...

;;-

\

'0

'0

>-

z •... .~ x •... u

0.0

'-~-------

z :a

4.0

z

<:(

...J

c,

-,

Case 2 Axisyrrmetric (Bot tom Por t i on)

-, -,

2.0

4.0 30 Analysis

VI

6.0

Ö ...J

:: >-

H

cc:

'"-'

""

8.0

6.0

Case 1/,'-"""" AXlsymmetric (Top Po r t t on )

~

<:(

J =2

'"

•••.......

,,-

Ko =1

B.O

N=3

Fig. 4.2.

Vergelijking

maaivelddeformatie

berekend

volgens

Rowe en op basis 3-0

EEM

berekening

[lit.S].

De in dit geval te berekenen situatie wijkt duidelijk af van die waarvoor door Rowe een berekening is gemaakt. In dit geval is de tunneldiameter aanmerkelijk groter dan in het geval van Rowe en bovendien wijkt de grondgesteldheid nogal af. Van een homogeen pakket dat tijdens het boorproces uitsluitend ongedraineerd gedrag vertoond is in dit geval geen sprake. Ook komt geen vaste ondergrond op enige afstand onder de tunnel voor, zodat het berekenen van het genoemde tweede geval volgens Rowe in dit geval niet eenvoudig toepasbaar is. In de grondslag ter plaatse wordt de pleistocene zandlaag. waarin de tunnel zich bevindt, wel als vaste ondergrond gezien. Hier van uitgaande zou de berekening van het tweede geval volgens Rowe impliceren dat de vaste rand aan de onderzijde zich dichter bij de tunnelas bevindt dan het maaiveld. In dat geval zou worden gevonden dat de maaiveldverplaatsing, berekend volgens het tweede geval overal nul is. Omdat bij toepassing van de methode Rowe de maaivelddeformaties volgens de beide gevallen dienen te worden gemiddeld, zou in die situatie 16

(",m

kll)(~W-IC4

(iW

1,i5-1i/\3'N

voor de prediktie van de maaiveldzakking worden gevonden dat deze de helft bedraagt van de volgens het eerste geval (a) berekende waarde. In verband hiermee is de axiaal-symmetrische berekening beperkt tot het eerste geval volgens Rowe, namelijk schematisatie van de grond tussen de tunnel en de het maaiveld. Halvering van de berekende maaivelddeformaties levert vervolgens de prediktie volgens de methode Rowe op.

Omdat de situatie sterk afwijkt van de door Rowe berekende situatie moet worden gesteld dat onderbouwing van de voorgestelde methode voor deze situatie in feite ontbreekt. Dit betekent dat de resultaten zouden moeten worden vergeleken met de uitkomsten van de 3-dimensionale Eindige elementenberekeningen die in het kader van cluster 4 zullen worden uitgevoerd, om (mogelijk) tot onderbouwing te kunnen komen. Dit is overigens conform de werkwijze die Rowe heeft gevolgd bij de onderbouwing van zijn methode voor de door hem bekeken situatie.

17

CuR

kl·Iti-W

..o,2J

(;W

"'5,iifo\.~

IJ

HOOFDSTUK 5 2-D AXIAAL-SYMMETRISCHE

EEl\'1 BEREKENINGEN

De berekeningen zijn uitgevoerd met het op de methode der eindige elementen gebaseerde computerprogramma PLAXIS, versie 5.3.

5.1

Schematisatie

van het probleem

In figuur 5.1 is aangegeven op welke wijze het axiaal-symmetrische is geschematiseerd.

maaivetd

vt'ije rand

/

i.·'

\

---------~---i--.~-'I ',,:

'/

,

-, w-:rko:1ijke dso

Fig. 5. I.

Schematisat

probleem tot elementennet

"-

I

---------t'

i

. /

/

,/

schetaati satie

ie

Daar het de bedoeling is in dit geval alleen de invloed van variatie van de steundruk te onderzoeken is gekozen voor de toepassing van een elementennet dat alleen de grond omvat, en niet de tunnellining. De aanwezigheid van lining en schild is geschematiseerd door middel van oplegpunten van de mesh, de steundruk ter plaatse van het graaffront is als uitwendige belasting geschematiseerd.

18

l..'oH: I

;W:

k/IIO..W-IC4 V5-iJl't3'R

In de werkelijke situatie zal er wrijving optreden tussen het schild en de omringende grond. alsmede tussen de lining en de omringende grond. Ten gevolge van de beweging van het schild zal dit schuifspanningen overbrengen op de omringende grond. De richting van deze schuifspanningen is de voortbewegingsrichting van de tunnel. Deze schuifspanningen worden echter beperkt doordat zich tussen het schild en de omringende grond steunvloeistof zal bevinden als gevolg van de oversnijding van het graafwiel. Omdat de tunnel zich afzet tegen het reeds bestaande deel van de tunnellining, zullen ter plaatse van de lining tegengestelde schuifspanningen op de grond worden overgebracht. Direct achter het schild zullen de laatstgenoemde schuifspanningen echter beperkt van grootte zijn, omdat de grout die achter het schild wordt geïnjecteerd uithardingstijd nodig heeft. De invloed van schuifspanningen tussen tunnel en grond is niet meegenomen in de berekening. Wel is de invloed van het optreden van wrijving tussen grond en schild en tussen grond en lining onderzocht. Hiertoe is voor het meetveld Zuid een extra berekening uitgevoerd, waarbij voor de ondersteuningspunten ter plaatse van de tunnellining de beweging in beide richtingen is verhinderd. Bij de overige berekeningen is de beweging in de richting van de tunnelas ter plaatse van de oplegpunten vrij gehouden. De berekeningen zijn voorts uitgevoerd zonder toepassing van interface-elementen langs de lining. De invloed van deze vereenvoudiging is onderzocht door één van de berekeningen voor het meetveld Zuid te herhalen met interface-elementen langs het schild en de lining. De initiële spanningssituatie voor het naderen van de tunnel is berekend met behulp van rekenstappen waarbij ter plaatse van het graaffront de te verwachten initiële spanning als steundruk wordt aangebracht. Bij de berekening van de initiële spanningssituatie treedt echter samendrukking op van de grond. In verband hiermee dient tijdens de berekening van deze spanningssituatie ter plaatse van de tunnellining een verplaatsing te worden voorgeschreven. die overeenkomt met de verplaatsing die optreedt in de ongestoorde grond. De grootte hiervan is apart berekend in een rekenstap die voorafgaat aan het berekenen van de initiële spanningss ituatie. Achtereenvolgens zijn voor beide meetvelden de volgende berekeningsstappen

doorlopen:

Berekening van de benodigde opgelegde verplaatsing ter plaatse van de tunnellining tijdens het aanbrengen van de initiële spanningssituatie. 2

Aanbrengen van het eigengewicht, de onder 1 berekende opgelegde verplaatsing ter plaatse van de tunnellining en de initiële belasting ter plaatse van het graaffront. Tijdens deze stappen zijn alle lagen volledig gedraineerd.

3

Aanpassen van de gradiënt van de steundruk aan de hydrostatische vloeistofdruk van de boorvloeistof: de steundruk ter plaatse van de tunnelas blijft gelijk. Tijdens deze en volgende stappen worden alle cohesieve lagen als volledig ongedraineerd beschouwd.

4a

In stappen de gemiddelde steundruk laten afnemen tot actief bezwijken optreedt.

4b

In stappen de gemiddelde steundruk laten toenemen tot passief bezwijken optreedt. 19

CUH

kf/1J-.W-iJ::4

r.w

1.i5-IJI\.~'U

4c

De gradiënt van de steundruk laten afnemen tot nul en vervolgens de lagen laten draineren. Dit laatste komt overeen met de situatie van een langdurende stagnatie. onder luchtdruk (dus met spiegeldaling van de steunvloeistoft.

Zoals vermeld zijn voor meetveld Zuid tevens berekeningen uitgevoerd waarbij is gevarieerd met de oplegpunten ter plaatse van de tunnellining en met de aanwezigheid van interfaceelementen ter plaatse van de tunnellining. Bij deze berekeningen zijn de stappen 1 tlm 4a doorlopen. Er van uitgaande dat de consolidatieperiode van de cohesieve lagen relatief lang is in relatie tot de boorsnelheid, zijn deze lagen bij de stappen 3 en 4 als volledig ongedraineerd beschouwd. Voor meetveld Zuid is echter tevens de invloed van een langdurende stagnatie onderzocht waarbij de steunvloeistof aanwezig blijft. Hiertoe is na stap 3 nog een extra stap uitgevoerd, waarbij de cohesieve lagen volledig gedraineerd zijn. De gemiddelde steundruk is in deze berekening constant gehouden. In tabel 5. I is een totaaloverzicht gegeven van de uitgevoerde berekeningen.

Tabel 5.1. Overzicht uitgevoerde berekeningen. 00<>1

:\a:un

Zuid

1

ufceme druk.

Zuid

1

druk. Zuid

.~

gemiddelde

steun-

mçdvdd Zuid

toename

gemiddelde meetveld

invloed

\\.Tijving

--

ZU

lm

U.

--

ZU

lm

10

steun-

Zuid lang>

eu lining

schild

Schematililltie weergegeven in bijl:>ge:

8ijzondemeid

beweging

in heide

verhinderd

cps.

richtingen ZII

lm

16 en ZJ.I


langdureode

staguaue

meet-

veld Zwd

cohesieve

lagen

drainecrd.

gruJI~n1 steundruk

\'()Ucdig gvZU

t.m

ló

normaal Zwd

5

afname tot

Zwd

0

grudië-Dl steundruk

o

invloed lang,

eerst

ong edraineerd.

later

Z5.1

t

m

0

gedraineerd iraerface ",hild

elemctaen

co lining

~Wl'ging

in beide richtineen

ZU

Lm

1.0 en ZÖ.l

verhr n•.Ie nJ t.p.\ _~ ...'hild Iining

Noord

I

afname druk.

N()(n-J

~

gemiddelde meetveld

toename druk.

steun-

gemiddelde rncerveid

--

NU

--

NI 1 Lm 16

5

afname til(

gruJI;:tl1

ló

steun-

Noord eerst ouaedruinecrd.

Noord

t.m

Noord

steundruk

gedraineerd

later N5.1

Cm!,)

()

Ten behoeve van de duidelijkheid is per berekening een overzicht gegeven van de uitgevoerde berekeningsstappen. Deze kan worden teruggevonden in de bijlagen Z 1.0, Z2.0 enz. Bij de bepaling van de gradiënt van de steundruk is uitgegaan van een boorvloeistof

20

met een

('oH

k,liH .. W.. o:4

(iW

\;5-111'\.'

H

volumegewicht van 12 kN/m3.

5.2

Resultaten

5.2.1 Meetveld Zuid, aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk (Zuid 1) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen Z I. 7 tlm 16. Het berekende verloop van de spanningen als functie van de afstand tot de symmetrie-as, na aanbrengen van de initiële spanningen, is weergegeven op bijlage Z 1.20. Opvallend is dat de tangentiale spanningen in laag 3 erg hoog oplopen. Dit wordt veroorzaakt doordat deze stijve zandlaag zich bevindt boven een slap pakket. Ten gevolge van de relatief grote radiale verplaatsing treedt opspanning op in tangentiale richting. Tijdens de aanpassing van de gradiënt van de steundruk aan het volumegewicht van de boorvloeistof (stap 3) treedt ter plaatse van het graaffront een deformatie op van 1,3 mmo De berekende maximale maaiveld verplaatsing boven de as van de tunnel bedraagt maximaal

0.2 mmo Bij het laten afnemen van de gemiddelde steundruk neemt de deformatie toe. Op de bijlagen Z 1.17 en 18 is dit grafisch in beeld gebracht. U it de figuren blijkt dat de grondverplaatsingen ter plaatse van het graaffront met name in laag 18 (zandlaag) sterk gaan toenemen indien de gemiddelde effectieve steundruk kleiner wordt dan 0,2x de oorspronkelijke waarde. Bezwijken treedt op bij een gemiddelde effectieve steundruk van 0,024x de oorspronkelijke waarde (zie ook bijlage ZI.l9). De berekende maximale verplaatsing ter plaatse van het graaffront bedraagt bij bezwijken 0,13 m, de maximale maaiveldverplaatsing 0,003 m.

5.2.2 Meetveld Zuid, toename steundruk (Zuid 2) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen Z2. 1 t/m 8. Bij het laten toenemen van de gemiddelde steundruk neemt de deformatie toe. Op de bijlagen Z2.9 en 10 is dit grafisch in beeld gebracht. Uit de figuren blijkt dat de grondverplaatsingen ter plaatse van het graaffront in kleilaag 16 sterk gaan toenemen indien de gemiddelde effectieve steundruk groter wordt dan 4x de oorspronkelijke waarde. Bezwijken treedt in deze laag op bij een gemiddelde effectieve steundruk van 5,75x de oorspronkelijke waarde (zie ook bijlage Z2. 11). De totale gemiddelde steundruk bedraagt dan 373 kPa. Opvallend is dat de berekende verplaatsingen ter plaatse van het graaffront erg groot zijn bij bezwijken. Voor de maximale verplaatsing ter plaatse van het graaffront is circa 2 m gevonden. voor de maximale maaiveldverplaatsing 0,05 m.

21

CoR.

k!11I)...W-I)"~4

(,-w..

"'5-I)I/')."H

Meetveld Zuid. invloed wrijving schild (Zuid 3) Het resultaat van deze berekening is vergeleken met berekening 'Zuid 2'. Op de bijlagen Z3.2 tlm 4 is deze vergelijking uitgewerkt. 5.2.3

Bij het laten toenemen van de gemiddelde steundruk neemt de deformatie toe. U it bijlage Z3. 2 blijkt dat de grondverplaatsingen ter plaatse van het graaffront in kleilaag 16 sterk gaan toenemen nabij bezwijken. De berekende maximale verplaatsing is, in het geval van verhinderde beweging, circa 10 % groter dan bij vrije beweging. Bij een lagere steundruk zijn de berekende verschillen in deformatie geringer. Op bijlage Z3.4 is het verschil in bezwijkgedrag zichtbaar gemaakt. De berekende bezwijkwaarde voor de steundruk in het geval van passief bezwijken is in beide gevallen gelijk.

