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

Transcriptie

1 '. ". ". '..,.t;.;"'..... :;.; , ::'.' ". " :.. -:.. /".. ::.. :::.:>'.. ;... '..:... :...::...::.. :.. <... ;-: :.. :... ROTTERDAM,

2 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. eder 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.

3 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 deniel ir. J. W. Plekkenpol drs. W. van Schelt maart 1996 Projectbureau Boortunnels

4 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 mpulsprogranuna Kennisinfrastructuur Ondergronds Bouwen opgesteld. Het doel van dit mpulsprogranuna 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. n CURCOB participeert een breed scala aan bedrijven, branche-organisaties, onderzoeksinstellingen, wetenschappelijke instituten en overheden. Via een bijdrage van de nterdepartementale Commissie voor het Economisch Structuurbeleid (CES) in het mpulsprogranuna stimuleert de overheid de totstandkoming van deze kennis infrastructuur. Het onderzoek en ontwikkelingswerk van CURCOB 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.

5 Titel en sub-titel: Schrijverest. Predictie cluster J ir. J.H. van Dalen Datum rapport: Type rapport: Maart 1996 Werkdocument Rapportnummer opdrachtnemer. COBK ûû-document nummer: KlOO-W-024 Projectleiderts) opdrachtnemer: Projectbegeleider opdrachtgever: ir. J.H. van Dalen ing. E.A. Kwast Projectbegeleider ir. G. Hannink opdrachtnemer: Naam en adres opdrachtnemer: Naam en adres opdrachtgever: Gemeentewerken Rotterdam Centrum Ondergronds Bouwen afdeling ngenieursbureau Geotechniek Postbus 420 Postbus AK Gouda 3002 AP Rotterdam Opmerkingen: Samenvatting rapport: Er is een inventarisatie gemaakt van literatuur betreffende analytische rekenmodellen voor de ondersteuning van he boorfront. Het resultaat hiervan zijn op deze modellen gebaseerde predikties van de minimale en maximale steundruk voor meetveld Zuid en Noord. 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 Delft (CO /11) Tre-fwoorde n: Verspreiding: Boortunnels. Stabiliteit boorfronl Steundruk COB-commissie KOO Classificatie. Classificatie de:e pagina: Aantal blz: Prijs. ntern COB-rapport nee Versie Datum.\amens opdrachtnemer Paraaf Namens opdrachtgever Paraaf (con. ) -;7/ 22/01/96 ir. J.H. van Dalen drs. W. van Schelt : (con. 2) 01/0396 ir. J.H. van Dalen drs. W. van Schelt J (def.) 27/03/96 ir. J.H. van Dalen 7--- drs. W. van Schelt P,L\ \W

6 Tule and sub-title. Authorts): Predietien cluster 3 ir. J.H. van Dalen Date report: Type report. March 1996 nterim-report Reportnumber eontraetor: COB/K (tû-report number KOO-W-024 Project managerts) eontraetor: Project attendant prineipal: ir. J.H. van Dalen ing. E.A Kwast Project attendant ir. G. Hannink contractor: Same and address contractor: Name and address principa/: Gerneentwerken Rotterdam Centrum Ondergronds Bouwen Afdeling ngenieursbureau Geotechniek P.O. Box 420 P.O. Box AK Gouda 3002 AP Rotterdam The Netherlands 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 /11) Keywords: Distribution: Bored tunnels, Face stability, Support pressure COB-committee KOO Classification: Classification this page. Xumber of pages,' Price: ntemal COB-report na Version Date On behalf of contraetor lnitials On behalf of principal lnitials / (con. ) 22/01 / 96 ir. J.H. van Dalen ;:7'--- '" drs. W. van Schelt 2 (con. 2) 01/03;96 ir, LH. van Dalen drs. W. van Schelt 3 (def.) 27/03/96 ir. LH. van Dalen drs. W. van Schelt 7' A ok

7 ('fh: /..flj(w-'i:j (," 1.J'l-Jh::B NHOUDSOPGA VE SAMENV ATTNG. SUMMARY HOOFDSTUK 1 HOOFDSTUK HOOFDSTUK HOOFDSTUK 4 HOOFDSTUK HOOFDSTUK NLEDNG 2 UTGANGSPUNTEN VOOR DE BEREKENNGEN 3 Schematisatie grondopbouw 3 Ligging van de Tunnel ANAL YTSCHE METHODEN nventarisatie 5 Resultaten 13 Conclusies METHODE ROWE AXAAL-SYMMETRSCHE EEM BEREKENNGEN Schematisatie van het probleem " 18 Resultaten 21 Meetveld Zuid. aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk 2 Meetveld Zuid. toename steundruk 21 Meetveld Zuid. invloed wrijving schild 22 Meetveld Zuid. invloed interface elementen 22 Meetveld Zuid. langdurende stagnatie, steundrukgradiënt normaal 22 Meetveld Zuid. gradiënt steundruk naar nul (Zuid 5) Meetveld Noord. aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk (Noord ) 23 Meetveld Noord. toename steundruk (Noord 2) 23 Meetveld Noord. gradiënt steundruk naar nul (Noord 5) " 24 Conclusies EV ALU ATE. CONCLUSES EN AANBEVELNGEN Evaluatie uitgangspunten 27 Conclusies en aanbevelingen " 28 LTERATUUR 31

8 ('OH. (;W. "..W.O':4..."'\..;'fi BJLAGEN: Resultaten berekeningen met analystische modellen voor meetveld Noord: A Atkinson en Po tts A2 Leca en Dormieux, minimale steundruk A3 Leca en Dorrnieux, maximale steundruk A4 Krause A5 J ancsecz en Steiner Resultaten berekeningen met analystische modellen voor meetveld Zuid: A6 Leca en Dormieux, minimale steundruk A7 Leca en Dormieux, maximale steundruk A8 Krause A9 Jancsecz en Steiner Berekeningen afname gemiddelde steundruk. meetveld Zuid: Z 1.0 Overzicht berekeningsstappen Z. t/m 6 Schematisatie Z 1.7 en 8 Resultaat aanbrengen eigen gewicht grond Z. 9 t/m 12 Afname gemiddelde effectieve steundruk tot 0,4x de oorspronkelijke waarde Z.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 Zl.18 Zl.19 Z.20 Z2.10 Z2.11 steundruk Maaivelddeformatie als gevolg van het afnemen van de gemiddelde steundruk Bepaling bezwijkwaarde voor de minimale gemiddelde effectieve steundruk Berekende spanningen na aanbrengen eigen gewicht Berekeningen toename gemiddelde steundruk. meetveld Zuid: Z2.0 Overzicht berekeningsstappen Z2. t/m 4 Toename gemiddelde effectieve steundruk tot 4x de oorspronkelijke waarde Z2.5 t/m 8 Toename gemiddelde effectieve steundruk tot bezwijken Z2.9 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. Schemausatie steunpunten ining 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. t/m 3 Berekeningsresultaten Z4.4 Deformatie van het graaffront Z4.5 Maaivelddeformaties

