Využití drátkobetonu do tybinků tunelového ostění

Abstract

Práce řeší možnost využití vláknobetonu do segmentového ostění tunelů z hlediska technologie drátkobetonu a testování segmentů. Tato práce podává kompletní teoretický základ k pochopení problematiky drátkobetonu. V práci je stručný popis tunelovacích strojů a jejich výhody a nevýhody při aplikaci. Rovněž jsou specifikovány vlastnosti drátkobetonu jako materiálu. Probrány jsou specifika navrhování a zkoušení prefabrikovaných drátkobetonových segmentů. V práci je též sledován vliv podélných spár na tuhost ostění. Vyhodnocení průkazních zkoušek drátkobetonu s obsahem 70 kg/m3 drátků typů Dramix, Tri - Treg. a zkušebních vzorků s obsahem 50 kg/m3 drátků typu Dramix Je také součástí této práce. Součástí této práce je též numerická simulace zkoušek ve čtyřbodovém ohybu, z jejichž výsledků jsou poté určeny vstupní materiálové parametry pro modelování tunelových segmentů. V práci je posouzeno chování drátkobetonových segmentů při simulaci rozhodujících návrhových stavů a porovnané s chováním železobetonových segmentů, které jsou v současné době používány pro segmentové ostění pražského metra. Posouzení se tykalo segmentu v ohybu kolmo na plochu segmentu, kterým je simulován účinek horninového masivu další posouzení bylo určeno zkouškou segmentu v tlaku, kterým je simulován účinek razicího stroje TBM při jeho postupu do horninového prostředí na čelbě tunelu. Poslední typ zkoušek, který byl posuzován, byla simulace zatížení ohybem v rovině segmentu při nerovnoměrné uložení segmentu. Provedené zkoušky byly modelovány nelineární analýzou (programem Atena), kde bylo podrobně sledováno a vyhodnocováno porušování modelu segmentů a jejich únosnost.

The thesis addresses the possibility of using fiber reinforced concrete in tunnel lining segments from the point of view of both fiber-reinforced concrete technology and segments testing. This work gives a complete theoretical basis for understanding fiber-reinforced concrete problems. It introduces a brief description of tunnelling machines and their advantages and disadvantages. The material properties of fiber reinforced concrete are also specified. The specifics of the design and testing of precast fiber-reinforced segments are discussed. The effect of longitudinal joints on the stiffness of the lining is described. The first part of this work deals with evaluation of preliminary tests of steel-fiber reinforced concrete with content 70 kg/m3 fiber types of Dramix and Tri - Treg. and specimens with fibre content 50 kg/m3 steel-fiber type of Dramix. Several tests were carried out. The bending tests were used for derivation and verification of the input parameters of the numerical analysis. The fibre reinforced segments were tested in three loading schemes, which are important for the function of segments in the lining. The segments produced for the tunnels of the subway line A in Prague were tested.Assessment is related to segment under bending forces perpendicular to the surface segment, which simulates the effect of rock soil pressure. Further assessment was intended to test segment under pressure, which simulates the loading by hydraulic jacks of the tunneling machine (TBM) during its progress in the geological environment at the excavation phase. The last type of testing that has been performed is the simulation of bending loads in the plane of the segment due to uneven supporting of the segment. The performed tests were analyzed numerically by a nonlinear computer program Atena. The crack pattern and the load carrying capacity was calculated numerically and compared with the experimental results. A good agreement has been found.