5.2.4 Meetveld Zuid, invloed interface elementen (Zuid 6) Het resultaat van deze berekening is vergeleken met berekening 'Zuid 2'. Op de bijlagen Z6.2 tlm 5 is deze vergelijking uitgewerkt. Bij het laten toenemen van de gemiddelde steundruk neemt de deformatie toe. De bijlagen Z6.2 en Z6.3 geven een uitvergroting van het verplaatsingenbeeld rond de overgang van graaffront en schild, voor respectievelijk het geval met en zonder interface elementen, bij gelijke verhoging van de gemiddelde steundruk (EMloadA = 4). Bijlage Z6.4 geeft het berekende verloop van de maaiveldzakking voor beide gevallen. Zoals blijkt uit de bijlagen zijn de verschillen gering. Bijlage Z6.5 geeft de verplaatsing van 2 punten direct achter het graaffront als functie van de toenemende gemiddelde steundruk. Tot een waarde van EMloadA = 5, I geven de berekeningen met en zonder interface elementen vrijwel hetzelfde resultaat te zien. Bij de berekening met interface elementen lukt het niet de gemiddelde steundruk nog verder te laten toenemen binnen de gewenste nauwkeurigheid. Ervan uitgaande dat in het geval van de berekening met interface elementen op dit punt bezwijken zou optreden, bedraagt het verschil in gemiddelde bezwijksteundruk tussen de berekening met en zonder interface elementen maximaal 12 %. Gelet op het verloop van de verplaatsing als functie van de gemiddelde steundruk bij beide berekeningen wordt het echter zeer waarschijnlijk geacht dat het verschil in bezwijksteundruk tussen de beide berekeningen aanmerkelijk geringer zou moeten zijn.

Meerveld Zuid. langdurende stagnatie, steundrukgradiënt normaal (Zuid 4) De resultaten van de EH.1-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen Z4.1 tlm 3.

5.2.5

Een vergelijking van de berekende deformaties tussen het volledig gedraineerde en het ongedraineerde geval is weergegeven in de bijlagen Z4.4 en 5. Uit de grafieken blijkt dat het verschil tussen beide gevallen verwaarloosbaar is.

22

COH

J.:./1(1-"'"",:.1

(~"'

115-"1', •.•

H

Meetveld Zuid, gradiënt steundruk naar nul (Zuid 5) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen Z5. I t/rn 7.

5.2.6

De eerste 4- bijlagen hebben betrekking op de aanpassing van de gradiënt van de steundruk. de laatste 3 op de drainagestappen die aansluitend hebben plaatsgevonden. Een vergelijking van de berekende deformaties met de eerder berekende deformaties bij een steundrukgradiënt die hoort bij de steunvloeistof is weergegeven in de bijlagen Z5.8 en 9. Eerder is gevonden dat ten gevolge van het vervangen van de initiële spanningssituatie door de boorvloeistof. het graaffront van de tunnel af beweegt, voor doorsneden boven de tunnel as . Dit wordt veroorzaakt doordat de gradiënt van de boorvloeistof groter is dan de gradiënt van de initiële horizontale grondspanning. Als de steundrukgradiënt vervolgens afneemt tot nul wordt gevonden dat het graaffront weer de andere kant op beweegt. Ten gevolge van het vervolgens laten draineren van de grond blijkt de verplaatsing in geringe mate toe te nemen. Opvallend is dat gevonden wordt dat het maaiveld ten gevolge van het consolidatieproces omhoog beweegt. Aangenomen wordt dat dit het gevolg is van zwellen van de grond, onder invloed van het afnemen van negatieve wateroverspanningen.

5.2.7 Meetveld Noord, aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk (Noord J) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen NI. 7 t/rn 16. Het berekende verloop van de spanningen als functie van de afstand. tot de symmetrie-as. na aanbrengen van de initiële spanningen, is weergegeven op bijlage N 1.20. Tijdens de aanpassing van de gradiënt van de steundruk aan het volumegewicht van de boorvloeistof (stap 3) treedt ter plaatse van het graaffront. evenals in het geval van meetveld Zuid. een deformatie op van circa 1,3 mmo De berekende maximale maaiveldverplaatsing boven de as van de tunnel bedraagt maximaal circa 0.2 mmo Bij het laten afnemen van de gemiddelde steundruk neemt de deformatie toe. Op de bijlagen N 1.17 en 18 is dit grafisch in beeld gebracht. Uit de figuren blijkt dat de grondverplaatsingen ter plaatse van het graaffront sterk gaan toenemen indien de gemiddelde effectieve steundruk kleiner wordt dan O,4x de oorspronkelijke waarde. Bezwijken treedt op bij een gemiddelde effectieve steundruk van 0,045x de oorspronkelijke waarde (zie ook bijlage NI.19). De berekende maximale verplaatsing ter plaatse van het graaffront bedraagt bij bezwijken 0,076 m. de maximale maaiveldverplaatsing 0,0014 m.

5.2.8 Meerveld Noord, toename steundruk (Noord 2) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen N2. 1 t/rn 8. Bij het laten toenemen van de gemiddelde steundruk neemt de deformatie toe. Op de bijlagen N2.9 en 10 is dit grafisch in beeld gebracht. Opvallend is dat het graaffront zelfs in het 23

CIiR:

kf{J{j..W-I/:'4

(iW:

~5-iJfl..?i1i

bezwijkstadium nog vrijwel vlak is. Bezwijken treedt pas op bij een extreem hoge waarde voor de gemiddelde steundruk van 1619 kPa. De gemiddelde effectieve steundruk bedraagt dan 21 ,3x de oorspronkelijke waarde (zie ook bijlage N2. 11). Voor de maximale verplaatsing ter plaatse van het graaffront is bij bezwijken 0,62 m gevonden, voor de maximale maaiveldverplaatsing 0,048 m.

5.2.9 Meetveld Noord, gradiënt steundruk naar nul (Noord 5) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen N5.1 t/rn 7. De eerste 4 bijlagen hebben betrekking op de aanpassing van de gradiënt van de steundruk. laatste 3 op de drainagestappen die aansluitend hebben plaatsgevonden.

de

Een vergelijking van de berekende deformaties met de eerder berekende deformaties bij een steundrukgradiënt die hoort bij de steunvloeistof is weergegeven in de bijlagen N5.8 en 9. Eerder is gevonden dat ten gevolge van het vervangen van de initiële spanningssituatie door de boorvloeistof. het graaffront naar de tunnel toe beweegt, voor doorsneden boven de tunnel as . Dit wordt veroorzaakt doordat de gradiënt van de boorvloeistof kleiner is dan de gradiënt van de initiële horizontale grondspanning. Als de steundrukgradiënt vervolgens afneemt tot nul wordt gevonden dat de verplaatsing van het graaffront ongeveer verdubbelt. Het vervolgens laten draineren van de grond heeft geen verdere invloed meer op de verplaatsing ter plaatse van het graafront, wel op de maaivelddeformatie. Dit is verklaarbaar uit het feit dat alleen de laag direct onder het maaiveld aan consolidatie onderhevig is.

5.3

Conclusies

Uit de berekeningsresultaten

kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

De berekende invloed van de wrijving tussen schild en omringende grond en lining en omringende grond is beperkt. De berekende steundruk waarbij passief bezwijken optreedt wordt er niet door beïnvloed en de berekende deformaties verschillen slechts in beperkte mate. De berekende invloed van een langdurende stagnatie op de gronddeformaties. geval van een optimale gemiddelde steundruk is gering.

in het

In tabel 5.2 is een overzicht gegeven van de berekeningsresultaten betreffende de steundrukken waarbij respectievelijk actief en passief bezwijken optreedt.

24

COH·

l.lOfJ-W-IC4

(iW:

lJ5 ..•••••.. ?lH

Tabel 5.2. Overzicht berekeningsresultaten, Meetveld

wijze van bezwijken

Zuid

actief passief

Noord

actief passief

berekende minimale en maximale steundruk [kPa]

max. deformatie t.p.v, graaffront [m]

max. maaivelddeformatie [m]

130 373

0.1 2.0

0.003 0.05

145 1619

0.08 0.62

0.001 0.05

Bij de resultaten worden de volgende opmerkingen geplaatst: De berekende maaivelddeformaties zijn niet hetzelfde als de prediktie volgens de methode Rowe. Deze is gelijk aan de helft van de berekende maaivelddeformaties aangegeven in hoofdstuk 4.

als

De totale steundrukken zijn berekend. Tijdens het boorproces wordt een deel van deze steundruk rechtstreeks vanuit het graafwiel overgedragen op de grond. Dit wil zeggen dat bij de interpretatie van de meetresultaten achteraf met dit effect rekening dient te worden gehouden door de werkelijke slurrydruk te verhogen met de spanning waarmee het graafwiel tegen de grond wordt gedrukt. Een en ander in overeenstemming met Mori (1991), [lit.ll]. De spanningsopbouw in de ondergrond wordt in belangrijke mate beïnvloed door het deformatiegedrag van de grond in radiale richting. Ten gevolge van het aanbrengen van het eigen gewicht nemen de tangentiële spanningen toe tot waarden die hoger zijn dan de horizontale spanningen in de werkelijke situatie. Ook het verhogen en verlagen van de steundruk heeft direct aanzienl ijke invloed op de grootte van de tangentiële spanningen. Dit effect is een direct gevolg van de axiaal-symmetrische schematisatie. De grotere tangentiële spanningen veroorzaken een grotere sterkte van de grond. zodat voor de minimale steundrukken te lage waarden worden gevonden. Voor de maximale steundrukken zou een tegengesteld effect kunnen optreden. omdat bij toename van de steundruk van de as af gerichte radiale deformatie zal optreden. Deze deformatie heeft afname van tangentiale spanningen en sterkte tot gevolg. De maximale steundruk blijkt in het geval van meetveld Noord erg hoog te zijn. Dit wordt veroorzaakt doordat de tunnel zich hier volledig in de draagkrachtige zandlaag bevindt. Overigens is het aannemelijk dat met een grotere mesh een lagere waarde zou zijn gevonden omdat de hoge steundruk via de zandlaag blijkt af te stempelen tegen de meshrand. De op basis van EEM gevonden waarde ligt dichter bij de ondergrens dan bij de bovengrens van de analytische berekening volgens Leca en Dormieux. Ter plaatse van meetveld Zuid wordt op basis van de EEM berekening een veel lagere waarde voor de maximale steundruk gevonden dan voor meetveld Noord. Dit wordt veroorzaakt door bezwijken van een kleilaag die zich direct voor het graaffront bevindt. De op basis van EEM sommen berekende waarde voor de steundruk waarbij

25

COH:

UI/IJ.. W-II::'4

(iW

v5-0I'l.3'/i

bezwijken optreedt is lager dan de analytisch berekende waarde voor de veilige ondergrens. Met betrekking tot deze strijdigheid kan worden opgemerkt dat voor de analytische berekening uitgegaan is van gemiddelde sterkte-eigenschappen van de grond, terwijl het bezwijken in werkelijkheid locaal optreedt in de zwakste laag. Bovendien is het mogelijk dat op basis van een axiaalsymmetrische berekening een lagere waarde wordt gevonden voor de maximale steundruk dan in werkelijkheid. omdat bij toename van de steundruk van de as af gerichte radiale deformatie zal optreden. Deze deformatie heeft afname van tangentiale spanningen en sterkte tot gevolg.

26

Cr JR

k.l(KJ-W-IC4

(;W

<.I5-IJh..?'ff

HOOFDSTUK 6 EVALUATIE

EN CONCLUSIES

Cluster 3 omvat predicties die gerelateerd zijn aan de volgende onderzoeksdoelen: B-04: B-07:

V-lO: G-06: G-07:

G-08:

Bepaling van de invloed van de slurrydruk op de stabil iteit van het graaffront Bepaling stabiliteit van het graaffront bij tegelijkertijd boren door gedraineerde en ongedraineerde lagen Invloed ondersteuning boorfront Invloed van stagnatie op grondwaterdrukken Gedrag grondwater-lucht tijdens een spiegeldaling van het betoniet Deformaties tijdens een spiegeldaling van het betoniet

Ten behoeve van deze onderzoeksdoelen zijn door Gemeentewerken Rotterdam (Ingenie .rsbureau Geotechniek) predicties gemaakt door middel van literatuuronderzoek, analytische modellen en 20 eindige-elementen modellen op basis van axiale symmetrie. Door Grondmechanica Delft zijn ten behoeve van dezelfde doelen berekeningen gemaakt met 20 eindigeelementen modellen voor een langsdoorsnede van de tunnel (plane strain). De resultaten van de beide aandelen zijn separaat vastgelegd in respectievelijk rapport KIOO-W-023 (GD) en rapport KlOü-W-024 (GWR). In deze rapporten zijn per rekenmodel afzonderlijk de uitgangspunten, resultaten en conclusies gerapporteerd. In dit hoofdstuk worden in de eerste plaats de uitgangspunten, die ten grondslag liggen aan de verschillende modellen geëvalueerd, waarna de resultaten van alle voor cluster 3 toegepaste modellen worden vergeleken.

6.1

Evaluatie

uitgangspunten

De laagindeling en de grondopbouw , waarvan in alle berekeningen met de verschillende modellen wordt uitgegaan, is gelijk. Dit geldt zowel voor meetveld 'Zuid' als voor meetveld 'Noord'. Ook de aangehouden eigenschappen (parameter-waarden) zijn hetzelfde, met uitzondering van: (1) OCR/KO en (2) interface gedrag. OCR/KO In de 20 plane-strain berekeningen is voor de ongedraineerd reagerende lagen (de lagen waarvan het gedrag gemodelleerd is met behulp van het PLAXIS-Cap model) bij het vastleggen van de initiële spanningstoestand rekening gehouden met enige mate van overconsolidatie (OCR is 1,2 à 1.5). In de axiaal-symmetrische berekeningen is dit niet gedaan (OCR = 1,0). Dit houdt in dat de plaats van de initiële vloeicontour in de spanningsruimte (die in Camclayachtige modellen wordt vastgelegd door de pre-consol idatie-spanning) verschilt. Na het aanbrengen van de initiële spanningen is voor beide typen berekeningen een zelfde waarde voor KO ingevoerd. Dit impliceert dat het simuleren van drukveranderingen aan het boorfront met dezelfde eigenschappen plaatsvindt.