9 ('jj!l (,H k/lil!w_,:'j <J5-Jh..'H Berekening langdurende stagnatie onder luchtdruk, meetveld Zuid: Z5.0 Overzicht berekeningsstappen Z5. t/m 7 Berekeningsresultaten Z5.8 Deformatie van het graaffront Z5.9 Maaivelddeformaties Vergelijkingsberekening wel/geen interface elementen meetveld Zuid: Z6.0 Overzicht berekeningsstappen Z6. Mesh met interface elementen en opgelegde verplaatsingen Z6.2 Verplaatsingen t.p.v. overgang graaffront/ lining bij toename gem. steundruk Z6.3 Z6.4 Z6.5 met interface elementen, Mload A = 4,0 Als Z6.2, maar nu op basis van de berekening zonder interface elementen Maaivelddeformaties bij toename steundruk Bepaling bezwijkwaarde voor de maximale gemiddelde effectieve steundruk Berekeningen afname gemiddelde steundruk. meetveld Noord: N 1.0 Overzicht berekeningsstappen N. t/m 6 Schematisatie N.7 en 8 Resultaat aanbrengen eigen gewicht grond N. 9 t/m 12 Afname gemiddelde effectieve steundruk tot O,4x de oorspronkelijke waarde N.13 t/m 16 Afname gemiddelde effectieve steundruk tot bezwijken N.17 Deformatie van het graaffront als gevolg van het afnemen van de gemiddelde steundruk N.18 Maaivelddeformatie als gevolg van het afnemen van de gemiddelde steundruk N.l9 Bepaling bezwijkwaarde voor de minimale gemiddelde effectieve steundruk N.20 Berekende spanningen na aanbrengen eigen gewicht Berekeningen toename gemiddelde steundruk. meetveld Noord: N2.0 Overzicht berekeningsstappen N2.1 t/rn 4 Toename gemiddelde effectieve steundruk tot 10x de oorspronkelijke waarde N2.5 t/m 8 Toename gemiddelde effectieve steundruk tot bezwijken N2.9 Deformatie van het graaffront als gevolg van het toenemen van de gemiddelde N2.10 N2.11 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 Noord: N 5.0 Overzicht berekeningsstappen N5. t/rn -+ Berekeningsresultaten aanpassing gradiënt steunvloeistof N5.5 t/rn 7 Berekeningsresultaten na consolidatie N 5.8 Deformatie van het graaffront N5.9 Maaivelddeformaties

10 con (;w. J..-W.li:;4 "'5 1"'.3 H SAl\El''V ATTNG Er is een inventarisatie gemaakt van iteratuur 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.

11 l'!h U..". ).:J (,H' 1J5 "'-: R HOOFDSTUK NLEDNG 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 kenmerk JA/CE , COB-Fin-B 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

12 co«(iw /.;11)(1-\\,-1]_'4 l.5-,j/'3'h 2.1 Schematisatie grondopbouw HOOFDSTUK 2 UTGA.GSPUNTEN VOOR DE BEREKENNGEN 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 Voor een nadere omschrijving wordt verwezen naar rapport CO /l1 van GD. Tabel 2.1. Schemalisatie grondopbouw meetveld Zuid. Grond Bovenzijdf' ldr l V c' G Ko À «laag laag [m t.o. v, k:"/m 1 (",d.nf (krat (kraf :"Arf T.,p +.lxj 16.6.O :!.O '0 net 0.55 O.O:?40 'U1062, :\.:! zo.o.().j : OA? 0\1 0\ P.l) :!2.5 () 7 uvt o.eo l.l)70 n.0l :!5 J o 5 nvt o.eo O.O9:? 1J.0nl S - 10.:10 20.: : :1 nvt nvt Voor de grondwaterstand is in het geval van meetveld Zuid voor alle lagen een waarde aangehouden van NAP 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. Schemalialie grondophouw meelveld Noord, (;rund """'l"nlijde ldr ) 'v c G Ko.' À «laag laag [rn t.o,v. k"m-' ru den] k'al kral :"W T"p +.O 16. i -:'.2 :.n o, 0\1 (l.) 11.''''11 n.o, 1.", 16.:1 10.:1 ':1.0 'i.n, "-<)J 'la" 0'1 0\1 2 :1.7: rs.o :n.o.'.n '\1 0\1 ".X) :!i). 11U 6.:1 o :1 0\1 nvt ' n. 16.:1 6. () l "'l.()q4 0..'\0 0\1 0\1 3

13 CuM k/jti-w..d,24 (,W v..f\.;r Voor de grondwaterstand is in het geval van meetveld Noord voor alle lagen een waarde aangehouden van NAP - 0, m. Een uitzondering hierop vormt de toplaag. Voor deze laag is NAP 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. n tabel 2.3 is de diepteligging van de tunnel weergegeven. Tabe ' 2.3. Diepteli!:ging tunnel [m t.o.v. NAP]. Meetveld Zuid Meetveld Noord bovenzijde tunnel tunnelas onderzijde tunnel - 16,

14 t."l R: k}11j-w.r::'4 (;W 5-,ifl HOOFDSTUK 3 A.l'lJALYTSCHE METHODEN 3.1 nventarisatie 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: Hierin is: Os Or Cu -ic- 0(2) C o y = maaiveldbelasting (1) = gemiddelde steundruk = ongedraineerde schuifsterkte van de grond = grondspanning t.h. v. de tunnelas tunneldekking tunneldiameter = volumegewicht van de grond Unt weiql't T c., o 5

15 C(JH (iw JdJlJ..-W-li_'.J ")-}"'.. 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. ndien 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) ) n figuur 3.2 is het aangenomen bezwijkmechanisme weergegeven. Fig AangenolTèn bezwijkmechanisme Davis e.a. [lit.2t. 6

16 ('(R (iw. /tlw-c4 v."_"'\.' 1i Voor de ondergrens wordt gevonden: voor CD < 0.86: 0r= as - cul 2. 2n(2Cf D+ 1)] (3) voor CD > 0,86: 0r= as - Cu 41n(2 Cf D+ 1) (4) (grootheden en parameters 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. n dat geval moet met korrelspanningen worden gerekend. (ondergrens) (5) 1 1_1_-'-4>i-YD 4cos4>/ tanè: 2 (bovengrens) (6) hierin is: ar = gemiddelde (effectieve) steundruk 1 + sin4>! = 1 - sin4>' 4>' = hoek van inwendige wrijving in radialen y = volumegewicht van de droge grond of effectief volumegewicht i.g. v. natte grond D = 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

17 con (,W klijl-w-cj 1J_dt\. 'f1 ElEiER ful HAl8KRES YERTEllRElS RÄUMllCHER nu HAlBUGEl Fg Beschou wde grondmoot volgens Krause [lita. De minimale effectieve steundruk waarbij nog evenwicht wordt gevonden bedraagt voor deze gevallen respectievelijk: 8

18 (',H (jw i./ru-w-u':j <::-<J.\3H -'- (1yD - 1TCC') tan<fll 6 2, 11 or = ---- (3yD - 2"TCC') 0,5 + tane: (7) (8) r = _1 - (1y D - 1TC c') tanë: 9 2 (9) hierin is: c' = cohesie van de grond y = boven de grondwaterstand: volumegewicht van de grond onder de grondwaterstand: 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. n 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<fl', - sin<fl! 2 Cl cos<fli 1 - sin<fl' 9

19 l'(r liw k/jn-w-ij::'4 CJ5-Jn.3-H De factoren Ns en N)' voor het geval van minimale steundruk zijn weergegeven n figuur -'.4 en voor het geval van maximale steundruk (blow-out) in figuur 3.5. ti '4.,.'..,.,,, \,, \ \ \ \ \ \ \ \\ \, \ \e. \.. --., </0.._ "' ,,,,,,.1 ' a a,..,' ',,,,,,,,,,, ---- N;.-'.2l" _- 3lr._'.. _-.cr-. _. 45- c:.'o Fig. 34. Factoren ter bepaling hoven- en ondergrens minimale steundruk [lit.9j..' ;: JO 1 1 _... _- 3lr _- 25" _-.2(T' '0 3 '-/0 0 0 co Fig. 3.5 Factoren ter bepaling hoven- en ondergrens maximale steundruk (Blow-out) [lit.9j. 10

