Analysis of underground openings with a distinct shear zone
- 66 Downloads
Summary
Analysis of Underground Openings with a Distinct Shear Zone
A procedure for the analysis of deformations and stresses in the surrounding of an underground opening is demonstrated. For duplication of rock discontinuities in the finite element analysis the joint element of Goodman, Taylor and Brekke is used. A special technique was developed in order to consider the limited tensile strength, the reduction of shearing strength after reaching the peak strength and the limited closure of the joint. A Coulomb failure criterion is used for determining shear fracture. Results of two examples of tunnels with one distinct joint are shown.
Keywords
Tensile Strength Shear Strength Excavation Shear Fracture Peak StrengthZusammenfassung
Berechnung von Felshohlräumen mit einer ausgeprägten Scherzone
Ein Verfahren zur Berechnung der Verformungen und Spannungen in dem einen Hohlraum umschließenden Gebirge wird erläutert. Zur Nachbildung von Diskontinuitäten wird das von Goodman, Taylor und Brekke entwickelte Kluftelement verwendet. Für dieses linienförmige Element wurde eine spezielle Rechentechnik entwickelt, die die begrenzte Zugfestigkeit der Kluft, den Abfall der Scherfestigkeit nach Erreichen der Spitzenfestigkeit auf die Restscherfestigkeit und die begrenzte Zusammendrückbarkeit erfaßt. Zur Bestimmung des Schubbruches wird das Coulombsche Bruchkriterium benutzt. Berechnungsergebnisse von zwei Beispielen aus dem Tunnelbau mit einer diskret nachgebildeten Großkluft werden gezeigt.
Résumé
Analyse numérique des excavations en roche parcourue par un joint
On montre une méthode pour calculer les déformations et les contraintes autour d'un tunnel. Dans la méthode des Eléments Finis on prend un élément développé par Goodman, Taylor et Brekke pour copier des joints. Une méthode de calcul a été développée pour tenir compte de la résistance de traction limitée, la réduction de l'effort de cisaillement après avoir exhausté la résistance de pointe et la fermeture limitée des joints. Pour déterminer la rupture de cisaillement le critère de Coulomb est utilisé. A deux exemples montrés la roche est parcourue par un grand joint.
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
- [1]Goodman, R. E., R. L. Taylor, and T. L. Brekke: A model for the mechanics of jointed rock. Journ. of the Soil Mech. and Found. Division ASCE, Vol.94, No. SM3 (1968).Google Scholar
- [2]Zienkiewicz, O. C., and Y. K. Cheung: The finite element method in structural and continuum mechanics. London: McGraw-Hill. 1967.Google Scholar