27

CdR. (iW

kJIH-",-"':4 V~_IN\.~ H

Dit verschil in uitgangspunten heeft verwaarloosbare consequenties voor de bezwijkbelasting. Het spanningspunt zal uiteindel ijk de critical state Iijn bereiken op (bij benadering) hetzelfde punt. Het heeft wel consequenties voor de deformatie onder gebruiksbelasting in het geval waarbij sprake is van belasten. In dat geval zal een berekening met OCR = I direct plastische vervorming laten zien, terwijl een berekening met OCR > I altijd eerst een (stijver) elastisch traject zal doorlopen alvorens de vloeicontour wordt bereikt. Bij ontlasten daarentegen wordt geen verschillend gedrag verwacht; in beide gevallen zal bij ontlasten het gedrag volgens ongeveer dezelfde stijfheid verlopen, waarbij op hetzelfde punt de critical state wordt bereikt. Toch zullen ook bij belasten de verschillen in dit geval niet erg groot zijn, aangezien (a) de overconsolidatie graad niet zo hoog is en (b) slechts een deel van de laagopbouw met het PLAXIS-Cap model is gemodelleerd; voor de gedraineerde lagen wordt wel uitgegaan van dezelfde uitgangspunten. Interface gedrag In de plane-strain berekeningen zijn tussen de TBM en de grond interface-elementen aangebracht met een bezwijksterkte. die 40% bedraagt van de bezwijksterkte in de grond. In de axiaal-symmetrische berekeningen zijn in de meeste berekeningen geen interface elementen aangebracht. maar is aangenomen dat de grond vast zit aan de TBM. Er is door middel van een extra berekening nagegaan wat de invloed is van het al dan niet modelleren van het interface gedrag. Hieruit werd geconcludeerd dat het verschil in uitkomsten kleiner is dan 12%. Algemeen Voor alle eindige-elementen berekeningen is door beide partijen gebruik gemaakt van hetzelfde programma en dezelfde versie, namelijk PLAXIS 5.3.

6.2

Conclusies en aanbevelingen

De resultaten rapporten:

en conclusies

per rekenmodel

anal ytische modellen 2D EEM (ax.sym.) 2D EEM (pl.str.)

afzonderlijk

worden gegeven in bovengenoemde

: K 100- W -024, hoofdstuk 3.2 : KI00-W-024, hoofdstuk 5.3 : K 100- W -023, hoofdstuk 7

Analytische modellen De analytische berekeningen geven onder- en bovengrenzen waarbinnen de druk variëren kan zodat geen bezwijken van het boorfront optreedt. U it deze modellen volgt dat de minimale steundruk (totale gemiddelde steundruk incl. waterdruk ter plaatse van de tunnelas) voor meetveld Noord ongeveer 170 kPa en voor meetveld Zuid circa 150 kPa bedraagt. De berekende veilige waarde voor de maximale steundruk bedraagt ongeveer 600 kPa voor meetveld Noord en 520 kPa voor meetveld Zuid. Een directe verificatie van deze voorspellingen tijdens de uitvoering is niet mogelijk. Tijdens de uitvoering zullen de marges waarbinnen zich de drukken aan het boorfront bevinden namelijk gering zijn.

28

coR.

1.:!O/)..W.J'C4

(iW

C.J5-0I\.5iR

Eindige-elementen modellen De resultaten van de eindige elementen berekeningen kunnen daarentegen wel direct gerelateerd worden aan metingen. Deze modellen leveren naast de minimale en maximale steundruk ook de relatie tussen de actuele steundruk en (I) deformaties ter plaatse van het maaiveld en in de ondergrond, (2) waterspanningen voor het boorfront en (3) verandering van effectieve spanningen in de grond. Een vergelijking tussen de resultaten van de axiaal-symmetrische en de plane strain analyses laat zien, dat bij een toename van de steundruk de druk waarbij bezwijken van het boorfront optreedt in het geval van axiale symmetrie hoger is dan voor een plane strain situatie. Voor meetveld 'Zuid' bijvoorbeeid treedt bezwijken op bij ca. 370 kPa (axiaal-symmetrisch) en ca. 260 kPa (plane strain). Bij een afname van de steundruk richting een actief bezwijkmechanisme zijn de verschillen tussen de 20 eindige-elementen berekeningen onderling en de analytische resultaten niet heel erg groot. Voor meetveld 'Zuid' wordt berekend: ca. 150 kPa (analytisch), 132 kPa (plane strain) en 145 kPa (axiaal-symmetrisch). De berekende deformaties ter plaatse van het graaffront bij gelijke steundruk vertonen geen grote verschillen (plane stain of axiaal-symmetrisch). Ter plaatse van het maaiveld zijn de berekende deformaties in het geval van axiale symmetrie aanmerkelijk kleiner dan plane strain. Dit laatste verschil is goed verklaarbaar uit de wijze waarop volumeverlies ter plaatse van het tunnelfront kan spreiden naar het maaiveld. De resultaten van de eindige elementen berekeningen voor zover uitgevoerd binnen cluster 3 leveren nog geen directe predicties, aangezien de gehanteerde modellen slechts één aspect bekijken (boorfront, met uitsluiting van staartspleet-effecten) met (te) sterk geschematiseerde modellen (2/0 plane strain en axiaal-symmetrisch, met uitsluiting van 3D-effecten). Een vergelijking van de 20 resultaten met de uitkomsten van volledig l-dimensionale analyses wordt gegeven in de rapportages van cluster 4A (GD, meetveld Zuid) en cluster 4B (Fugro , meetveld Noord). Aanbevolen wordt om, op basis van de resultaten van de 30 - EEM berekeningen, nader de toepasbaarheid van axiaal-symmetrische EEM berekeningen te evalueren voor een relatief ondiepe ligging van de tunnel. in combinatie met de bodemgesteldheid zoals voorkomt in West Nederland. Een en ander analoog aan de wijze waarop Rowe en Lee dit hebben gedaan voor de situatie met een relatief diepe ligging van de tunnel in ongedraineerde grond met een ondergelegen rotsbodem.

29

30

COH .

.l!1X)...W-iI':4

(iV\!,

!,J5-1N\.~R

l"tJR:

kll/(I-",-I/::;4

(,-W.

~5-l)h..',H

LITERA TIJUR

Brems, B. and Bennerrnark. H. "Stabil i.y of Clay at vertical openings" Journalof the Soil Mechanics and Foundations Division, proc. of the American Society of Civil Engineers, January 1967. p.71-94 2

Davis, E.H. Gunn, M.l., Mair, R.l. and Seneviratne, H.N. "The stability ofshallow tunnels and vertical openings in cohesive material ", Geotechnique 30, 1980, no.4 p.397-416

3

Atkinson, 1. H. and Potts, D. M. "Stabil ity of a shallow circular tunnel in cohesionless soil" Geotechnique 27, 1977, no.2 p.203-215

4

Krause, Th. "Schildvortrieb mit tlüssigkeits- und erdgestützter Ortsbrust", Mitteilung des Instituts für Grundbau und Bodenrnechanik, Technische Universität Braunschweig 1987, Heft Nr.24

5

Jancsecz. S. and Steiner, W. "Face Support for a large Mix-Shield in heterogeneous ground conditions ". proc. Tunnelling 1994, London

6

Walz, B. and Pulsfort. M. "Rechnerische Standsicherkeit suspensionsgestützter Erdwande, Teil I & 2" Tiefbau, Ingenieurbau, Straóenbau H.I: 4-7 and H.2:82-86

7

Hafany, E.A. and Ernery, 1.1. "Three-dirnensional sirnulation of tunnel excavation squeezing ground" proc. 4th Int. Conf. on Numerical Methods in Geornechanics , Edmonton, Alta., 1982, vol.3, p.1203-1209

8

Rowe, R.K. and Lee, K.M. "An evaluation of simplified techniques for estimating three-dimensional undrained ground movements due to tunnelling in soft soils", Can. Geotechnical Journal 29. 1992, p.39-52

9

Leca, E. and Dorrnieux, L. "Upper and lower bound solutions for the face stability of shallow circular tunnels in frictional material ", Geotechnique 40, 1990, no.4 p .581606

10

Leca, E. and Dormieux. L. "Contribution à I'étude de la stabilité du front de taille dun tunnel en milieu coherent". Revue Francaiçaise de Géotechnique nO.60. december 1992, p.5-16

11

Mori. A .. Tamura, M .. Kurihara, K. and Shibata. H. "A suitable slurry pressure slurry-type shield tunnelling", proc. Tunnelling '9\. Londen, p.361-370

in

in

31

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

BfREKENINGEN MET ANALYTISCHE METHODEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3

Rapport 95-063/B Bijlagen A

berekeningsniveau:

Atkinson en Potts, meetveld Noord:

gewogen gemiddelde hoek v. inw. wrijving

-1-- -1-25 - -1-25 ~ -1-T5 $

=

32 'iGS graden

(j \\

"I l

~

1-1-2.75

lU5

C

NAP-14,275m

~ = 0575

radialen waterspanning t.h.v. de tunnelas

kPa

kN

eff. gem. volumegewicht t.h.v. het front

111

D ~855

u

o T bov

1-

tunneldiameter

111

:im( ~ )

u

1 - sint ~)

=

3 388

(j

-lcost ~)

tanr $)

kPa

Ij

bov

:

resultaat bovenqrens:

(j

bov

=

(j

ond =

T bov

=

1-1-616

(j

T bov

157366

(j \\

kPa

ondergrens ~l ------[t·D

(j

T ond

=

29 U3 1

kPa

Ij

T end - o \\

u

resultaat ondergrens:

rapport 95-063/8

o ond = 171781

kî'a

bijlage A1

Leca en Dormieux. berekening minimale steundruk, meetveld Noord: berekeningsniveau:

NAP-14,275m

C : 1.5 - 10

C

= 12.5

D =8.55

m

+ = 0.575

radialen

m

tunneldekking tunneldiameter zie Atkinson en Potts cohesie verwaarloosd

c =0

kN

volumegewicht

7( : 10.5 t'l" S

N

-;

boven belasting

0

S 00\'

=0

NS

2'e'eost~1 - ----

IJ. -----

I - smt

+)

I - sint.) I - sint +)

Zie figuur 4.4

ond:O

N Lund

cre

t.h.v. front

grond

: O.ï-l

t'l"c=ll

).1

= 3.3~8

crw=I-l2.75

kPa

bovengrens 0"

T bov = ~.08

kPa

0"

bov

:. o Tom'

0"

bov

= 15tun

kPa

0"

ond = 0" T ond"

resultaat ondergrens:

0"

ond = 111') I X3

resultaat bovengrens:

0"

rapport 95-063/8

T ond

= 66..+3.1

-

t'l"

w

kl'a

t'l" \\

kPa

bijlage A2

Leca en Dormieux, berekening maximale steundruk. meetveld Noord: berekeningsniveau:

NAP-14,275m

C

C = 12.5

c

2.5 - 10

D =~.55

• =0.5":'5

tunneldekking

111

tunneldiameter

111

zie Atkinson en Potts

radialen

c ~0

cohesie verwaarloosd

kN 7 t "Hl5

NS bo\" -;200 N Lbo\" = 110

_I - siru

li ..----

volumegewicht

grond t.h.v. front

111

boven belasting

Ns ond clU N Lond

-C =

D

Zie figuur 4.4

1.~62

. 4.99

é)

I - sint.)

= 14275

kPa

7t"D=R9.775

kPa

CTW

bovengrens

resultaat bovengrens:

crbov

=

1.002- I ti

-ol

kPa

ondergrens CT

T ond =447.977

kPa

resultaat ondergrens:

rapport 95-063/8

CT ond

= CT T ond -

o ond = 590.727

CT W

kPa

bijlage A3

Krause, berekening minimale steundruk. meetveld Noord: berekeningsniveau:

D =8.55 ~ t

= 365

Ct

=0

t

:

halve cirkel

i

NAP-14,275m

tunneldiameter

In graden

I

rad

I

(cohesie)

IU5

tarn ~ J

I

:I

6

2

<"! t D - - c

~rD

kwart cirkel

)

) parameters )

J~

t

o T '" 23068

-

2_')

c

kPa

kPa

t

(maatgevend) o

halve bol

~'ID_~1C

tan ~ t

<)

t

.,

('j \\

rapport 95-063/8

T_ maatg

=o

T

kPa

t

resultaat:

t.p.v. het tunnelfront

cr tnt

cr T _ maatg

cr tot'"

166884

'"

14275

kPa

- cr \\

kPa

bijlage A4

Jancsecz and Steiner, berekening minimale steundruk. meetveld Noord: berekeningsniveau:

NAP-14,275m

C

=

125

m

tunneldekking

D

=

8.55

m

tunneldiameter

kN

volumegewicht bentoniet

m

eff. vert. spanning t.h.v. het tunneldak: o \ dl' - 2021(,5

(graJèn

K A3

- 19872

- 4.2595

C

- = 1462

I

D

zie figuur 4.7

= 0.165

G\\

G

T - K A3G

\

dl

resultaat:

rapport 95-063/8

- 4259

kPa

=\00

t.h.v. het tunneldak T

= 2lUC5

o tot

=o T -

G

G tot =

kPa

cr w - ï

172125

D

b'-':;-

kPa

th.v. de tunnelas

bijlage A5

Leca en Dormieux. berekening minimale steundruk. meetveld ZUid: l'

I·

:-<2'5

l'

D =:-<55

=')27:'

tunneldekking

III

m

tunneldiameter

~ = 0.491 e

3 4.25 - 7 2.75 - 5 325

c = 3561

= ---.--------.~-~---------

4.25 - 125 - 275 - 325 - 2.05

CT.

(gewogen gemiddelde waarden) eff. gem. volumegewicht grond t.h.v. front

"

m

-()

oi: i

N' j Lhm

cohesie

kPa

=94

'(t

_ 2 c cos: $)

cr e - ----,-------

1 -

S\l1(

radialen

CT

$)

bovenbelasting

N s ond

= (IU2

N'( ond

()l)5

1lxxx

kPa

C =

c

-

IJ

_ 1 -

~l--'--

lux5

=

Zie figuur 4.4

stn($)

~l =

1 - sint ~) CT \\

-

2786

1285

kPa

['j.