20 ('(n (,W /.:l'jli-w.l!:4 l.5-1jf\.;',h Voor het geval van niet-cohesieve grond geldt dat "c = O. waardoor de waarden voor Os en 0)' niet zijn gedefinieerd. Afgeleid is door de auteurs dat voor dit geval geldt: (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 J die de wig met de horizontaal maakt. 0.) LONGTUDNAL SEcnON Q.kN/m 2 b.) F'RONT 'v1ew Greund 41. c Greund surtoce woter Shiëld,......,. ",. t" P -::'-._._ 0..- S c.) T SlDE,1(W i b t --;-11[ d.) F'c(S ON SOL YltDGE C, E+W s Fig Aangenomen bezwijkvorm methode Jancsecz [lit.s] Door Jancsecz is gezocht naar de waarde voor J die de laagste waarde voor de steundruk oplevert. Deze blijkt een functie van de relatieve gronddekking (CD) en de hoek van inwendige wrijving van de grondlaag ter plaatse van het graaffront. Door middel van een iteratieproces zijn oplossingen voor J gevonden. Op basis van de waarde voor J wordt een waarde voor de l

21 ruimtelijke gronddrukcoëfficiënt K A3 gevonden. als aangegeven in figuur _.7. t r t w t $' t w t»' 0 1Q.340 U UOO ltll ,.6J3 10,171 2 Rlt7 14, & ,423 J l2.j22 4Jn ",705 &.&aj JCU o S7,S 10,0 lts S,O 2 K!t!.!.l. 1U o,9 G.27 2 J K u ij".20' 1$' t w.)5' 0 0._ O,JO , ,lS4 0,l7t J4 0, o,m 0,1]1 3 O.J4S 0,l71 0, O,l&., 01"'(45-; 0,.' 0,41 O,JJ 0.27 o.n K.!ill9 OoS7. 0.4" o.j49 Ul ,1 2 i J 2 1 o J t = dekking hoven de tunnel ( = C ); D = tunneldiameter Fig Ruimtelijke gronddruk"oftï"int K A3 volgens Jancsecz [lit.51 Op basis van de volgende formule kan vervolgens de benodigde effectieve steundruk ter hoogte van het tunneldak worden bepaald: (12) hierin is: J T = effectieve steundruk t.h. v. het tunneldak J = vertikale effectieve spanning t.h. v. het tunneldak KAJ = 3-0 gronddrukcoëfficiënt volgens Jancsecz Op basis van goede ervaringen met praktijktoepassing van de gegeven formule stelt 1ancsecz dat er vanuit de uitvoering geen behoefte bestaat aan gecompliceerdere of geavanceerdere bepalingen van de minimale steundruk. 12

22 t ',JH (;U'. du-wc4 Y5-11\,.? '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 A t/m A5. n tabel 3.1 zijn de resultaten van de berekeningen op basis van de bovenbeschreven methoden samengevat. Tabel 3.1. Berekeningsresultaten meetveld Noord. methode 4) minimale steundruk maximale steundruk t.h,v. de tunnelas [kpal t.h. v. de tunnelas [kpa] Atkinson en Pons [lit.j] ondergrens 172 ) bovengrens 157 ) Leca en Dormieux lit.91 ondergrens 209 ) 591 ) bovengrens 151 ) ) Krause [it.4] 167 l) 2) Jancsecz and Steiner [lit.5] 172 3) ) 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) n dit geval is de kwart cirkel maatgevend g-hleken. 3) Md de formules wordt de effectieve steundruk ter hoogte van het tunneldak berekend. D in de tabel vermelde waarden betreffen de totale gemiddelde steundruk. ter plaatse van de tunnelas. 4) Met ondergrens wordt veilige waarde bedoeld en met hovengrens 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. n 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

23 CUfi (,w. ld(}d-w..ij4 "'5-'h3 fi Tabel.'.2. Berekeningsresultaten meetveld Zuid. methode 4) minimale steundruk maximale steundruk t.h, v, de tunnelas t.h.v, de tunnelas [kpa] [kpa] Leca en Dormieux [lit.91 ondergrens 198 ) 521 ) bovengrens 132 ) 3,201 1) Krause [lit.4] 149 ) 2) Jancsecz and Steiner [lit.5] 150 3) ) 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) n 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

24 CuH r.w k /d(l..'-1!4 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. n 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. n 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.. 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 9J" "'-l"lj;=_=.;.,.. PL.UE maln CDTO AlST!t'mC Al'PlOlATO () Cr_ Surface Ft d o der, Ft d 3ounder, PL.UE ma N CODr AllST!t'ETC APPOlATOl Fig.4.1. Schernat isat ie in 2 gevallen volgens ROWè [lit.s]. 15

25 CuR (,W kf'jw-c4 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 LONGTUONAL OSTANCE x/o -4.0 Face 3.0 V - x <:( z :a 0 ' cc: u Case 2 z Axisyrrmetric 0...J (Bot tom Por t ion) <:(... ;;- \ -, '0 >- '0.... z x... z 4.0 -, 4.0 u <:(...J c, V Ö 6.0 Case 1/,'-"""" J <:( AXlsymmetric '" :: (Top Po rt t on )... >- cc: H J =2,,- '"-' K o =1 "" 8.0 B.O N=3 -, 30 Analysis Fig 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. n 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. n 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. n 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

26 (",m (iw kll)(w-c4 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. n 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

27 CuR kl ti-w..o,2j (;W "'5,iifo\. J HOOFDSTUK 5 2-D AXAAL-SYMMETRSCHE EEl\'1 BEREKENNGEN De berekeningen zijn uitgevoerd met het op de methode der eindige elementen gebaseerde computerprogramma PLAXS, versie Schematisatie van het probleem n figuur 5.1 is aangegeven op welke wijze het axiaal-symmetrische probleem tot elementennet is geschematiseerd. maaivetd / t' i. ' \ i i--.-- ' ',,:, '/. -, "-,/ / / vt'ije rand w-:rko:1ijke dso schetaati satie Fig. 5.. Schematisat 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

28 l..'oh: ;W: k/o..w-c4 V5-iJl't3'R n 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. n 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 n stappen de gemiddelde steundruk laten afnemen tot actief bezwijken optreedt. 4b n stappen de gemiddelde steundruk laten toenemen tot passief bezwijken optreedt. 19

29 CUH r.w kf/1j-.w-ij::4 1.i5-J\.'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. n tabel 5. is een totaaloverzicht gegeven van de uitgevoerde berekeningen. Tabel 5.1. Overzicht uitgevoerde berekeningen. :\a:un 00<>1 8ijzondemeid Schematililltie weergegeven in bijl:>ge: Zuid 1 ufceme gemiddelde steundruk. mçdvdd Zuid -- ZU lm U. Zuid 1 toename gemiddelde steundruk. meetveld Zuid -- ZU lm 10 Zuid. invloed \\.Tijving lang> beweging in heide richtingen schild eu lining verhinderd cps. Z lm 16 en ZJ. <vhild 'lining Zuid langdureode staguaue meet- cohesieve lagen \'()Ucdig gvveld Zwd drainecrd. grujn1 steundruk ZU t.m ló normaal Zwd 5 afname grudië-dl steundruk eerst ong edraineerd. later Z5.1 t m 0 tot o gedraineerd Zwd 0 invloed iraerface elemctaen Wl'ging in beide richtineen ZU Lm 1.0 en ZÖ.l lang, ",hild co lining verhr n.enj t.p.\ _... 'hild ining Noord afname gemiddelde steun- -- NU t.m ló druk. meetveld Noord N()(n-J toename gemiddelde steun- -- N 1 Lm 16 druk. rncerveid Noord eerst ouaedruinecrd. later Noord 5 afname gruj;:tl1 steundruk gedraineerd N5.1 Cm!,) til( () 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 met een 20

