80 12 th International Scientific Conference, April 20-22, 2009 Brno, Czech RepublicTable 1 Comparison of the bending momentsSectionBending moment [kNm/m] Bending moment [kNm/m]Zurabov Bugaeva Case A – Plaxis1 21,41 20,172 0,48 0,223 -23,52 -20,184 2,91 2,035 17,96 16,31Table 2: ResultsCASE A CASE B CASE C CASE DExtreme vertical displacement [m] -1,31 *10 -3 -2,19 *10 -3 -1,71 *10 -3 -2,23 *10 -3Extreme effective mean stress [kN/m 2 ] -463,66 -502,29 -475,55 -504,98Extreme bending moment [kNm/m] -20,18 -13,53 12,75 7,76Extreme shear force [kN/m] -22,83 -15,52 -18,72 -12,40Extreme axial force [kN/m] -881,72 -629,51 -868,19 -620,85Fig. 4 Vertical displacement – case BAcknowledgementThe author would like to thank to Ministry of Education of the Czech Republic for researchproject VZ 03 CEZ MSM 6840770003 „Developments of the Algorithms of ComputationalSimulations and their Application in Engineering” for assistance with a research.Literature[1] ZURABOV, G.T., BUGAEVA O. E, Water Tunnels in Hydroelectric Stations [in Russian],Gosenorgoizdat, Moscow (1962).[2] MUIR WOOD, A. M., The circular tunnel in elastic ground. Geotechnique, 1, 1975,[3] VANÍČEK, I.: Stárnutí podzemních konstrukcí – metro Praha, ČVUT v Praze, <strong>Fakulta</strong>stavební, Praha, 2008
12 th International Scientific Conference, April 20-22, 2009 Brno, Czech Republic 81PROBLÉMY RIEŠENIA INTERAKCIE TUNELOVÉHOOSTENIA S HORNINOVÝM MASÍVOMSOLUTION PROBLEMS OF INTERACTION BETWEENTHE TUNNEL LINING AND ROCK ENVIRONMENTÚvodVladimír Bartoš * , Ľuboš Hruštinec **For the analysis of deformations around the NATM tunnel was used 2D numericalmodeling. We analyzed the impact overrun rate of deformation prior to integration ofprimary lining to the overall deformation.Pre spoľahlivý návrh objektu tunela je nevyhnutné vystihnúť jeho interakciu s okolitýmprírodným horninovým prostredím vo všetkých etapách jeho výstavby a prevádzky. Náročnosťúlohy zvyšuje najmä veľká nehomogenita prírodného horninového prostredia, s ktorou sa spravidlastretávame pri návrhu líniových stavebných objektov, ku ktorým patria aj tunely. Na presnosťdosiahnutých výsledkov v rozhodujúcej miere vplýva reprezentatívnosť určenia materiálovýchcharakteristík horninového prostredia. Použitie moderných výpočtových metód a prostriedkov námumožňuje reálnejšie zohľadnenie skutočných podmienok interakcie stavebnej konštrukciea dotknutého prírodného horninového prostredia. Medzi takéto metódy môžeme zaradiť ajnumerickú metódu konečných prvkov (MKP), ktorej matematický aparát nám umožňuje zohľadniťa definovať aj veľmi zložité okrajové podmienky (materiálové, geometrické, statické a pod.)riešeného problému. Pre vystihnutie reálneho správania sa podložia ovplyvneného podzemnoustavbou nestačí iba poznať a posúdiť výsledky získané z matematického modelovania, ale jenevyhnutné verifikovať tieto výsledky aj s meraniami “in-situ“. Takéto vzájomné porovnávanienameraných a vypočítaných (prognózovaných) hodnôt nám umožní v ďalších fázach riešeniaproblému ďalej spresňovať vstupné hodnoty a okrajové podmienky výpočtových modelov tak, abyčo najlepšie vystihovali interakciu konštrukcie tunela s okolitým horninovým prostredím.V príspevku sa podrobnejšie zaoberáme numerickou analýzou vplyvu použitého modelupodložia (lineárne pružný, plastický) na zmenu stavu napätosti a pretvorenia priečneho profilutunela razeného Novou Rakúskou Tunelovacou Metódou (NRTM).Okrajové podmienky riešeného problémuVstupné údaje pre definovanie geometrických a materiálových okrajových podmienokvýpočtového modelu sme prevzali z archívnych materiálov [1] a [2]. Pre numerickú analýzu smevybrali reprezentatívny priečny rez tunelovej rúry cestného dvojprúdového tunela (Obr.1)osadeného do homogénneho horninového prostredia s výškou nadložia 50m. Na modelovaniehorninového prostredia sme použili dva materiálové modely, a to lineárne pružný (Hookov)a plastický (Mohr-Coulombov) model. Primárne ostenie zo striekaného betónu sme modelovali akolineárne pružný materiál, ktorý je v dokonalom kontakte s okolitým horninovým prostredím.Charakteristiky horninového prostredia a betónového ostenia sú uvedené v Tab. 1 a 2. Na analýzusme využili geotechnický softvér PLAXIS (v. 8.5), ktorý využíva matematický aparát MKP.Z hľadiska technológie výstavby sme pri modeli podložia z navetraných dolomitickýchvápencov uvažovali s výrubom na plný profil a následným zabudovaním primárneho osteniav takom časovom odstupe, kedy už prebehli takmer všetky deformácie vyvolané výrubom. Pri*Vladimír Bartoš, Katedra geotechniky, Stavebná fakulta, STU v Bratislave, vladimir.bartos@stuba.sk** Ľuboš Hruštinec, Katedra geotechniky, Stavebná fakulta, STU v Bratislave, hrustin@svf.stuba.sk