Qs

11--.:'·1

=ql

['je

Q .= I

"

bovengrens Q T bov

=N

S

boy Q s - N 't box Q 'f

CT

T hov

Q =

T bov - I

------.['j

o T boy

c

=

3.793

kPa

~' I

o bov = resultaat bovengrens:

QT

-

ond

u -

------

I

['j

CT

e

boy

CT

=

['j

T boy -

132293

CT \\

kPa

T ond =6')-1

kPa

o ond = o T ond - o \\ resultaat ondergrens: rapport 95-063/8

rr ond

=

198.21

kPa bijlage A6

Leca en Dormieux. berekening maximale steundruk. meetveld Zuid:

c

C =')2~:5

m

tunneldekking

m

~=

OA91

c = 3561

tunneldiameter

radialen cohesie

kl'a

(gewogen gemiddelde waarden)

Ll\i '! t 09 ...+ (j

Ns

~ _

bovenbelasting

boy = 40

NL boy 035

tic

eff. gem. volumegewicht grond t.h.v. front

rn

=0

Ns

Dnd

N

ond

C =

I 1~8X

L

_ 2ccos( ~) --------

ti

1 - sinr ~ )

-

~

1085

~ =

o

Zie figuur 4.4

-"+3

kPa

~l

1 - sin\~) I

~l

ti \\

I)

(js

-

-

= 2.786

Sl11( ~ )

Ill-

I )It-

o

-

12X5

kl 'u

Q f = 12.U77

(je

(je

bovengrens (j

T h,)\

Q T bov - I --~....---

(j

e

~IJ

resultaat bovengrens:

IJ

boy

=

(j

T boy -

boy = 3.20 i-ro:

ti \\

kl'u

ondergrens

ti

T ond

Q T ond - I - -_.---

tic

o T ond = 392 173 kPa

,l! -

crond = o T ond - o \\ resultaat ondergrens:

rapport 95-063/8

o ond

=

520673

kPa

bijlage A7

Krause: berekening minimale steundruk. meetveld Zuid: berekeningsniveau:

NAP-12,55m

D =' :SSS

m

tunneldiameter

= 9.275

m

tunneldekking

C

~ t C

t

,t

"

~~

( gruden

- J_'

1-

~I =

ï

( cohesie

I

kN 9-+

m

I:,

halve cirkel tan lP I

()

kwart cirkel U5 - tan ~ I

1

D- ~c '1

(jT=\651.5

1

I :l O--c :II j '1

kPa

kPa

t

( maatgevend ) o T _ maatg

halve bol

(j

tan

T =' 9.639

=

(j

T

lJ'a

lP I

resultaat:

rapport 95-063/8

radialen

0576

(j

w =' 1285

(j

tot =' 1-+9 -+X-+

kPa

kPa

bijlage A8

Jancsecz and Steiner, berekening minimale steundruk. meetveld Zuid: berekeningsniveau: NAP-12,55m C = 9275

111

D

111

= 855

tunneldekking tunneldiameter

kN

: b - 12

volumegewicht bentoniet

111

eff. vert. spanning t.h.v. het tunneldak: kPa

~ t = U576

C

- =

radialen

D

1.085

zie figuur 4.7

~ t = 3.)

cr \\' cr T

K A3 o v dl

t.h.v. het tunneldak aT

cr tot

resultaat:

rapport 95-063/8

kPa

8575

cr tot

=

kPa

12798

~

aT

-

a \\ - 12Q

= 1.+98.+8

Î

kPa

t.h.v. de tunnelas

bijlage A9

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, afname steundruk filenaam berekening: HEIN_Z01

I

stap 15

I

alle grondlagen voIledig gedraineerd LMdispl LMweight LMloadA LMloadB

17

19

LMloadA

23

LMloadA

27

LMloadA

30

LMloadA

35

LMloadA

40

LMIoadA

aanbrengen initiële spanningssituatie

= 1

= = =

1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd LMloadB

I

I opmerkingen

verandering

= = = = = = =

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

1,9432 0,8

afname gemiddelde steundruk

0,6

idem

0,4

idem

0,2

idem

0,1

idem

0,0658

actief bezwijken graaffront

Rapport 95-063/B Bijlage Z1.0

Mesh

o

4

AX1-symmetry

5cale 8

12

:D

Ol "0 "0

o .., ...• u:> en

Mesh

6 Ol w --[IJ ~ Ol

co


PLAXIS ProfeSSlonal Verslon 5.30

with

Predikties HEIN_Z02

Step

57

all

nodes

Cluster

23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid

Rotterdam

IGM

\

:0

Cl) l:J l:J

o .., ...•

co (Jl

Mesh

6 (»

with

node

numbers

w <,

[D

-. tn

! IPLAXIS ~

I'.)

ProfeSSIonal VerSlon 5.30

Predikties HEI N_Z DiS

te p 40

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

AX1-symmetry

Scale 8

4

12

Mesh

with

:IJ

Cl

"0 "0 0 .., .-+ (0 U1 I

0

0>

w

Ol ~

Cl

ce CD

N

..• w

wwet

No.Mod.Typ.Wdry 5

2

4

4

3 2 1

4

1 2 2

2

1

4

2

20.5 17.0 13.0 17.0 16.6

9.1E+03 ? ?

2.7E+03 ?

Nu

0.30 0.20 0.20 0.30

0.20

Predikties

PLAXISI ProfeSSlonal VerSlon 5.30

20.5 17.0 13.0 20.0 18.0

G

I

HEIN _Z01 Step

C

material

sets

Ph]. Ps]. 1 37 5 26 7 22 1 33 3 28

7 0 0 3 0

Perm-X

Perm-Y

O.OE+OO O.OE+OO O.OE+OO O.OE+OO O.OE+OO

O.OE+OO O.OE+OO O.OE+OO O.OE+OO O.OE+OO

Cluster

40 I 23-1-96

I

3,

meetveld

Gemeentewerken

Tens.

Ko -

N

-

Y y

-

N y

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

:0

Ol "0 "0

..•o...• c.o

Mesh

en

6 0> W

-<,

Extreme

tractlon

4.40E+OO

wlth

laad

unlts.

system extreme

B force

O.OOE+OO

units

CD

~

Ol

co

(1)

N

....• .j:>.

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HE IN_ZO 1 Step

40

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

:IJ

Ol

U U

o ...

.-+ (0

en

6 0) w

ro

Mesh

Extreme

tractlan

4.26E+01

with

laad

units.

system

extreme

A

force

O.OOE+OO

units

DJ Ol

o

::IPLAXIS ...• en

ProfeSSIonal Version 5.30

Predikties HEIN_Z01

Step

40

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

AXI-symmetry

12

:Il

Dl "0 "0

o .., ...•

co

(J1

6

Mesh

CD

Extreme

0> W

--

with

prescribed

displacement

displacements 2.90E-01

units

~ Dl IC

Predikties

~IPLAXIS 0>

ProfeSSIonal verSIon 5.30

HEIN_Z01

Step

40

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Oisplacements

Scale 8

o

12

I

8

16

24

[* 10

-1

:D

Ol "C "C

o ...•

...•

co

Deformed

(]'I

6 0)

Extreme

w

<;

m

~ Ol

co

Cl)

N "'.J

PLAXIS ProfeSSIonal VerSJon 5.30

Step

scaled

displacement

Predikties HEIN_ZD1

mesh,

15

(down)

4.73E-01

Cluster 23-1-96

Up

3,

units

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

]

Mesh 0

L1

Scale 8

Axi-symmetry

•

12

:IJ

Ol

"0 "0

..• o ..,

CD

(}l

6 Ol

Effectlve

w

-<;

co

Extreme

Q?

principal

stress

stresses

-1.01E+02

uri i t s

Ol

:c (1)

N

co

PLAXIS ProfeSSIonal Verslon 5.30

Predikties HEIN _ZD1 Step

15

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Oisplacements

Scale 8

o

12

4

8

12

I

[*10-2]

:c

Dl

"0 "0

o ..,

...• <0 U1

Oeformed

6 Ol w

Extreme

iii

rne s ri,

scaled

dlsplacement

Up

(down)

2.12E-02

units

~

~IPLAXIS ...• <0

ProfeSSlonal VerSlon 5.30

Predikties HEIN _ZDiS

te p 27

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

AX1-symmetry

Scale 8

12

- x+

ti+

t+ . )(+

++

~+

- --\"'t ~f

- ++-

t+

Jr

t+

- -t+

t~

t~

:0

Dl "C "C

o ...• ...• (0 CJ1

Effective

6 0'>

Extreme

W

Ol ~

~IPLAXIS N

o

ProfeSSIonal VerSIon 5.30

principal

stress

Predikties HEI N_Z 0 1 St ep 27

stresses

-9.58E+Ol

Cluster

23-1-96

units

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

AXI-symmetry

Scale 8

12

••

•

·.

..

.. ..

•

+ •

··

·· ·· · ·.

,~ ++

· ··

•

i++

++

+

+++++

••

++

++

+ ++

o ...• ...• (J:) 01

Excess

6 (j)

Extrem2

w

"te

excess

pare

.. ·.

.. .... .. .

+.

:0

..

+ •

.... .

++ •• +

Dl ""0 ""0

++

·· · ·

M

·

·.

pore

pressure

pressure

-3.13E+01

unIts

.W:

~ IPLAXIS N

ProfeSSlonal version 5.30

Predikties HEIN_Z01

Step

27

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

::c

III

"0 "0

o ...•

...• CD

Contour

C11

6

(J)

w

-<;

CD

Mlnimum

value

plot

-1.60E+01

of

excess

units:

pare

Maximum

pressures value

3.04E+01

units

CD III

co CD

N

N

PLAXIS ProfeSSIonal VerS10n 5.30

Predikties HE IN_ZO 1 Step

27

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Oisplacements

o

12

2

4

6

['*10-11

:D Ol

"'0 "'0

o ..,

...• <0

Oeformed

(]1 I

o Ol

Extreme

w [Ij

F N

...• ...•

W

ProfeSSlonal Version 5.30

HEIN_Z01

Step

sce

displacement

Predikties

~ IPLAXIS

rne s ri.

40

ï

eo

(down)

1.26E-Ol

Cluster 23-1-96

up

units

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM'

Mesh

o

4

AX1-symmetry

Scale 8

12

::Il

Ol "0 "0

o .., ...•

<.0 en

Effective

6

0)

---wOJ

Extreme

principal

stress

stresses

-1.04E+02

units

~ Ol

ce C\l

N

...• ...•

~

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEI N_Z DiS

te p 40

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Axi-symmetry

12

I-" ••

ft(

=m~+. +. + ..

.. .. ••

:D

Q)

-0 -0

o .., ~ (0 U1

Excess

6

pare

pressure

(J)

w

Extreme

Ol

excess

pare

pressure

5.33E+Ol

units

~

! IPLAXIS U1

ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN_Z01 Step 40

Cluster

23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

::D

Cl "'0 "'0

o ...• ...• (0 01

6 Ol

-w

CD

Contour Mlnlmum

value

plot

-2.49E+01

of

excess

unlts:

pare

Maximum

pressures value

5.84E+01

units

~ Cl

co CD

N

....• ....• (J)

PLAXIS ProfeSSlonal VerSl0n 5.30

Predikties HEI N _Z DiS

te p 40

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid

Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL, meetveld Effect

van

verlagen

van

Zuid

de gemiddelde

5

steundruk

.1...•••

.1•.••.•

~ 6itr6tr6

~

.-0

E

~

X lH< lH<

\

4

Mlood Mlood Mlood Mlooq Mload Mload

=

= = = = =

1,0 0 8 0:4 0,2 0,1 0,024

\

l-J

~ (j)

I

0

-

\


•I

:::J

I

c 3 c -+--'

JI


"TI

> 2 0 :IJ Dl

-.

...•. <0 (J1

tn c.o

CD

N

...• ...• ....,

+ I

<, '<,

•I

:::J 0

---x,

I,

I

<,

<,

~


> .-

)(",1

~

I

C

"

<,

I

6 Ol w --rn Dl

I

I

I

-+--'

"'0 "'0 0

•

')(

T

-,

I

0 0.000

0.020

0.040

horizontale

0.060

0.080

verplaatsing

0.100

[m]

0.120

0.140

HEINENOORDTUNNEL, Effect ,--,

van

meetveld

verlagen

van

Zuid

de gemiddelde

steundruk

0.002

E

-~

L-J

--e--~

0' C . --

~

(j) +-'

0 0 Cl L

Q)

... 0.000

>

"TI

-

....

Q)

> .-

-.- ... --.

• • • -

_.

....

•

-

-

~

-6

-1:.-

. ... - -

-

.....

-6

--6 -

-.- .. -.

-

-.!I

b:-

'-

_

/;r-

.....

-6

-6-

6

-.- .. --.

•

-.- .. -- --_.-.....

0 0

E

Q)

o -0.002

..Y

:IJ

Ol 'tl 'tl

0 ...,

...•

.+-' L

Q)

co

Q)

6

"TI

U1

-OJ

..Y

(J)

VJ

OJ

~


.D

....• ....• 00

~

Q)

Ol N

66-A6-A

C Q)

co

••••• ._~

>

>Hl

l<-M---tC

••••• -0.004 -20

-15

-10

-5

afstand

t.O.V .

o

5

boorfront

[m]

10

Mload Mload Mload Mload Mlood Mload Mlood

I

15

I

= = = = = = = I

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,1 0,024 I

I

I

20

1 .Y

I \

::J

L U

I

Q.J +J (f)

L

0

+J U

rn

"I-

(f)

en

c

>n

t \ ,

c ::J

I

\:-

-

0.5+

en

I

I

I

I

I

I

I

I

-

+

-

-

+

-

-

-

+

-

-

+

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

+

-

+

-

\nl

I

'M

I

+

-

75

O.

I

-

+

-

I

I

I

I

-

-

+

-

-

+

-

-

+

'M

I

U ..--t

::J >

c»

0.25

'M

C Q.J

-

+

+

-~

I

-

+

-

I -

-

+

I

~~

I

I

L Q.J

:IJ

>

Dl -0 -0 0 ..,

0

...• 6

-

I

E

(0 01

+

I~

I

0.025

0

0.05

0.075

0.1

0.15

0.125

0>

CA)

[ij III Dl

te Cl)

N

....• ....•

(0

I

Totale

PLAX I ProfeSSIonal VerSlon 5.30

SiE

I

verplaatsing

I NENOORDTUNNEL HEIN_ZZ 1

I

ZO.