30 ('oh k,lih..w..o:4 (iw \;5-111'\.' H volumegewicht van 12 kn/m Resultaten Meetveld Zuid, aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk (Zuid 1) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen Z. 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 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 Z.l9). De berekende maximale verplaatsing ter plaatse van het graaffront 0,13 m, de maximale maaiveldverplaatsing 0,003 m. bedraagt bij bezwijken 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

31 CoR. (,-w.. k!11)...w-)"4 "'5-)/')."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. 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 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, 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. 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

32 COH ("' J.:./1(1-"'"",: "1',. H Meetveld Zuid, gradiënt steundruk naar nul (Zuid 5) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen Z5. t/rn 7. 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 Meetveld Noord, aanpassing gradiënt steundruk en afname steundruk (Noord J) De resultaten van de EEM-berekeningen zijn grafisch weergegeven in de bijlagen N. 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 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 N.19). De berekende maximale verplaatsing ter plaatse van het graaffront bedraagt bij bezwijken 0,076 m. de maximale maaiveldverplaatsing 0,0014 m 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

33 CiR: (iw: kf{j{j..w-/:'4 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 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. 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 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. in het geval van een optimale gemiddelde steundruk is gering. n tabel 5.2 is een overzicht gegeven van de berekeningsresultaten betreffende de steundrukken waarbij respectievelijk actief en passief bezwijken optreedt. 24

34 COH (iw: l.lofj-w-c4 lj5....?lh Tabel 5.2. Overzicht berekeningsresultaten, Meetveld wijze van berekende minimale en max. deformatie max. maaiveldbezwijken maximale steundruk t.p.v, graaffront deformatie [kpa] [m] [m] Zuid actief passief Noord actief passief 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 als aangegeven in hoofdstuk 4. 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

35 COH: U/J.. W-::'4 (iw v5-0'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

36 Cr JR (;W k.l(kj-w-c4 <.5-Jh..?'ff HOOFDSTUK 6 EVALUATE EN CONCLUSES 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 nvloed ondersteuning boorfront nvloed 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 (ngenie.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 KOO-W-023 (GD) en rapport KlOü-W-024 (GWR). n deze rapporten zijn per rekenmodel afzonderlijk de uitgangspunten, resultaten en conclusies gerapporteerd. n 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/K O n de 20 plane-strain berekeningen is voor de ongedraineerd reagerende lagen (de lagen waarvan het gedrag gemodelleerd is met behulp van het PLAXS-Cap model) bij het vastleggen van de initiële spanningstoestand rekening gehouden met enige mate van overconsolidatie (OCR is 1,2 à 1.5). n 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 K O ingevoerd. Dit impliceert dat het simuleren van drukveranderingen aan het boorfront met dezelfde eigenschappen plaatsvindt. 27

37 CdR. kjh-",-"':4 (iw V_N\.H Dit verschil in uitgangspunten heeft verwaarloosbare consequenties voor de bezwijkbelasting. Het spanningspunt zal uiteindel ijk de critical state ijn bereiken op (bij benadering) hetzelfde punt. Het heeft wel consequenties voor de deformatie onder gebruiksbelasting in het geval waarbij sprake is van belasten. n dat geval zal een berekening met OCR = direct plastische vervorming laten zien, terwijl een berekening met OCR > 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 PLAXS-Cap model is gemodelleerd; voor de gedraineerde lagen wordt wel uitgegaan van dezelfde uitgangspunten. nterface gedrag n 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. n 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 PLAXS Conclusies en aanbevelingen De resultaten en conclusies per rekenmodel afzonderlijk worden gegeven in bovengenoemde rapporten: anal ytische modellen 2D EEM (ax.sym.) 2D EEM (pl.str.) : K 100- W -024, hoofdstuk 3.2 : K00-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

38 cor. (iw 1.:!O/)..W.J'C4 C.J5-0\.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 () 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

39 COH. (iv\!,.l!1x)...w-i':4!,j5-1n\.r 30

40 l"tjr: (,-W. kll/(-",-/::;4 5-l)h..',H LTERA TJUR 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 p 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 Atkinson, 1. H. and Potts, D. M. "Stabil ity of a shallow circular tunnel in cohesionless soil" Geotechnique 27, 1977, no.2 p Krause, Th. "Schildvortrieb mit tlüssigkeits- und erdgestützter Ortsbrust", Mitteilung des nstituts 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 & 2" Tiefbau, ngenieurbau, Straóenbau H.: 4-7 and H.2: Hafany, E.A. and Ernery, 1.1. "Three-dirnensional sirnulation of tunnel excavation in squeezing ground" proc. 4th nt. Conf. on Numerical Methods in Geornechanics, Edmonton, Alta., 1982, vol.3, p 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 , p 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 Leca, E. and Dormieux. L. "Contribution à 'étude de la stabilité du front de taille dun tunnel en milieu coherent". Revue Francaiçaise de Géotechnique no.60. december 1992, p Mori. A.. Tamura, M.. Kurihara, K. and Shibata. H. "A suitable slurry pressure in slurry-type shield tunnelling", proc. Tunnelling '9\. Londen, p

41 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek BfREKENNGEN MET ANALYTSCHE METHODEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Rapport /B Bijlagen A

42 Atkinson en Potts, meetveld Noord: berekeningsniveau: NAP-14,275m T5 gewogen gemiddelde hoek v. inw. wrijving $ = 32 'igs graden = 0575 radialen (j \\ kpa waterspanning t.h.v. de tunnelas " l C lu5 kn eff. gem. volumegewicht t.h.v. het front 111 D tunneldiameter u 1 - :im( ) 1 - sint ) u = o T bov -lcost ) tanr $) (j T bov = kpa j bov : (j T bov (j \\ resultaat bovenqrens: (j bov = kpa ondergrens l [t D u (j T ond = 29 U3 1 kpa (j ond = j T end - o \\ resultaat ondergrens: o ond = kî'a rapport /8 bijlage A1

43 Leca en Dormieux. berekening minimale steundruk, meetveld Noord: berekeningsniveau: NAP-14,275m C : C = 12.5 m tunneldekking D =8.55 m tunneldiameter + = radialen zie Atkinson en Potts c =0 7( : 10.5 t'l" S -; 0 kn cohesie verwaarloosd volumegewicht grond t.h.v. front boven belasting N S 00\' = 0 N S ond:o Zie figuur 4.4 N Lund : O.ï-l 2'e'eost1 cr e smt +) t'l"c=ll - sint.) J sint +) ).1 = 3.38 cr w =-l2.75 kpa bovengrens 0" T bov =.08 kpa 0" bov :. o Tom' - t'l" w resultaat bovengrens: 0" bov = 15tun kl'a 0" T ond = kpa 0" ond = 0" T ond" t'l" \\ resultaat ondergrens: 0" ond = 111') X3 kpa rapport /8 bijlage A2

44 Leca en Dormieux, berekening maximale steundruk. meetveld Noord: berekeningsniveau: NAP-14,275m C c C = tunneldekking D = tunneldiameter =0.5":'5 radialen zie Atkinson en Potts c 0 7 t "Hl5 kn 111 cohesie verwaarloosd volumegewicht grond t.h.v. front boven belasting N S bo\" -;200 N s ond N Lbo\" = 110 N Lond clu C Zie figuur = 1.62 D _- siru é) li sint.) CTW = kpa 7t"D=R9.775 kpa bovengrens -ol resultaat bovengrens: crbov = ti kpa ondergrens CT T ond = kpa CT ond = CT T ond - CT W resultaat ondergrens: o ond = kpa rapport /8 bijlage A3

