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Author(s):	Schweiger, H. F.; Marcher, T.; Nasekhian, A.
Title:	Nonlinear FE-analysis of tunnel excavation - comparison of EC7 design approaches - Nichtlineare FE-Analysen im Tunnelbau - Vergleich der Nachweisverfahren des EC7
Abstract:	Although Eurocode 7 does not mention tunnelling explicitly it is under discussion amongst practitioners to what extent the principles of EC7 can be applied to the design of tunnels. In EC7 three different design approaches, which differ in the application of partial factors on actions, soil strength and resistance, have been established. A characteristic feature of tunnelling is that the surrounding soil or rock represents loading and support for tunnel, similar to deep excavation problems. In addition, the highly nonlinear behaviour of shotcrete linings needs special attention and therefore care must be taken when choosing partial factors of safety. In this contribution the applicability of the different design approaches for tunnelling employing numerical methods are investigated and the differences obtained are discussed. Two examples are presented, namely a station tunnel in soil and a tunnel in rock, both constructed based on NATM principles. Obwohl Tunnelbau im Eurocode 7 nicht explizit erwähnt wird, steht zur Diskussion, ob der EC7 prinzipiell auch für die Bemessung im Tunnelbau anwendbar ist. Im EC7 sind drei Nachweisverfahren definiert, die sich in der Anwendung der Teilsicherheitsfaktoren auf Einwirkungen, Widerstände und Bodenkennwerte unterscheiden. Ein wesentlicher Aspekt im Tunnelbau ist, dass der Baugrund sowohl Einwirkung als auch Widerstand sein kann, und somit sind Parallelen zur Bemessung von Baugruben gegeben. Zusätzlich kommt hinzu, dass das mechanische Verhalten von Spritzbeton hochgradig nichtlinear ist, was bei der Wahl der Teilsicherheitsbeiwerte beachtet werden muss. In diesem Beitrag wird die Anwendbarkeit der unterschiedlichen Nachweisverfahren des EC7 für den Tunnelbau bei Anwendung numerischer Methoden untersucht und die Unterschiede in den Ergebnissen aufgezeigt. Zwei Beispiele wurden gewählt, ein Stationstunnel im Lockergestein und ein Tunnel im Fels, beide nach der Neuen Österreichischen Tunnelbauweise aufgefahren.
Source:	Geomechanics and Tunnelling 3 (2010), No. 1
Page/s:	61-67
Language of Publication:	English/German

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