23-1-96

knoop

verlaging I

17

[m]

gem.

Gemeentewerken

eff.

steundru

Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL, Berekende

meetveld

spanningen

Zuid

t.g.v.

aanbrengen

eigen

gewicht

15.0

"E

/

,..-

12.5

L-..J /

~

en

/ /'/

0 Q)

10.0

/

,-----

C C

--

-'

I

I

-+-' --0

/

}

::J

Q)

-------

--------

.-

,

1- _ _

_

_

-----

-

-

----

-

-

-

--

-

- -~-

---

7

I

7.5

/

/

I I

-+-'

I

0

I

-+-' --0

c

,- -/

5.0

1

'"--

/

'

/1

Cf)

" I

4-

0

-,

r

0 -+-'

<:»:

/

/

2.5

--~-~\~

x

I

Sxx

/

Syy (axiaal)

Szz

/

s.,

i CT '-. Q

ID (l)

N

~

tv

o

0.0

I

-120

-100

-80

-60

spanning

-40

[kPaJ

(radiaal)

-20

o

20

(tangentiaal)

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT

BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, toename steundruk filenaam berekening: HEIN_ZD2

I

stap 15

I

alle grondlagen volledig gedraineerd LMdispl LMweight LMloadA LMloadB

17

I

verandering

= = = =

I

opmerkingen aanbrengen initiële spanningssituatie

1 1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

LMloadB

= 1,9432

19

LMloadA

= 2,0

toename gemiddelde steundruk

24

LMloadA

= 3,0

idem

27

LMloadA

= 4,0

idem

37

LMloadA

= 5,0

idem

57

LMloadA

= 5,751

bezwijken graaffront

Rapport 95-063/B Bijlage Z2.0

Mesh

o

4

Scale

8

Oisplacements

o

12

2

4

6

['*10-1]

:::IJ ru

u

u o ,~... <0

(Jl

6 CJ)

Deformed

w

rne s n.

scaled

up

(down)

-<;

CD

Extreme

displacement

1.30E-01

uri i t s

~ Col

ce o N

..• I\J

PLAXIS ProfeSSIonal Versl0n 5 30

Predikties HEI N_Z 0 2 St e p 27

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

:IJ

Ol

"'0 "'0

o ...•

...• <0

(J'1

Effective

6

0)

--ro w

Extreme

principal

stress

stresses

-2.45E+02

units

~ Ol

cc CD

N N N

PLAXIS ProfeSSIonal Verslon 5.30

Predikties HE IN_ZD2

Step

27

Cluster

23-1-96

3. meetveld Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

AX1-symmetry

Scale 8

12

.. . ++

-~!Wi-/: +I-'.ft:

•

..

++

++...

••

. .

+ •••• • +

-

••

::D

Ol "C "C

o ~ ...•.

CD

(J1

6

Excess

Ol

w CD

Extreme

excess

pare

pare

pressure

pressure

-9.70E+01

units

Q:! Ol

.0 CD N f\.)

JJ

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIOn 5.30

Predikties HEIN_ZD2 Step 27

Cluster

23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

~

:JJ

Ol "C "C

..• o ..,

<J:) (Jl

6

Contour

(J)

---tvOJ

t-t i

n i rnurn

value

plot

-1.02E+02

of

excess

units;

pare

Maximum

pressures value

2.61E+01

units

~ Ol

cc

~I~~;~~~o~a ~ VerSl0n

5.30

HEIN_Z02

Predikties Step

27

Cluster

23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Oisplacements I

12

036

9

:D Dl

"C "C

o ...•

...• (0

en

6

Oeformed

Ol

tv -......

Extreme

CD

rne s n.

scaled

displacement

up

(down)

1.98E+00

units

~ Dl

ce

(1)

N N (1l

PLAXIS ProfeSSIonal VerSlon 5.30

Predikties HEI N_Z 02 St ep 57

Cluster

23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

AXI-symmetry

Scale 8

12

*'

j...

++

+

j... .•.•

.•

++ • ++ • -++

I

••

.... .+.... .. .

j.... .• ++. (... ".. -

i+

-." •

~ ti

#

'1+ •

#,

I1

~

•

N

••

/ti

(I

---

••

,. ,,,

--

, - --..-... -

\ ..•.

'l\ •••••••...,... .•. -

ril"

J-t \ \"

" ..••... -

\\"',--.

~

••

~~

" 1 ~I .U 11 .#

\\-

••

'Ilo. 'l\

, ..•.. "'...

.•....

"~

-

•••

\ \"" '''!I'' . \\ •••. '" _1tI 1<. ::0

Dl "0 "0

t- '"

~~.... ..."-Ho* + " ~!tl
I<

I

+t,*H*+t

o ...• ...•

co

01

6 Ol

Effective

w

-<;

Extreme

OJ

principal

stress

stress es

-4.94E+02

units

~ Dl

co CD

N N (J)

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN_Z02 Step 57

Cluster

23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Axi-symmetry

12

.. ..

•••

+ ++

~. +Ht ++ ++f+++ -++ *++ ++ .••.

+ +++ ++*

++

+

•

••..

+... .. ..... .. .. .

:D

Dl

"0 "0

o ..•

.

.-+

<0

01

Excess

6 0) w Ol

Extreme

<,

excess

pare

pare

pressure

pressure

-4.13E+02

units

~ Dl

co

CD N

'"

-.,J

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN_ZD2

Step

57

Cluster

23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Axi-symmetry

12

~

o

:D

Dl "0 "0

o ..•

...• CD

Cf

o 0) w ......

OJ

Contour

Mlnlmum

value

plot

-4.13E+02

of

excess

units;

pare

Maximum

pressures

value

1.76E+02

unlts

~

!IPLAXIS "->

co

ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN_ZD2

Step

57

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL, Effect

van

meetveld

veranderen

van

Zuid

de gemiddelde

steundruk

5

'----'4

E

l-.....J

Ul 0

!

Q)

I

e 3 e ::J

I

• ,

+-'

I

Q)

U

I

> 2

\

0

\

•\

+-'

::D Ol

"'C "'C

o .., ...• (J:l 01

"ro

::J

\

0 Q)1

> .e

~ ~

w

Ol

CO (I)

N N

co

tI/1load =1,0 tI/1load = 0,066 Nilood = 2,0 Mload = 40 Mload = 5:0

Ga-e&€I

())

lp

I

••••• ••..••..•

o

II MMM I

..

-2.000

I(

Mload I

-1.750

=

•

I

\

(v.e rlagi 1}9! (verhoging) I

\

~

,

'5,75 I

-1.500

I

-1.250

horizontale

I

-1.000

I

-0.750

verplaatsing

I

,

-0.500

[m]

-0.250

•

0.000

,

0.250

r-o

HEINENOORDTUNNEL,

meetveld

Effect

van

van

verhogen

Zuid

de gemiddelde

steundruk

0.060

E

••••• • •.••.•

L-J

/C

U1

-+--'

,/

0.040

0...

x

""x

X'

>

x- )(_ x-

"TI

)H( X-tH(

\

x---

x

\c

0.020

Q)

-6

o

.x: ::D

-. o

.-+

c.o (J1

6 (J) w

DJ (D Ol

co

CD

N N

o

-A-

..• - e-

-+--'

~

3.0 4,0 5,0 5,75

"X.",

E

Ol "0 "0

= = = =

1.0

2,0

-, <,

Q)

o

Mlood

=

-

\

/'

x-

Q)

~Mlood

-,

x/'

L

Mload

A I:Ir6I:1r6

?

C

> o

Mloo d

o-ea&EJ

0'

o o

Mload M/oad

~

-{> -

•.. __-

/!r-

-6

-A-

-

-. -e-

-,

x

<,

<, <,

4-i

-

><-....

.•.

--- -

x-x-x-x_x_x

_--te

0.000

> Q)

"TI C Q)

.:::t..

(j) L Q)

..0

-0.020 -20

-15

-10

-5

afstand

t.o.v.

I

I

o

5

boorfront

[mJ

I

I

I

I 10

I

I

I

I

I 15

I

I

I

I

I 20

6 .:::L

::J

L D C

::J

w ..j.J

+

-

-

5+

(f)

Ol

c

Ol · r-t

I

c

W

2+

CD

en ,

0 0>

--al W

~ Ol

co

Cll

N I'V

-' -'

L W

I> I

-

-

Idtl/

-

+ ~-

-

/

~-

/

I

I

I

I

+

-

+

-

-

+

I

-

]Zf

+JZf-

-

YJ

I

E

..•...•

I

>

· r-t

Ol

I I

Ol

::D

I

..-t

::J

+

-

I

3+

D

"0 "0 0

-

4+

4-

· r-t

-

I

I

L 0

u rn

+

-

I

(f)

..j.J

-

+

-

-

-

+

-

-

+

-

-

+

-

-

+

I

-

-

+ I

-

-

+

I

-

I

+

-

-

-

+

/ï

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

+

-

+

-

-

+

-

-

-

+

-

+

-

-

-

I

I

I

I

I

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

+

1 0

I

Totale

HEINENOORD

PLAXISI ProfeSSIonal VerSIon 5.30

I

HEIN_ZZ2

verplaatsing

ZUID. I

23-1-96

knoop

verhoging

I

17

0.3

0.35

[m]

gem.

Gemeentewerken

eff.

steundruk

Rotterdam

IGM

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, als ZD2, maar met vastgehouden lining filenaam berekening: HEIN_ZD3

I

stap 17

I

alle grondlagen voIledig gedraineerd LMdispl LMweight LMloadA LMloadB

19

I opmerkingen

verandering

= = = =

22

LMloadA

31

LMloadA

52

LMloar:lA

= = = =

aanbrengen initiële spanningssituatie

1 1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd LMloadB

I

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

1,9432 4,0

toename gemiddelde steundruk

5,0

idem

5,78

bezwijken graaffront

Rapport 95-063/B Bijlage Z3.0

Mesh

o

Ll

Axi-symmetry

Scale 8

12

::D

al

"C "C

o ..,

...•
6 (J)

Mesh

OJ

Extreme

w

with

prescribed

displacement

displacements 2.90E-01

unlts

~

al

co Cl)

N W

....•

PLAXIS ProfeSSlonal VerSlon 5.30

Predikties HEIN_Z03

Step

52

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL,

meetveld

Zuid

Effect van wijze schematiseren bij Mload = 4,0 en bezwijken

schild

en lining

5

"4

E

'---.J /

(j) /

0

Q)

/

~

e 3 e ::J

.-

\

\

-+-'

Q)

-:--

U

> 2 ::D

Ol

"C "C

o

...• ""' <0 01

6

--co 0>

W

~ Ol te CD

N

w

N

I

0

I

•I

-+-'

::J

I

0

> .-

!

1=

e

••••••• MloadA ••••.••••.• MloadA = ••••• MloadA 1= ••.••.• MloadA 1=

o

I I

-2.50

-2.00

4,0, 4,0, 5,8, 5,8,

hor. hor . hor. hor .

I

I

belveging beElveg!ng be eglng bel eging

-1.50

horizontale

•

,

I,

Q)

I

vrij t.p.t. lining verhinderd t.p.v. vrij t.p.*. lining verhinderd t.p.v.

lining

T !

-0.50

-1.00

verplaatsing

I

lining

[m]

0.00

HEINENOORDTUNNEL, meetveld Effect

.----. E

van

wijze

schematiseren

0.080

C

..----

0.060

o o

/.

0.. l.-

C})

>

0.040

_.-- .... ... -.- ...

C})

> o o

E

en lining I

c»

--0

schild ,••••• MlooqA :.-•.••...• MlooqA MlooqA ...-•• .-. MloadA

L-...J

U1 -+-'

Zuid

.....• /"

•

-:

~

/'"

"- ...,

~

i

hor. I

4,0, hor. 5,8, hor. 5,8, hor.

Mload

\.

= 4,0

en bezwijken

,

•

i

beweging beweging beweging beweging

vrij t.p.v. verhinderd vrij t.p.v. verhinderd

ining t.p.v. ining t.p.v.

lining lining

I

I

•...

/

4,0,

bij

-, "-

"-

. I

"-

-,

0.020

C})

:D

o .s:

Ol

-+-'

o ..,

Q)

1J 1J

.-+

co

(11

6 0> VJ

-<;

OJ

IJl

l.-

>

-

C}) -.::::t:. (J)

L Q)

-0

VJ

-.----*-•. -.• ...• --- ...••...• -.-- ..*--.•

C})

(1)

N VJ

..•

u c

Ol

ce

....• -

0.000

-0020 •

-20

-15

-10

- -5

afstond

t.o.v.

o

5

boorfront

[m]

10

15

20

HEINENOORDTUNNEL, Effect -.Y

van

wijze

meetveld

Zuid

schematiseren

schild

en

lining

bij

passief

bezwijken

6

:J

L

--0 C

:J

Q) -+-' (f)

5

'+'+Q)

E

4

Q) ()I l-

Q

-+-'

U

o

'+-

3

(f) ()I

::c Dl

"0 "0

..•

~

<0

en

6 Ol

C -

CJî

u - 2 ::J >

--w

C

~

E

Cll

Q)

ce(l) N

w

~

•• ~ •• .•...•.•~ • • • •• .- •• .-.

CJî

Q)

L

Q)

>

1 0.00

knooppunt knooppunt knooppunt knooppunt

11.

hor. hor. 8$, hor. 85. hor.