45 Krause, berekening minimale steundruk. meetveld Noord: berekeningsniveau: NAP-14,275m D =8.55 n tunneldiameter t = 365 Ct = 0 t i : U5 graden (cohesie) rad ) ) parameters t.p.v. het tunnelfront ) halve cirkel : <"! t D - - c tarn J 6 2 o T '" kpa kwart cirkel rd - 2 c t ') t J _ kpa (maatgevend) o T_maatg = o T halve bol tan t 'D_1C <) t., t kpa ('j \\ '" kpa cr tnt cr T _maatg - cr \\ resultaat: cr tot'" kpa rapport /8 bijlage A4

46 Jancsecz and Steiner, berekening minimale steundruk. meetveld Noord: berekeningsniveau: NAP-14,275m C = 125 m tunneldekking D = 8.55 m tunneldiameter kn m volumegewicht bentoniet eff. vert. spanning t.h.v. het tunneldak: o \ dl' (, (grajèn C - = 1462 D K A3 = zie figuur 4.7 G T - K A3 G \ dl G\\ =\00 kpa G T = 2lUC5 kpa t.h.v. het tunneldak D o tot = o T - cr w - ï b'-':;- resultaat: G tot = kpa th.v. de tunnelas rapport /8 bijlage A5

47 Leca en Dormieux. berekening minimale steundruk. meetveld ZUid: l' :-<2'5 l' =')27:' tunneldekking D =:-<55 m tunneldiameter = radialen e = c = 3561 kpa cohesie (gewogen gemiddelde waarden) '(t =94 CT. -() " m eff. gem. volumegewicht grond t.h.v. front bovenbelasting oi: i N s ond = (U2 N' j Lhm N'( ond ()l)5 c - = lux5 J Zie figuur 4.4 _ 2 c cos: $) cr e , S\l1( $ ) CT C = 1lxxx kpa _ 1 - stn($) l--' sint ) l= 2786 CT \\ kpa ['j. Qs =ql 11--.:' 1 ['je Q. = " bovengrens Q T bov = N S boy Q s - N 't box Q 'f Q T bov - CT T hov = ['j c o T boy = ' kpa o bov = ['j T boy - CT \\ resultaat bovengrens: ['j boy = kpa Q T ond CT e u - CT T ond =6')-1 kpa o ond = o T ond - o \\ resultaat ondergrens: rr ond = kpa rapport /8 bijlage A6

48 Leca en Dormieux. berekening maximale steundruk. meetveld Zuid: c C =')2:5 m tunneldekking m tunneldiameter = OA91 radialen c = 3561 kl'a cohesie '! t (j _ = 0 Ll\i (gewogen gemiddelde waarden) rn eff. gem. volumegewicht grond t.h.v. front bovenbelasting N - s Dnd N s boy = 40 N L boy 035 N -"+3 L ond = 1085 o Zie figuur 4.4 _ 2ccos( ) tic sinr ) ti C = 18X kpa l 1 - sin\) Sl11( ) l= ti \\ - 12X5 kl 'u (js ) - - ll- )t- o Q f = 12.U77 (je (je bovengrens Q T bov - (j T h,)\ (j e - J boy = (j T boy - ti \\ resultaat bovengrens: J boy = 3.20 i-ro: kl'u ondergrens ti T ond Q T ond - - -_.--- tic o T ond = kpa,l! - crond = o T ond - o \\ resultaat ondergrens: o ond = kpa rapport /8 bijlage A7

49 Krause: berekening minimale steundruk. meetveld Zuid: berekeningsniveau: NAP-12,55m D =' :SSS m tunneldiameter C = m tunneldekking t ( gruden ï - J_' = 0576 radialen C 1 - ( cohesie t kn ", t 9-+ m halve cirkel tan lp :, 1 D - c () '1 1 (jt=\651.5 kpa kwart cirkel U5 - tan :l :O--c j '1 t kpa ( maatgevend ) o T_ maatg = (j T halve bol tan lp (j T =' lj'a (j w =' 1285 kpa resultaat: (j tot =' X-+ kpa rapport /8 bijlage A8

50 Jancsecz and Steiner, berekening minimale steundruk. meetveld Zuid: berekeningsniveau: NAP-12,55m C = tunneldekking D = tunneldiameter : b - 12 kn volumegewicht bentoniet 111 eff. vert. spanning t.h.v. het tunneldak: kpa t = U576 radialen C - = D t = 3.) zie figuur 4.7 cr T K A3 o v dl cr \\' 8575 kpa at = kpa t.h.v. het tunneldak 12Q cr tot a T - a \\ - Î resultaat: cr tot = kpa t.h.v. de tunnelas rapport /8 bijlage A9

51 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, afname steundruk filenaam berekening: HEN_Z01 stap verandering opmerkingen 15 alle grondlagen vole- aanbrengen initiële spanningssituatie dig gedraineerd LMdispl = 1 LMweight = 1 LMloadA = 1 LMloadB = 1 17 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof LMloadB = 1, LMloadA = 0,8 afname gemiddelde steundruk 23 LMloadA = 0,6 idem 27 LMloadA = 0,4 idem 30 LMloadA = 0,2 idem 35 LMloadA = 0,1 idem 40 LMoadA = 0,0658 actief bezwijken graaffront Rapport /B Bijlage Z1.0

52 Mesh 5cale AX1-symmetry o :D ọ.,... u:> en 6 w--- [J co <ti N PLAXS ProfeSSlonal Verslon 5.30 Mesh with all nodes Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN_Z02 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

53 \ :0 Cl) l:j l:j ọ.,... co (Jl 6 (» w<, [D tn -.! PLAXS '.) ProfeSSonal VerSlon 5.30 Mesh with node numbers Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HE N_Z DiS te p Gemeentewerken Rotterdam GM

54 Mesh Scale AX1-symmetry o Mesh with material sets :J Cl No.Mod.Typ.Wdry wwet G Nu C Ph]. Ps]. Perm-X Perm-Y Ko Tens..., E O.OE+OO O.OE+OO - N.-+ ( ? O.OE+OO O.OE+OO - Y U ? O.OE+OO O.OE+OO y 0 0> E O.OE+OO O.OE+OO - N w O.OE+OO ? 3 0 O.OE+OO - y PLAXS Predikties Cluster 3, meetveld Zuid Cl ce CD N ProfeSSlonal.. VerSlon 5.30 HEN _Z01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM w

55 Mesh Scale Axi-symmetry o :0 ọ.. c.o en 6 0> W -<, CD Mesh wlth laad system B Extreme tractlon 4.40E+OO unlts. extreme force O.OOE+OO units co (1) N....j:>. PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N_ZO 1 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

56 Mesh Scale Axi-symmetry o :J U Uọ...-+ (0 en 60) w ro DJ Mesh with laad system A Extreme tractlan 4.26E+01 units. extreme force O.OOE+OO units o ::PLAXS Predikties Cluster 3, meetveld Zuid... en ProfeSSonal Version 5.30 HEN_Z01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

57 Mesh Scale AX-symmetry o :l Dl ọ.,... co (J1 6 0> W-- CD Dl C PLAXS 0> ProfeSSonal verson 5.30 Mesh with prescribed displacements Extreme displacement 2.90E-01 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_Z01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

58 Mesh Scale o Oisplacements -1 o [* 10 ] :D "C "C ọ..... co (]' 6 0) w<; m co Cl) N "'.J PLAXS ProfeSSonal VerSJon 5.30 Deformed mesh, scaled Up (down) Extreme displacement 4.73E-01 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_ZD1 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

59 Mesh Scale Axi-symmetry 0 L :J ọ.,.. CD (}l 6 w-<; co Q? :c (1) N co Effectlve principal stresses Extreme stress -1.01E+02 uri i t s PLAXS Predikties Cluster 3, meetveld Zuid ProfeSSonal Verslon 5.30 HEN _ZD1 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

60 Mesh Scale o Oisplacements o [*10-2 ] :c Dl ọ.,... <0 U1 6 w iii PLAXS... <0 ProfeSSlonal VerSlon 5.30 Oeformed rne sri, scaled Up (down) Extreme dlsplacement 2.12E-02 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN _ZDiS te p Gemeentewerken Rotterdam GM

61 Mesh Scale o AX1-symmetry :0 Dl "C "C ọ..... (0 CJ1 6 0'> W PLAXS N o ProfeSSonal VerSon x+ ti+ t+. )( \"'t f - ++t+ Jr - -t+ t+ t t Effective principal stresses Extreme stress -9.58E+ units Predikties Cluster 3, HE N_Z 0 1 St ep meetveld Zuid Gemeentewerken Rotterdam GM

62 Mesh Scale o AX-symmetry :0 Dl " " ọ..... (J:) 01 6 (j) w "- te.w: PLAXS N ProfeSSlonal version 5.30, i M Excess pore pressure Extrem2 excess pare pressure -3.13E+01 unts Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN_Z01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

63 Mesh Scale Axi-symmetry o ::c ọ..... CD C11 6 (J) w-<; CD Mlnimum Contour plot of excess pare pressures value -1.60E+01 units: Maximum value 3.04E+01 units CD co CD N N PLAXS ProfeSSonal VerS10n 5.30 Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HE N_ZO 1 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

64 Mesh Scale o Oisplacements o ['* :D "'0 "'0 ọ.,... <0 (]1 o w [j F PLAXS N W ProfeSSlonal Version 5.30 Oeformed rne s ri. s c e ï e o up (down) Extreme displacement 1.26E- units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_Z01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM'

65 Mesh Scale o AX1-symmetry ::l ọ.,... <.0 en 6 0) w --- OJ ce C\l N PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Effective principal stresses Extreme stress -1.04E+02 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HE N_Z DiS te p Gemeentewerken Rotterdam GM

66 Mesh Scale o Axi-symmetry -" ft( =m :D Q) -0-0ọ., (0 U1 6 (J) w! PLAXS U1 ProfeSSonal VerSon 5.30 Excess pare pressure Extreme excess pare pressure 5.33E+ units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_Z01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

67 Mesh Scale o Axi-symmetry ::D Cl "'0 "'0 ọ..... ( w-- CD Cl co CD N (J) PLAXS ProfeSSlonal VerSl0n 5.30 Contour plot of excess pare pressures Mlnlmum value -2.49E+01 unlts: Maximum value 5.84E+01 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N_Z DiS te p Gemeentewerken Rotterdam GM

68 \ E \ l-j (j) 0 - \ <D c 3 c :::J -+--' HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid J <D "T > ' Effect van verlagen van de gemiddelde steundruk.1... Mlood = 1,0.1.. Mlood = 0 8 Mlood = 0:4 6itr6tr6 Mlooq = 0,2 <, '<, ---x, Mload = 0,1 X lh< lh< Mload = 0,024 :J :::J Dl "'0 0 "'0 <Dl >.- <0 (J1 C 6 w--- rn tn 0 T, <, <, )(",1 " <, ')( -, Dl c.o CD N , horizontale verplaatsing [m]

69 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid,--, E L-J ' C.-- (j) +-' Cl L Q) > "T - Q).- > 0 0 E Effect van verlagen van de gemiddelde steundruk _ _ e : b:- -.! _ /;r ' :J +-' L 'tl 'tl Q)..., 0 >... co Q) U1 6 "T (J) C VJ -- Q) OJ Q) o Y..Y OJ Q) co <b.d -20 Ṇ afstand t.o.v. o 5 boorfront [m] 10 Mload = 1,0._- Mload = 0,8 Mload 0,6 66-A6-A Mload = 0,4 Mlood 0,2 >Hl l<-m---tc Mload = 0,1 Mlood = 0,

70 .Y ::J L U c ::J Q.J 1 \ >n O. 75t \ J (f) L 0 +J U, rn "- (f) \: en - + c 'M en 'M U..--t ::J > \nl c» - - 'M C Q.J E L Q.J :J Dl -0 > , 0... ( > CA) [ij Totale verplaatsing knoop 17 [m] Dl te Cl) PLAX SiE NENOORDTUNNEL ZO. verlaging gem. eff. steundru N ProfeSSonal (0 VerSlon 5.30 HEN_ZZ Gemeentewerken Rotterdam GM

71 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid 15.0 Berekende spanningen t.g.v. aanbrengen eigen gewicht " E 12.5 L-..J..-, / / / en 0 Q) 10.0 C C ::J -+-' Q) ' 0 -+-' c 0 -+-' Cf) 4-0 <:»: 2.5 x,.- /,----- } ' -- / /'/ / / /,- -- -, '"-- /1r / 1 ' " / ---\ / i / / 7 Sxx Syy Szz s., (radiaal) (axiaal) (tangentiaal) CT '-. Q D (l) N spanning [kpaj -20 o 20 tv o

72 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, toename steundruk filenaam berekening: HEN_ZD2 stap verandering opmerkingen 15 alle grondlagen volle- aanbrengen initiële spanningssituatie dig gedraineerd LMdispl = 1 LMweight = 1 LMloadA = 1 LMloadB = 1 17 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof LMloadB = 1, 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 /B Bijlage Z2.0

73 Mesh Scale o Oisplacements o ['*10-1 ] :::J ru u o,... <0 (Jl 6 CJ) w-<; CD Col ce o N \J.. PLAXS ProfeSSonal Versl0n 5 30 Deformed rne s n. scaled up (down) Extreme displacement 1.30E-01 uri i t s Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N_Z 0 2 St e p Gemeentewerken Rotterdam GM

74 Mesh Scale o Axi-symmetry :J "'0 "'0 ọ..... <0 (J'1 6 0) w-- ro cc CD N N N PLAXS ProfeSSonal Verslon 5.30 Effective principal stresses Extreme stress -2.45E+02 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N_ZD2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

75 Mesh Scale o AX1-symmetry ::D "C "C o.... CD (J1 6 w CD Q:!.0 CD N f\.) JJ PLAXS ProfeSSonal VerSOn !Wi-/:.. +-'.ft: Excess pare pressure Extreme excess pare pressure -9.70E+01 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_ZD2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

76 Mesh Scale o Axi-symmetry :JJ "C "C ọ.,.. <J:) (Jl 6 (J) --- tv OJ cc ;oa VerSl0n 5.30 Contour plot of excess pare pressures t-t i n i rnurn value -1.02E+02 units; Maximum value 2.61E+01 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN_Z02 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

77 Mesh Scale o Oisplacements :D Dl "C "C ọ..... (0 en 6 tv -... CD Dl ce (1) N N (1l PLAXS ProfeSSonal VerSlon 5.30 Oeformed rne s n. scaled up (down) Extreme displacement 1.98E+00 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N_Z 02 St ep Gemeentewerken Rotterdam GM

78 Mesh Scale AX-symmetry o *' j j j (... ".. i+ - -." '1+ # #, N ::0 Dl ọ..... co 01 6 w-<; OJ Dl co CD N N (J) PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 ti ( /ti " 1,..U 11.#,,, \, 'l\..., \\ ril" " J-t \ \",.... "'... - \\"', 'lo. 'l\ " \ \"" '''!''. \\. '" _1t 1< "* " t- '"!tl<!t < -Ho + +t,*h*+t Effective principal stress es Extreme stress -4.94E+02 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_Z02 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