17. I

0.05

totale

0.10

verplaatsing

punten

voor

beweqinq

bewegi'ng bewegiing

I I I I I I I I I

0.20

0.15

bewe qiriq

het

I

verhinderd t.p.v. vrij t.p.v.lining verhinderd t.p.v. vrij t.p.v. lining

I I I I I I I I ,

0.25

boorf ront

lro l

I

0.30

lining lining

I I I I I I I I I

I

0.35

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT

BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, langdurende stagnatie bij normale gradiënt steundruk filenaam berekening: HEIN_ZD4

I

stap 15

I verandering alle grondlagen voIledig gedraineerd LMdispl LMweight LMloadA LMloadB

17

18

= = = =

=

aanbrengen initiële spanningssituatie

1 1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd LMloadB

I

I opmerkingen

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

1,9432

cohesieve grondlagen volledig gedraineerd

invloed stagnatie

Rapport 95-063/B Bijlage Z4.0

Mesh

o

4

Scale

8

Oisplacements

o

12

2

4

6

['*10-3]

::0

Dl "C "C

o ..,

.-+ (0 (J1

Deformed

6

rne s n.

scaled

up

(down)

0>

W

"-CD

Extreme

displacement

1.33E-03

units

~ Dl

lO CD N

~

....•

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN_ZD4

Step

18

Cluster

25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale

8

Axi-symmetry

12

".... -~. J It"

",_

In\\"

"

I

•.•.•••

••• ~

.......•.••.•..

11'"" .•. ,'-

•.. _ ••.

--

, •••.. ......,.,...... __

1II

",,-.w.~.

1111\" ..••• '

4

~

.._.... ..-,.".

••

....-

1111"'IIII\~ IIII\~ IIII~ II.IX' IIII~ lil'

::IJ

Ol "0 "0

o ...• ...•

Cl) (}l

6

en

Incremental

m

Extreme

w <,

o i s o l e c e men t

displacement

t a e Lo .

increment

scaled

Up

1.54E-O~

(down)

units

~

Ol

ce

CD

N

~

I\.)

PLAXIS ProfeSSIonal VerSlon 5.30

Predikties HEIN_Z04

Step

18

Cluster

25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh 0

4

Scale 8

Axi-symmetry

•

12

:D Dl

"0 "0

o ...• ....•

co

U1 ,

Effectlve

o 0>

W

"-CD

Extreme

principal

stresses

-9.92E+01

stress

units

~ Dl <0 Cl)

N .j:>. W

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN _ZD4 Step

18

Cluster 25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL. Effect

van

meetveld

langdurende

Zuid

stagnatie

5 ••••• ••••..•

..---.

E

Mload Mload

=

=

1,0, 1,0,

ongedraineerd gedrdineerd

4

L-.J

(j)

0

Q)

c 3 c

::::J +-' Q)

U

> 2 :0

0

Ol "'0

-+-'

o ..,

::::J 0

"'0

...• CL)

en

6 O'l Cl.)

Q)

>

C

'<-,

CD

~

Ol 10 CD

N .J:> .J:>

o ,

. 0.0000

0.0002

0.0004

horizontale

0.0006

0.0008

verplaatsing

0.00 10

[m]

0.0012

0.00 14

HEINENOORDTUNNEL, Effect

"

van

meetveld

langdurende

Zuid

stagnatie

0.00005

E

L-J

0'

C

Ui

-+--'

0.00000

o

o

Cl.

~

Q)

> -0.00005

-0

Q)

> o o

E

-0.00010

Q)

:IJ

Ol "0 "0

0 ..,

~ co

01

-

0

.x: -

-+-' Q)

> -0.00015

6 Ol

Q)

OJ

U

W -....

~

Ol (Q

CD

N

~

01

---

L

-.- ... --- .... --I I

..• -.'-I I

,

.-

C

• • ••• ••..••..•

Q)

.x:

Q) L

Q)

...0

-0.00020 -20

-15

-10

o

-5

afstand

t.o.v.

boorfront

5

[m]

Mlood Mload

10

=

=

1,0, 1,0,

ohgedroineerd grdraineerd

15

20

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, langdurende stagnatie onder luchtdruk filenaam berekening: HEIN_ZD5

I

stap 15

I

alle grondlagen voIledig gedraineerd LMdispl LMweight LMloadA LMloadB

17

I

verandering

= = = =

= =

aanbrengen initiële spanningssituatie

1 1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd LMloadB

I

opmerkingen

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

1,9432

19

LMloadB

30

cohesieve grondlagen volledig gedraineerd

0

vervangen boorvloeistof door luchtdruk invloed stagnatie

Rapport 95-063/B Bijlage Z5.0

tv1esh Scale

o

4

8

Oisplacements

o

12

4

812

['*10-3]

JJ

Ol

"C "C

o ....•

...• <0

en

Deformed

6

rne s n,

scaled

Up

(down)

(1)

w

Extreme

'<,

CD

displacement

2.44E-03

unlts

~

! PLAXIS ~ ..•

ProfeSSIonal v e r-ss r o ri ~ 30

Predikties HEIN_ZD5

Step

19

Cluster 25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Axi-symmetry

12

:IJ

Dl "'0 "'0

o .,

~ c.o

Effective

(J1

6 0)

Extreme

w

<,

CD

principal

stress

stresses

-1.02E+02

units

~ Q)

co
N (J1 I\,)

Predikties

PLAXIS

ProfeSSIonal Version 5 30

HEIN_Z05

Step

19

Cluster

25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

AX1-symmetry

Scale 8

12

* * *t:

+ •

+ • ++ + •

..

+ + •

U

+.

":t:

.

+ •

+

+

+• +. + ++ •

+

+.

++

•

+ •

+ + •

.

.. +

:D

Ol "0 "0

-. o

.-+

co

Excess

(J1

6 0> W

Extreme

Ol ~

~ PLAXIS N (J1

w

Profess~onal v e r-ss a o n 5.30

excess

Predikties HEI N_ZD5

Step

19

pare

pare

pressure

pressure

Cluster 25-1-96

4.37E+OO

3.

units

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

::0

Ol "C "C

..• o ..,

<0 U1

Contour

o Ol

W -...

CD

MInimum

value

plot

-3.39E+OO

of

excess

units:

pare

Maximum

pressures value

2.37E+OO

units

CD

..::: Ol CO Cl) N U1

.j::o.

PLAXIS ProfeSSIonal Version 5.30

Predikties HEI N_Z 0 5 St ep

19

Cluster 25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Oisplacements

Scale 8

o

12

4

8

12

'[*10-3]

::D

Cl)

"0 "0

o .., ....•

co en

Oeformed

6 0> W

Extreme

êJ

rne

s n.

sca led

displacement

up

(down)

2.54E-03

units

~ Cl)

co (l)

N

en c.n

PLAXIS ProfesSlonal VerSlon 5.30

Predikties HEIN_ZD5 Step 30

Cluster

25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

:::JJ

Ol "0 "0

o .......•

co

Effective

01

6 Ol

Extreme

--w

principal

stress

stresses

-1.01E+02

units

CD

~ Ol

co

(1)

N 01

0>

PLAXIS ProfeSSIonal Version 5.30

Predikties HE IN _Z0 5 St ep 30

Cluster 25-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid

Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

uu

,

"

lUl'

I

,

, ,,,,,

IIIl

I L'

nu ,

I

\

UUI

\UU \\\U

,

,

IIll \ \ \'\\""" "

11\ \ \ """

, • •

\,\\\\\"'"''''

~\,"-

\\\\\\\"-

'

,

--

.

1l1l\\\\\~"'-" 1111\\\' .•. "'_ 1111 \ \\~ ••• "

..••-

.

t

..•..•..•

1111\\' •••• ' ..••..•• _

•.••..•..

1111

\\\

.••.•

, ..•.•...••...••••.....•..... ""-

11"

\ "

...•••.• , ...••...•••..•••.•.•.•...•..•

I' I' \\., ..••••.................•••...... - .... I I ••

I"

I I'

:D

\ """ ......-.••••••• - •••••••••••••••••

"

•••••.••.••.••

..... , ------

Ol "0 "0

- ..

o .., ..•.

co

Olsplacement

(Jl

o O'l

--

Extreme

W

e" •• ------

field.

displacement

-

-

-

-

- - - t- - I-

-

scaled

up

(down)

2.54E-03

units

DJ

~

Ol CO (1)

N (Jl

-..J

PLAXIS ProfeSSIonal Version 5.30

Predikties HE IN_ZD5

Step

30

Cluster

25-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL, meetveld Effect

van

langdurende

5,

I

stagnatie

•• ;••• 1

• ei-'" 000,' G€I , i

./, ......•..i

.---J

E

4

/'

p/'" /'

L-.J

en

Q)

Q)

\

Ol

CD

N <.TI

CD

'

~

!

!

I

i

I:'

I

1

~I.

=

i

i

\

b

\

\

.

.: I

I

>

\ 6 \ \

9

~

co

i

= 1 = 0 0

~

•\

0 C

--

:

~

"-!

\

:::J

a> w co

6

"\

0 +-'

Q)

\

~

> 2

<0 <.TI

,

,\D.".

-0

..•

,

1\

+-'

o ..,

•

I

Ongedraineerb,', steun rukqrodient ong~draineer~, steun rukqrodient gedr1.aineerd, I.steundrï',kgradienr I I

I~

:::J

Ol

0,.....

steundrukgradient

q'

c 3 c

::IJ

/'

/'

met

I I I I

0

"0 "0

l'

/'

Zuid

\

o

I

I

I

I

I

,

,

•

-0.0030 -0.0025 -0.0020 -0.0015 -0.0010 -0.0005 0.0000

horizontale

verplaatsing

0.0005

iro l

.

.

0.00 10 0.00 15

0

HEINENOORDTUNNEL, Effect ,----,

van

meetveld

langdurende

Zuid

stagnatie

met

steundrukgradient

0

0.00080 I

onqedroineerd, steuridrukqr cdient = 1 • •.• ,•.• onqedr cinedrd, steundrukgradient 0 DGaDo qedroineer d] steundrukgratJient = 0

E

•••

L-...J

!••

=

CJî C

ëJ)

-+---'

0.00060

-s - 0- e- -0 - G--

o o

--f] _

0-

-$ !

---0...... 1:iI

0..

'0...

1:1

L (])

> "TI

:

-, 'll

0.00040

-, ~

Q)

> o o

E

'ti

-. ~.- •..-. - - ----.- +

0.00020

Q)

::0 Ol

"0 "0

o ....• ....• CD

(J1

,

o Ol

o

Q) ..Y.

N (J1

CD

-,

'liJ

i" ! <,

....

'n <,

......0

's <,

<,

,

i '

[3...

-.joi _

0-

"" -0-

é-

A -..-

-<> -

D- .•• -D- a

".-, 0.00000

(])

CD Ol

---.

Q)

"TI

CD

•...

-+---' L

---wCD ca

-.--.....

..Y.

>

-,

C (])

L

Q)

-.0

-0.00020

-20

-15

-10

-5

afstand

t.o.v.

o

5

boorfront

[m]

10

15

20

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT

BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, met interface elementen, toename steundruk filenaam berekening: HEIN_ZD6

I

stap 29

I

alle grondlagen voIledig qedraineerd LMdispl LMweight LMloadA LMloadB

31

79

I opmerkingen

verandering

= = = =

I

aanbrengen initiële spanningssituatie

1 1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd LMloadB

= 1,9432

LMloadA

= 4,0

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

toename gemiddelde steundruk

Rapport 95-063/B Bijlage Z6.0

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

::0

III

"0 "0

o ..,

...•

co

Mesh

en

6

Extreme

0> tIJ

êJ

with

prescribed

displacement

displacements 2.90E-01

units

to

f

N

en --'

\PLAXIS ProfesSlonal Version 5.30

Predikties HEIN_Z6B Step 79

Cluster 4-3-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

\

\

\ :.0

Ol

"0 "0

\

o ....• ....•

co

U1

Displacement

w ---tn

Extreme

6 Ol ~ Ol

ce CD

N Ol N

PLAXIS ProfeSSIonal Yersion 5.30

Step

scaled

displacement

Predikties HEIN_Z6B

field.

79

1.60E-01

Cluster 4-3-96

up

3,

(down) units

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

]

\\

\\

JJ

Q)

"C "C

o ...

...• co

01

Oisplacement

ó

Ol W

Extreme

Ol

J

J

J'

J

j

J

l!

1

\\\\\

\

\1\\\\\

\

\\

field.

scaled

displacement

up

1.30E-01

(down) units

~ Q)

ce CD

N Ol W

PLAXIS ProfeSSlonal Version 5.30

Predikties HEIN_ZD2 Step

27

Cluster 4-3-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Zuid Rotterdam

IGM

r---,

HEINENOORDTUNNEL,

meetveld

Effect

interface

aanwezigheid

Zuid Mload

= 4,0

0.010

E

•.•••• geer interface ••••••••••••••• wel interface

L-I

CJI C

0.008

(f)

-+-'

0 0 -0...

0.006

l.-

Q) ""0

>

Q)

0.004

>

0 0

E :Il

Ol "0 "0

0 ...•

...•

<0

Q)

0 .x:

.-+-' I.-

(Jl

,

>

Q)

w

~ Ol

Cl) ""0

....... ..-

Cl)

.s:

N

Q)

.p.

-0.002

C

<0 CD

0>

0.000

Q)

0

--co

0.002

~

Q)

-.0

-0.004

I

-20

-15

-10

-5

afstand

0

t.O.V. boorfront

5

[m]

..-..- ..--- .-* -* 10

15

20

HEINENOORDTUNNEL, Effect

van

Wijze

meetveld

schematiseren

Zuid schild

en

6

11

1 ~J-~~---t·

lining

-*

::J

bij

~ ~~.",.

passief

bezwijken

I

Q)

-+-'5 (f)

44-

Q)

E

4

Q)

CJI l-

Q -+-'

g

3

4-

:::0

(f)

..•

--CJI

Ol "0 "0 0 .-+

c.o (]I

6

0>

w

CD ~ Ol

ce

CD

N 0> (]I

CJI C

-"""0 ::J

2

>

Q)

E 1.....1 Q)

>

~/ I

CJI

--c

0.00

I

0.05

totale

0.10

verplaatsing

0.15

punten

••..•.•••.•knooppunt _ •.•••.• kna~ppunt

17, gefn interface 85, ge n interface

• • • •• • • • ••

17, we 86, we

0.20

voor

het

knooppunt knooppunt 0.25

boorfront

[m]

0.30

interface interface 0.35

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT

BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Noord, afname steundruk filenaam berekening: HEIN_ND1

I

stap 13

I

alle grondlagen volledig gedraineerd ~Mdispl ~Mweight ~MloadA ~MloadB

15

I opmerkingen

verandering

= = = =

16

~MloadA

17

~MloadA

18

~MloadA

21

~MloadA

25

~MloadA

28

~MloadA

aanbrengen initiële spanningssituatie

1 1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd ~MloadB

I

= = = =

0,4701

= = =

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

0,8

afname gemiddelde steundruk

0,6

idem

0,4

idem

0,2

idem

0,1

idem

0,0454

actief bezwijken graaffront

Rapport 95-063/B Bijlage N1.0

Mesh

o

4

Scale 8

Axi-symmetry

12

:0 Ql

"'0 "'0

o .., ...•.

co

Mesh

,

(J'1

o

with

all

nodes

0> (,J

-CD

~ Ql

CO CD

Z

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN_N01

Step

13

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

Mesh

with

material

sets

:IJ Ol "0 "0

o ...