79 Mesh Scale o Axi-symmetry Ht ++ ++f *++ :D Dl ọ..-+ < ) w<, Dl co CD N -.,J '" PLAXS ProfeSSonal VerSon * Excess pare pressure Extreme excess pare pressure -4.13E+02 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN_ZD2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

80 Mesh Scale Axi-symmetry o o :D Dl ọ.... CD Cf o 0) ẉ... OJ!PLAXS "-> co Contour plot of excess pare pressures Mlnlmum value -4.13E+02 units; Maximum value 1.76E+02 unlts Predikties Cluster 3. meetveld Zuid ProfeSSonal VerSon 5.30 HEN_ZD2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

81 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid 5 Effect van veranderen van de gemiddelde steundruk '----'4 E l-...j ::D "'C "'Cọ.,... (J:l 01 w "()) ro lp CO () N N co Ul 0 - Q) e 3 e ::J +-' Q) U > ' ::J 0 Q)1 >. ē o t/1load =1,0.... t/1load = 0,066 Ga-e& Nilood = 2,0 Mload = 40 Mload = 5:0 MMM ( Mload = '5,75 (v.e rlagi 1}9! (verhoging),..,, horizontale verplaatsing [m]!, \ \ \ \ \ \

82 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid ::D o c.o (J1 6 (J) w DJ (D co CD N N o r-o E L-J 0' C U1 -+--' o 0... L Q) > "T Q) > o E Q) o.x: ' > Q) "T C Q).:::t.. (j) L Q) Effect van verhogen van de gemiddelde steundruk x- )(_x- x--- x- x/' /' x,/? /C ""x X' -, \ \ x -, <, "X.", \c -, x <, <, Mload = M/oad - 2,0 o-ea&ej Mloo d = 3.0 A :r6:1r6 Mload = 4,0 Mlood = 5,0 )H( X-tH( Mlood = 5,75 <, i -{> - /!r- -6 -A- 4- >< A x-x-x-x_x_x _--te.. - e e afstand t.o.v. o boorfront [mj

83 ::D > CD en, 0 -- al 6.:::L ::J L D C ::J w..j.j (f) L / 0..j.J u rn 4- / (f) c r-t ]Zf JZf r-t D /ï..-t ::J > YJ r-t 2+ - dtl c W E L / W > W Totale verplaatsing knoop 17 [m] co Cll N 'V PLAXS HENENOORD ZUD. verhoging gem. eff. steundruk ProfeSSonal -' VerSon 5.30 HEN_ZZ Gemeentewerken Rotterdam GM -'

84 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, als ZD2, maar met vastgehouden lining filenaam berekening: HEN_ZD3 stap verandering opmerkingen 17 alle grondlagen vole- aanbrengen initiële spanningssituatie dig gedraineerd LMdispl = 1 LMweight = 1 LMloadA = 1 LMloadB = 1 19 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof LMloadB = 1, LMloadA = 4,0 toename gemiddelde steundruk 31 LMloadA = 5,0 idem 52 LMloar:lA = 5,78 bezwijken graaffront Rapport /B Bijlage Z3.0

85 Mesh Scale Axi-symmetry o Ll 8 12 ::D al "C "C ọ.,... <D (Jl 6 (J) w OJ Mesh with prescribed displacements Extreme displacement 2.90E-01 unlts al co Cl) N Ẉ... PLAXS ProfeSSlonal VerSlon 5.30 Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN_Z03 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

86 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid 5 Effect van wijze schematiseren schild en lining bij Mload = 4,0 en bezwijken "4 E '---.J (j) 0 - Q) e 3 e ::J -+-' / / / \ \.- -:-- Q) U ::D "C "C o""'... < > W-- co te CD N w N > ' ::J 0 Q) >. ē o! MloadA 1=.. MloadA = MloadA 1=.. MloadA 1= 4,0, hor. 4,0, hor. 5,8, hor. 5,8, hor., belveging beelveg!ng be eglng bel eging, vrij t.p.t. lining verhinderd t.p.v. vrij t.p.*. lining verhinderd t.p.v. lining lining! horizontale verplaatsing [m] T

87 E L-...J c» C U1 -+-' o o 0.. l.- C}) > --0 C}) > o o E HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid Effect van wijze schematiseren schild en lining bij Mload = 4,0 en bezwijken _ / "- /....,, MlooqA : MlooqA MlooqA MloadA \. /'" -: -,... /" "- "- İ "- -, 4,0, 4,0, 5,8, 5,8, i hor. hor. hor. hor., i beweging beweging beweging beweging vrij t.p.v. ining verhinderd t.p.v. vrij t.p.v. ining verhinderd t.p.v. lining lining :D 1J 1J ọ.,.-+ co (11 6 0> VJ -<; OJ Jl ce (1) N VJ VJ C}) o.s: ' l.- Q) > C}) u c C}) -.::::t:. (J) L Q) afstond t.o.v. o 5 boorfront [m] * *

88 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid -.Y :J L Effect van wijze schematiseren schild en lining bij passief bezwijken C :J Q) -+-' 5 (f) '+- '+- Q) E 4 Q) () l- Q -+-' U o 3 '+- (f) () ::c C - Dl CJî u.. <0 en 6 w-- Cll Q) ce (l) - 2 ::J > CJî C Q) E L 1 Q) N > 0.00 w knooppunt 11. hor. bewe qiriq verhinderd t.p.v knooppunt 17. hor. beweqinq vrij t.p.v.lining lining knooppunt 8$, hor. bewegi'ng verhinderd t.p.v knooppunt 85. hor. bewegiing vrij t.p.v. lining lining, totale verplaatsing punten voor het boorf ront lro l

89 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, langdurende stagnatie bij normale gradiënt steundruk filenaam berekening: HEN_ZD4 stap verandering opmerkingen 15 alle grondlagen vole- aanbrengen initiële spanningssituatie dig gedraineerd LMdispl = 1 LMweight = 1 LMloadA = 1 LMloadB = 1 17 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof LMloadB = 1, cohesieve grondlagen invloed stagnatie volledig gedraineerd Rapport /B Bijlage Z4.0

90 Mesh Scale o Oisplacements o ['*10-3 ] ::0 Dl "C "C ọ.,.-+ (0 (J1 6 0> W "- CD Dl lo CD N... PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Deformed rne s n. scaled up (down) Extreme displacement 1.33E-03 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_ZD4 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

91 Mesh Scale o Axi-symmetry t" ",_.. n\\".. _. J " " ,.....,.,.....-,.". 11'""..,'-... 1",,-.w.... _ 1111\".. ' "'- \ \.X' lil' ::J ọ..... Cl) (}l 6 en w<, m ce CD N \.) PLAXS ProfeSSonal VerSlon 5.30 ncremental o i s o l e c e men t t a e Lo. scaled Up (down) Extreme displacement increment 1.54E-O units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_Z04 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

92 Mesh Scale Axi-symmetry :D Dl ọ..... co U1, o 0> W "- CD Dl <0 Cl) N.j:>. W Effectlve principal stresses Extreme stress -9.92E+01 units PLAXS Predikties Cluster 3, meetveld Zuid ProfeSSonal VerSon 5.30 HEN _ZD4 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

93 HENENOORDTUNNEL. meetveld Zuid 5 Effect van langdurende stagnatie Mload = 1,0, ongedraineerd.. Mload = 1,0, gedrdineerd E 4 L-.J (j) 0 - Q) c 3 c ::::J +-' Q) U > 2 :0 "'0 "'0 ọ.,... CL) en 6 O'l Cl.) '<-, CD 0 -+-' ::::J 0 Q) > C 10 CD N.J:>.J:> o, horizontale verplaatsing [m]