...• co

(11

6 0> VJ

No.MOd.Typ.Wdry

wwet

19.5 17.2

Cl)

Z VJ

5

O.OE+OO

O.OE+OO

-

0

O.OE+OO

O.OE+OO

-

y

7.4E+03

16.5 16.5

PLAXIS ProfeSSIonal Vers10n 5.30

?

Predikties HEI N_N0 1 St ep

-

35

0.31

1

O.OE+OO O.OE+OO

Tens

27

0.30

7.1E+03

1

Ko

1

1 .1E+04

19.0

2

Perm-Y

3

20.5

16.0

4

Perm-X

0.30

20.5

1

1

PS1

0.20

1

2

2

Ph1

C

N N N

2

3

CD

ce

Nu

4

lii Ol

G

13

1 1

37

7

O.OE+OO

33

3

O.OE+OO

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

-

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

AX1-symmetry

12

::D

Dl "0 "0

o .., ....•

c.o

Mesh

U'1

6 0'1

-W

Extreme

traction

1.82E+01

with

load

units.

system extreme

B force

O.OOE+OO

units

CD

~ Dl

c.e

CD

Z

~

PLAXIS ProfeSSIonal Version 5.30

Predikties HEIN_N01

Step

15

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

:IJ

Dl "0 "0

o ...•

...•

co

Mesh

(J1

6 0)

-CA)

Extreme

traction

with

6.93E+01

laad

units,

system extreme

A force

O.OOE+OO

units

OJ

~ Dl

co

CD

Z (J1

PLAXIS ProfeSSlonal VerSlon 5.30

Predikties HEIN_N01

Step

15

Cluster

23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Axi-symmetry

12

::IJ

Cl "0

"0

..• o ..,

CD

(J1

6

Mesh

W

Extreme

0>

iii

with

prescribed

displacement

displacements 1.15E-02

units

ro

Predikties

~ IPLAXIS 0>

ProfeSSIonal VerSIon 5.30

HEIN_N01

Step

15

Cluster 23-1-96

3.

n.e e t v e l o

Gemeentewerken

Noord

Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Oisplacements

Scale

8

o

12

6

1218

['*10-1]

::D Cl)

't:l 't:l

o ..., ...•

co

Oeformed

(}1

6 OJ

Extreme

W

Ol ~ Cl)

lO (l)

Z

....• -....J

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Step

sca led

dlsplacement

Predikties HEIN_N01

rne s n.

13

(down)

3.35E-Ol

Cluster 23-1-96

up

3,

units

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

~

Scale 8

Axi-symmetry

12

w--=:=~ ~

TH-

-

,-+-

-++

E$=i: ~

~

~:

~ ::D

Dl "0 "0

o ...,

...• co

Effective

(J1

6 Ol

--m

Extreme

w

~ Dl 10 C1l

Z

co

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

stress

Predikties HEIN_ND1

Step

13

principal

stresses

-1.69E+02

Cluster 23-1-96

units

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Oisplacements

o

12

1

2

3

'[*10-2)

:IJ Dl

"0 "0

o ...• ....•
Oeformed

(J1

6 0)

Extreme

w

co Q:! Dl (Q

~ Z


PLAXIS ProfeSSIonal Version 5.30

rne s n.

displacement

Predikties HEIN_N01

Step

scaled

18

(down)

8.94E-03

Cluster

23-1-96

up

3.

unIts

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh 0

4

Scale 8

Axi-symmetry

I

12

,*I

I I I

I

I I

I I

I++I

I

I

I

I

I I

I'

rrn ,

,

,-+-

I

++-

I

I

I

I

.t

I

I

1 I

I

I

I I

I

I

I

1 I

I

1

I

I I

I

I

I I I

JJ

Cl

"0 "0

o ..,

.-+

I

-

-+-

·

-+-

· ++'

-

· ++-+-

•

I 1

I I

I I

•

1"";"""'-

'I

T

,-+-

I

J

I

111

-+--

I

I I

I

I I I I I I

I

-+-

I

•

-

++-

-+--

.

•

-

++-

(!) (]'I ó

Effective

Ol

--

w m

Extreme

principal

stress

stresses

-1.71E+02

units

~ Cl

te CD

Z

...•

o

PLAXIS ProfeSSlonal VerSl0n 5.30

Predikties HEIN _NO 1 Step

18

Cluster

23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

AX1-symmetry

12

-t+

+

T~ ,-r-

+ [-rr J-t+

1-++

L

:IJ

+

Ol "0 "0

o ...• ...• (0 tTI

6

Excess

0> W

a;

Extreme

excess

pare

pare

pressure

pressure

4.13E-01

units

m Ol

co CD

Z

...• ...•

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN_NOl

Step

18

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord

Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

:IJ

Ol "0 "0

o ...•

...• CD

Contour

t11

6

plot

of

excess

pare

pressures

(J)

w

CJ

Mlnimum

value

-2.40E-01

units;

Maximum

value

4.27E-01

unlts

ÇP.

~ IPLAXIS ....• ....• N

ProfeSSlonal VerSlon 5.30

Predikties HEIN_N01

Step

18

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord

Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale

8

Oisplacements

o

12

1

2

3

[~10-1]

:0 III

"0 "0

o ...• ...• CD

U1

6 O'l

Oeformed

w ..•...

Extreme

te

rne s ri.

scaled

dlsplacement

up

(down)

7.60E-02

unlts

~

~ IPLAXIS ~

w

ProfeSSlonal Verslon 5.30

Predikties HEIN_ND1 Step

28

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord

Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

-+--

-+--

-+-+-

-+--

-+--

-+-+-

-+--

-+--

-+-+-

-+--

-+--

-+-+-

-+--

-+--

-+-+-

-+--

-+--+-+::D

-+--

Ol "0 "0

-+--

-+-+-

o ..,

~

<0

(J1

6 0>

Effectlve

-W

Extreme

CD

principal

stress

stresses

-2.45E+02

units

~ Ol

cc Cl)

Z

~ ~

PLAXIS ProfeSSIonal Version 5.30

Predikties HEIN_N01

Step

28

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

AXI-symmetry

12

::D

Ol "'0 "'0

o ...,

.-+

co c..n ,

Excess

o

Ol

w

Extreme

'<,

tn

excess

pare

pore

pressure

pressure

-4.21E-01

units

~

Ol

co Cll

z

....• ....• c..n

PLAXIS ProfeSSlonal Version 5.30

Predikties HEIN_NOt

Step

28

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

AX1-symmetry

Scale 8

12

:IJ

Ol "0 "0

o ..,

...• (0 tJ1

Contour

ó

0> W

Ol

Mlnimum

value

plot

-4.04E-01

of

excess

units;

pare

Maximum

pressures value

4.44E-01

units

lD

t

..•. 0>

IPLAXIS ProfeSSIonal Versl0n 5.30

Predikties HEIN_NO 1 Step

28

Cluster

23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL, Effect

van

meetveld

verlagen

van

Noord

de gemiddelde

5

~

4

(f)

T

-

C

I

::::J

•

-+-'

J

Q)

::D

"0 "0

3 21

(0

en

6 Ol w

OJ

I

11 I

.~ 11

t;

Z

...• -" -....I

\

i <,

<,

1

I\, <,

A I \

I I

t 1.; I

I

I

T

Î' I

Ol

<1l

\

i

1

~ co

~

-,


o ..•

..•.

I

I

\

\

I

c 3

Ol

I

•I

Q)

u

x_

Mload Mload Mload , Mload

I

i

0

~ Mload Mload Mload

••••

1

J

i

•••• ;;:~

~::3

"

I

.-0

steundruk

o

I

..

-0.010

I

0.000

0.010

0.020

horizontale

0.030

0.040

verplaatsing

0.050

0.060

l ml

1,0 == 0,8 ~ 0,6 =;

=;

~

== ;,

0,4 0,2 0 1 0:045

HEINENOORDTUNNEL, Effect ,--,

van

verlagen

meetveld van

Noord

de gemiddelde

steundruk

0.0010

E

--.<

L-.J

---M

-J+

-ti(

0' C fj) +--'

-* -

0.0005

o

o

-.- .... - -

0...

L

Q)

> u

0.0000

Q)

.....

>

-.-

•...

---

-

---

o

-. -.- .... -.- .-

-

t:r-

-6-

-6 -

-.-

tr

-

~ - t:r-

-

-6

-6

-.- ..

o

E

-0.0005

l.~tr

Q)

:::0

Ol "0 "0

0 ...•

...• l.O (11 I

0 0> w

-

z ....• co

I!r

-6 ~ a"

I

,/

••••• Mload = 1,0 ••...••...• Mload = 0,8 ~Mload = 0,6 6 trl:J. trl:J. Mlo a d == 0,4 ~Mload == 0,2 lHCX_ Mload = 0,1 ••••• Mload == 0,045

/

Q)

CD

al

~-

> -0.0010

Q)

Ol

t!r

Q)

-co

-6-

+--' L

U

CD

.e.

0

..Y

..L!J.

x-

C

X-X-f-x

-x

--+:

-

--

)/ .AC

..Y

Q) L Q)

-.0

-0.0015 -20

-15

-10

-5

afstand

o t.o.v . boorfront

15

20

1 .::,L.

:J

L

D

c

::J

QJ

40J

(f)

L 0

I \

075r \-

40J

I

U ft)

+

-

L:I{

4-

(f)

Ol C

0.5+

en

>n

-

+

-

I

+

-

-

I -

-

+

I

I

I

I

I

I

I

I

+

-

~ ,

I

·r-t

I

I

-

+

-

-

+

-

I

I

I

I

I

I

-

-

+

-

-

+

· r-t

D

:J >

Ol

\

I

r-1

0.25+

-~

-

-

+

-

· r-t

-

+

-

C QJ

E

::tJ

L QJ

lil

"0 "0

>

0 ....• ....•

0

<0 01

6 Ol w --m tn lil

ce CD

z

....• ....• <0

I

0.04

0.02

0

I

Totale

PLAXISI ProfeSSIonal VerSIon 5.30

HEINENOORD

I

HEIN_NN 1

verplaatsing

NOORD.

I

0.06

23-1-96

knoop

verlaging I

0.08 17

0.1

[m]

gem . e f f . steundruk

Gemeentewerken

Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL,

Berekende

meetveld

sponningen

t.g.v.

Noord

aanbrengen

eigen gewicht

17.5

E

L-J

--t~-?'

o

,

12.5

I

Q)

c

I

C

::J 10.0 4...J

I

\

i

I I

I

)

Q)

o

JI !

I

"D 4...J

I

/?

//1

i

r---.. Cf)

i

r

.--, 15.0

/

7.5

4...J

"D C

o

4...J

5.0

(f)

'+-

o

[

'-.../'

x

CT

~. o

<0 Cl>

Z -' I'V

o

2.5

0.0

Sxx

(radiaal)

Syy

(axiaal)

Szz

(tangentiaal)

s.,

,

,

,

,

,

I

I

J

J

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

sponning

[kPa]

o

20

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT

BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Noord, toename steundruk filenaam berekening: HEIN_ND2

I

stap

I opmerkingen

I verandering

13

~Mdispl ~Mweight ~MloadA ~MloadB

15

~MloadB

16

~MloadA

17

~MloadA

18

~MloadA

19

~MloadA

22

~MloadA

25

~MloadA

37

~MloadA

52

~MloadA

= = = = = = = = = = = = =

I

1 1 1 1

aanbrengen initiële spanningssituatie

0,4701

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

2,0

toename gemiddelde steundruk

3,0

idem

4,0

idem

5,0

idem

10,0

idem

16,5

idem

20,0

idem

21,30

bezwijken graaffront

Rapport 95-063/B Bijlage N2.0

Mesh

o

4

Scale 8

Oisplacements

o

12

I

3

6

9

_

1

[*10

:D

Ol "0 "0

o ..,

.-+

co

en

Oeformed

6 Ol

---w(D

Extreme

rne

s ri,

scaled

displacement

Up

(down)

1.69E-01

units

tn Ol

ce CD

Z f\.)

...•

PLAXIS ProfeSSlonal VerSl0n 5.30

Predikties HEIN_ND2

Step

22

Cluster

23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

]

Mesh

o

4

AX1-symmetry

Scale 8

12

-++-

-++-+-

-

-

-+-

-

-

-+-

-

-

.•....

x )(

l(

)(

~l(

)J

Dl "0 "0

~

..

-\"~

++

o ..,

+

CD (Jl

Effective

6 0> W

Extreme

[Ij

principal

stress

stresses

-7.00E+02

units

~ Dl

te

CD

Z

I'..> I'..>

PLAXIS

ProfeSSIonal Version 5.30

Predikties HEIN_ND2

Step

22

Cluster 23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord

Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

AX1-symmetry

Scale 8

12

• +

+. +. +

+ + +

• +

++

++

+

-+-

+H+t-

++

t·' .. ~

::IJ Ol

"'C "'C

o .., r+

(0 01

Excess

6

Extreme

0> W CD

excess

pare

pare

pressure

pressure

-2.44E+OO

units

-<;

~ Ol

co Cl)

Z I\.)

w

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN~02

Step

22

Cluster 23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

:Xl

Dl "0 "0

o .., ....• co

(J1

Contour

6

Ol

---w OJ

.w Dl

cc Cll

Z N

~

Mlnimum

value

PLAXIS ProfeSSlonal Version 5.30

plot

-2.61E+OO

of

units:

Predikties HEIN_N02

Step

22

excess

pore

Maximum

Cluster

23-1-96

pressures value

3.

4.73E-01

meetveld

Gemeentewerken

units

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

L1

Displacements

Scale 8

o

12

I

123

::D

III

"0 "0

o

-..~

co

(J1

Deformed

6

mesh,

scaled

up

(down)

0>

--tn W

Extreme

displacement

6.21E-01

units

~ III

co (l)

Z N (J1

PLAXIS ProfeSSlonal VerSlon 5.30

Predikties HEIN_ND2 Step

52

Cluster

23-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

- ---_ .• - -- ----- --

_

..... . . .

_

.. ...

l- --: --~ I ----

__

"Ol

~.- ~.

.••... --

..

-tft~'-- . ITIt\~:-... - --

~'': ...•-: ~,' f~ "

ff~ # n~\\",,\~ " \ \\

"

\\

\\\\,

~H

:0

\~\\\\

Dl "C "C

o ..•

...•

H*

++

~

,

,.

,

. I

<.0

01

Effectlve

6 0) w

Extreme

CD ~

Dl

co C1l

Z N

Ol

PLAXIS ProfesSlonal VerSlon 5.30

principal

stress

Predikties HEIN_ND2 Step 52

stress es

-1.66E+03

Cluster

23-1-96

units

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

+

•

+ •

+.

-F ++

-

1 -++ ++ -1++

+

m

:IJ Dl

"0 "0

o -,

...•

Excess

(,0

(J1

6 (J) w

Extreme

co ~

Dl

co (1)

Z N

--...J

PLAXIS ProfeSSlonal Version 5.30

excess

pare

Predikties HEIN_ND2

Step

52

pare

pressure

pressure

Cluster

23-1-96

-6.36E+OO

3,

units

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

'J Cl

:D

Ol "0 "0

.......•o <0 (Jl

6 Ol w

tiJ

Contour Mlnimum

value

plot

-6.93E+OO

of

excess

units:

pare

Maximum

pressures value

2.40E+QO

units

~ Dl

te CD

Z N

co

PLAXIS Professional Verslon 5.30

Predikties HEIN_ND2

Step

52

Cluster

23-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL,

meetveld

Effect

van

van

verhogen

Noord

de

gemiddelde

steundruk

5

r

]4J

r

lfJ

> 2 0

l.D

6 0> w

CD

z N <0

I

1 1

•I

I

I

1

1

•

1

1

1

*



1

I

I

I

1

• I

I

•I

::J

t

I

I

1

Q)1

*I

A

• •••• • •.••.•

I

6b-6b-6

1

~

0

>

c

I

f I I I

0

-0.70

I

•

I

1

F <.0

i

I

J.

'"I

)(

DJ Dl

J

I

I

4--'

Dl

(J'I

!

J

I I

J

"TI

...•

f

)(

Q)

"0 "0 0 ...••

1

(

c 3 c ::J 4--'

:Il

il

)

I

0

Q)

r

:f

t

T

I

I

tHHHHJ

)()H()H(

I

-0.60

-0.50

horizontale

-0.30

-0.20

verpcctsinq

[m]

-0.40

-0.10

-0.00

Mload Mload

=

Mload Mload Mload

= = =

Mload

== ==

1,0 5,0

10,0

16.5 20.0 21,3

HEINENOORDTUNNEL, meetveld Effect ,--,

van

verhogen

van

Noord

de

gemiddelde

steundruk

0.060 •••••

E

e ••••

l..-.J

GEHHHJ 61!r61!r6

CJI

~Mload

C

)He X-fH(

(f)

•••••

-+-'

o o

i Mload Mload Mload Mload Mload Mload

0.040

0-

)(-

)(--

x-....

L

)IC

'

Q)

1,0 2,0 5,0 = 10,0 = 16,5 = 20,0 = 21,3 = = =

x,

"<,

>

x"--

'D

<,

Cl)

>

6 o

0.020

E

-6

-

6-

tr

~

-

t!r-

--6

-

-

...•-e-

_

l:J,......

Q)

::D

Ol "0 "0

o ...• r+

co

(J1

6 O'l

eN (jj

~

o ..Y. -+-'

~

0.000

6-

'D

er

-A -

ob ---6 -

-r-

I

I

Q) ..Y.

-0

Ja.. i

~

-.

'- _._--

/!r-

'Óf

-6-

A

i

C

Q)

o

I

-

Cl)

~ -0.020

N

...1 ""6

CD

Z

.- -

>

Ol

co

...•-.-

î--~ i

I

-20

-15

I

I

I

I -10

I

I

I

I

I

I

I

I

-5

afstond

t.O.V.

I

i

I '

I

I

I

i

I

I I

0

5

boorfront

Cm]

I

,

I

i I~I~I~I~I--I~'~I~I~I~I

10

15

20

25 .:::L

::>

I

I

I

D

I

I

I

L

c

::>

ru

+J lf)

L 0 +J

u rn

20 +

15

+

(Jl

c

(Jl

D

::D

L

>

Dl

+

-

-

-

+

-

+ -~-

-

+

I

+

-

-

I

+

-

-

-

+

I

I

I

I

V

-

-

+

-

I

/

5+

-;á

~

-;e'

-

+

-

-

+

-

-

+

I

~

-~

-

-

I

-

-

+

-

+

-

I

I

-

+

-

+

-

+

-

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

+

-

-

+

-

-

+

-

+

-

-

-

+

W

..•

<0

6 0>

I

IJl

I

~

-

ru E

"0 "0 0 .-+

--w

-

I

(Jl

(J1

-

I

::> >

· r-i

-

I

10 +

r-1

c c

+ I

lf)

· r-i

-

I

I

4-

· r-i

-

I

0 0.1

0

0.3

0.2

Totale

0.4

verplaatsing

knoop

0.5 17

0.7

0.6

[m]

Dl

IC CD

z N

...• ...•

PLAXISI ProfeSSIonal VerSlon 5.30

HEINENOORD

I

HEIN_NN2

NOORD.

I

23-1-96

verhoging I

gem.

Gemeentewerken

e f f . steundruk Rotterdam

IGM

Gemeentewerken Ingenieursbureau

Rotterdam Geotechniek

OVERZICHT

BEREKENINGSSTAPPEN

Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Noord, langdurende stagnatie onder luchtdruk filenaam berekening: HEIN ND5

I

stap 13

alle grondlagen voIledig gedraineerd LMdispl LMweight LMloadA LMloadB

15

I opmerkingen

I verandering = = = =

I

aanbrengen initiële spanningssituatie

1 1 1 1

cohesieve grondlagen volledig ongedraineerd LMloadB

=

0,4701

22

LMloadB

=

0

33

cohesieve grondlagen volledig gedraineerd

aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof

vervangen boorvloeistof door luchtdruk invloed stagnatie

Rapport 95-063/B Bijlage N5.0

Mesh

o

4

Oisplacements

Scale 8

o

12

4

8

12

['*10-3]

..

::D

Cl "C "C

o ..,

...• CD

01

6 Ol

Oeformed

-w

OJ

Extreme

OJ Cl 10 ei)

Z 01

...•

PLAXIS ProfeSSIonal Version 5.30

rne

displacement

Predikties HEIN_ND5

Step

s n , scaled

22

(down)

2.41E-03

Cluster

25-1-96

Up

3.

units

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Axi-symmetry

Scale 8

12

W=0

±:$=i= ±:$=i= ±:$=i= $=i: $=i: ±:$=i= H++=t:~

::D Ol

"tJ "tJ

Q

.-+ <0

Effective

(J1

6 Ol

Extreme

w

iii

principal

stress

stresses

-1.69E+02

unIts

al Ol

ce CD

Z (J1

'"

PLAXIS ProfeSSlonal Version 5.30

Predikties HEIN_ND5 Step

22

Cluster

25-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

Ll

Axi-symmetry

Scale 8

12

~+++ 1+-+-1-

~~.....-.f+ 1-1 1+++

'-, '-++-

::0 DJ

"0 "0

o ..,

...• <.0

Excess

U1

6

Ol

Extreme

w

ro

excess

pare

pare

pressure

pressure

3.93E-01

units

~

~ IPLAXIS z U1

W

ProfeSSlonal Version 5.30

Predikties HEIN_ND5 Step

22

Cluster

25-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Scale 8

Axi-symmetry

12

:::0

Ol

"0 "0

... o ..,

co

U1

Contour

6

--w

plot

of

excess

pare

pressures

(J)

CD

MInimum

value

-1.61E-01

units:

Maximum

value

=.99E-01

units

~

Predikties

~IPLAXIS U1

~

ProfeSSIonal Version 5.30

HEIN_ND5

Step

22

Cluster 25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh

o

4

Oisplacements

Scale 8

o

12

4

8

12

['*10-3]

::n

Ol "0 "0

..•

o ..,

Oeformed

co

(11

6 en

Extreme

w

rne

s n , scaled

displacement

Up

(down)

2.41E-03

units

èD ~ Ol

co (1)

Z (11 (11

PLAXIS ProfeSSIonal VerSlon 5.30

Predikt HEIN_N05

Step

33

les

Cluster

25-1-96

3.

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh 0

4

Scale 8

Axi-symmetry

I

12

-

-+~

-

-+~

-+~

-

-+~

-+~

-+~

-+~

..•....•.

::c

Ol

o ...• ...•

(0

6 en w

Extreme

-<;

CD

~ Ol

CD

Z (J1

en

principal

Effective

(J1

co

-

~

"C "C

PLAXIS ProfeSSlonal VerSlon 5.30

HEIN_N05 Step

33

-1.69E+02

stress

Predikties

stresses

Cluster

25-1-96

units

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

Mesh 0

4

Scale 8

Axi-symmetry

I

12

.. ......... •. . . . . . . .. ........ . . . . . . .. ........ . . . . . . .. "

_

,

........

. . . . . . ".

........ ••

•

I

I

I

,

I

I

I

•

•

,

,

•

•

,

I

I

,

I

,

I

,

,

,

,

,

,

,

I

,

I

I

,

,

,

•

•

,

,

,

I

I

,

I

I

I

I

,

,

,

,

I

I

I

,

I

,

I

,

I

•

I

I

,

,

••

J. ,

I'

'"

j

IJ"

,

, , "

II IJ , I

J

I

UJlI'"

1111 1111 11/1/

I I

, ,

I I

I

,

,

,

I

,

,

I I I I

,

,

I

I

I

I

,

I I I

I

I

I

I

I

,

,

I

I

,

,

•

•

•

I

I

I

••••

\\\ \ \ \ I

,

,

I

•

\

\

•

\\\\ \ \ \ I

,

\

\

\

\

\ •

\

\

\

\

\

lil/I I I I ~\1111 I I

.

\ \\\\\ \ \ \ \ \ IIII H\\\\ \ \ \\ \ \ \ \ \ \ ,

1111 111\\\\\\\\\

\ \ \ \ \ \ \

1111 1111\\\\\\\\ 1111 "\l\\\\\\\\

\

\

\

\ \ \ \

\

'\

'\

'\,

.... ..

'\ '\ '\ '\ •••"'"

IIII

llll\\\\\\\\ , l l ,\"

lil'

.1 ••

,

,'\

'\ '\ '\ ,,'\

'\ '\ '\

'\

'\

'\

'\

'\

" " ..

'\

'"

•

•••••••••••••••••

'\ '"

"""

••••••.•

.......

'"

............... .... ... . ................. ....... . . . . ....... ... . ........... "'\""" I

:D

•••••••••

"'"

'"

Cl

"0 "0

,

o ~ ...• co

U1

Oisplacement

--w

Extreme

6 (J)

field.

displacement

up

(down)

2.41E-03

units

scaled

CD

.W: Cl

IC CD

Z U1

-...J

PLAXIS ProfeSSIonal VerSIon 5.30

Predikties HEIN _ND5 Step

33

Cluster

25-1-96

3,

meetveld

Gemeentewerken

Noord Rotterdam

IGM

HEINENOORDTUNNEL, Effect

van

meetveld

langdurende

5

Noord

stagnatie

•••••• • ,- otHJG-EI

"'--'4

E

L......-J ./

(J)

I

i

..9

•• ---

11

i

...j-I

••

J

Q)

u

\

\

3 21

•• \ ~

C\

Ol

"0 "0

o ...,

...• CD

6

= 0

1i

0i

~

c 3 c ::J

.~

-

/

Q)

U'1

i

=

./

0

:JJ

steundrukgradient

onqedroineer d, s'teundrukgrJdient ongedroineerd, slteundrukgrqdient ged.a~neerd, ste0ndrukgrodi~nt i

..-

met

1

(j)

--w

\

J

.\

~ \ \

~

OJ

~ Ol

te C1l

Z U'1

co

o

I

.

-0.0025

-00023

-0.0020

-0.0018

horizontale

-0.0015

verplaatsing

-0.0013

[m]

-0.0010

-0.0008

0

HEINENOORDTUNNEL, meetveld Effect ,-,

van

E

..-

0' C -+-'

0.00020

-.-

.....

-. .- 1-...... '-

:

./:

0-0

: /P-

<,

'fl-c(

1:'1

Q)

i ,

> o

6 en w

iii ~ Ol co

-0.00020

,

\

~

i

<,

e- ~'"

I

'0 <,

a

> -0.00040

I

i

Q)

I

I

c

I

II

,

en

.D

-. ...-e_

.. _- .......•

I

I

I

i

..:::.t..

Q)

----

/~

(

Q)

0

\

~

-u

1 0

til I

Q)

.. -_ ....

!

I

.:« .-+-'

--.- .•. .......•.......

0

-

L Q)

<.0

I

..•. ~

Q)

CD

z

.é I

=

••.••

........••...... u I <,

I

=

!

.... ------

B

I ! onqeoroineerd. steundrukqrodient ongedraine~rd. steundrukqr cdient gedraineerdf steundrukgradient =

I

61"

-,

0

II

I I

I

o

en

Ii

,

\~

> -0.00000

-U

<.0

<,

-

~

I"

\

Q)

~

...•

\

~

::IJ

steundrukqrodient

D,Ga

-"'1

0-

Ol "0 "0 0 ..,

met

•-

I

o o

E

stagnatie

0.00040

L......J

UJ

longdurende

Noord

i

-000060 . -20

-15

-10

-5

afstond

0

t.O.V. boorfront

5

[m]

10

15

20