94 " E L-J HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid Effect van langdurende stagnatie 0' C Ui ' o Cl. Q) > Q) > o o E Q) - :J 0.x: - 0.., -+-' L co Q) 01 > W OJ (Q CD Q) U C Q).x: Q) N L Q) , -.' afstand t.o.v. o 5 boorfront [m] Mlood = 1,0, ohgedroineerd.... Mload = 1,0, grdraineerd

95 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, langdurende stagnatie onder luchtdruk filenaam berekening: HEN_ZD5 stap verandering opmerkingen 15 alle grondlagen vole- aanbrengen initiële spanningssituatie dig gedraineerd LMdispl = 1 LMweight = 1 LMloadA = 1 LMloadB = 1 17 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof LMloadB = 1, LMloadB = 0 vervangen boorvloeistof door luchtdruk 30 cohesieve grondlagen invloed stagnatie volledig gedraineerd Rapport /B Bijlage Z5.0

96 tv1esh Scale o Oisplacements o ['*10-3 ] JJ "C "C ọ <0 en 6 (1) w'<, CD! PLAXS ProfeSSonal.. v e r-ss r o ri 30 Deformed rne s n, scaled Up (down) Extreme displacement 2.44E-03 unlts Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_ZD5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

97 Mesh Scale Axi-symmetry o :J Dl "'0 "'0 ọ, c.o (J1 6 0) w<, CD Q) co <ti N (J1 \,) PLAXS ProfeSSonal Version 5 30 Effective principal stresses Extreme stress -1.02E+02 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_Z05 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

98 Mesh Scale o AX1-symmetry + * + t: * U ":t: :D o-..-+ co (J1 6 0> W PLAXS N (J1 Professonal w v e r-ss a o n Excess pare pressure Extreme excess pare pressure 4.37E+OO units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N_ZD5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

99 Mesh Scale o Axi-symmetry ::0 "C "C ọ..., <0 U1 o W-... CD CD..::: CO Cl) N U1.j::o. PLAXS ProfeSSonal Version 5.30 Contour plot of excess pare pressures Mnimum value -3.39E+OO units: Maximum value 2.37E+OO units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HE N_Z 0 5 St ep Gemeentewerken Rotterdam GM

100 Mesh Scale o Oisplacements o '[*10-3 ] ::D Cl) ọ.,... co en 6 0> W êj Cl) co (l) N en c.n PLAXS ProfesSlonal VerSlon 5.30 Oeformed rne s n. sca led up (down) Extreme displacement 2.54E-03 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_ZD5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

101 Mesh Scale Axi-symmetry o :::JJ ọ..... co 01 6 w-- CD co (1) N 01 0> PLAXS ProfeSSonal Version 5.30 Effective principal stresses Extreme stress -1.01E+02 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N _Z0 5 St ep Gemeentewerken Rotterdam GM

102 Mesh Scale o Axi-symmetry uu, " UU lul',,,,,,, l L' \UU nu, \ \\\U,, ll \ \ \'\\""" " 11\ \ \ """, \,\\\\\"'"'''' \,"- ', - \\\\\\\"-. 1l1l\\\\\"'-" 1111\\\'.. "'_ \ \\ " \\' '.... _ \\\.., ""- 11" \ "...., ' ' \\., \ """ t :D ọ.,... co (Jl o O'l W-- DJ CO (1) N (Jl -..J PLAXS ProfeSSonal Version 5.30 ' " " , t- -.. e" splacement field. scaled up (down) Extreme displacement 2.54E-03 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HE N_ZD5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

103 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid Effect van langdurende stagnatie met steundrukgradient 0 ::J ọ.,.. <0 <.T 6 a> w -- co co CD N <.T CD.---J E 4 L-.J en 0 - Q) 3 c :::J +-' Q) -0 > ' :::J 0 Q) > C 5, 1,, ; Ongedraineerb,', steun rukqrodient = 1 ei-'" ongdraineer, steun rukqrodient = 0 000,' G gedr1.aineerd,.steundrï',kgradienr = 0, o q' p/'" 1\,\D.". i : i./, 0,... /' '! 1 :'!. /' i..... i /' i i /' l' /' \ "- \ "-! \ \ \ b \ \ \ İ.: \ 6 \ \ 9 \,, horizontale verplaatsing iro l

104 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid ::0 ọ CD (J1, o w--- CD CD ca CD N (J1 CD,----, E L-...J CJî C ëj) ' o o 0.. L (]) > "T Q) > o o E Q) o..y ' L Q) > (]) "T C Q)..Y. (]) L Q) Effect van langdurende stagnatie met steundrukgradient 0 -s - 0- e G-- --f] _ 0- -$ ! :i ' <, 1:1 : -, afstand... <, 'll <, -, -, ". -, t.o.v.! onqedroineerd, steuridrukqr cdient = 1.,. onqedr cinedrd, steundrukgradient = 0 DGaDo qedroineer d] steundrukgratjient = 0 'ti -, 'lij i"! 'n <, 's, i' [ jo i _ 0- "" -0- é- A <> - D-. -D- a o 5 boorfront [m]

105 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Zuid, met interface elementen, toename steundruk filenaam berekening: HEN_ZD6 stap verandering opmerkingen 29 alle grondlagen vole- aanbrengen initiële spanningssituatie dig qedraineerd LMdispl = 1 LMweight = 1 LMloadA = 1 LMloadB = 1 31 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof LMloadB = 1, LMloadA = 4,0 toename gemiddelde steundruk Rapport /B Bijlage Z6.0

106 Mesh Scale Axi-symmetry o ::0 ọ.,... co en 6 0> tj êj to f \PLAXS N en --' ProfesSlonal Version 5.30 Mesh with prescribed displacements Extreme displacement 2.90E-01 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN_Z6B Step Gemeentewerken Rotterdam GM

107 \ \ :.0 ọ co U1 6 w--- tn ce CD N N PLAXS ProfeSSonal Yersion 5.30 Displacement field. scaled up (down) Extreme displacement 1.60E-01 units Predikties Cluster 3, meetveld Zuid HEN_Z6B Step Gemeentewerken Rotterdam GM \ \

108 J J J' J j J l! 1 ] \\ \\ \\ \\\\\ \ JJ Q) "C "C ọ... co 01 ó W Q) ce CD N W PLAXS ProfeSSlonal Version 5.30 \1\\\\\ \ Oisplacement field. scaled up (down) Extreme displacement 1.30E-01 units Predikties Cluster 3. meetveld Zuid HEN_ZD2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

109 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid r---, E L Effect aanwezigheid interface Mload = 4,0. geer interface wel interface CJ C (f) -+-' l.- Q) > " - Q) > 0 0 E :l Q) x: ' <0.- (Jl, Q) 0 Q) > w-- co " Cl) C Cl) <0 CD.s: N Q) 0>.p. Q) * -* afstand t.o.v. boorfront [m]

110 HENENOORDTUNNEL, meetveld Zuid J----t ::J Q) -+-'5 (f) Effect van Wijze schematiseren schild en lining bij passief bezwijken -*.", Q) E 4 Q) CJ l- Q -+-' g 3 4- (f) :::0 CJ C CJ c.o -- (] "" 2 6 ::J 0> w CD CJ ce CD N 0> (] > > / -- c Q) E Q) knooppunt 17, gefn interface _.. knappunt 85, ge n interface knooppunt 17, we interface knooppunt 86, we interface totale verplaatsing punten voor het boorfront [m]

111 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Noord, afname steundruk filenaam berekening: HEN_ND1 stap verandering opmerkingen 13 alle grondlagen volle- aanbrengen initiële spanningssituatie dig gedraineerd Mdispl = 1 Mweight = 1 MloadA = 1 MloadB = 1 15 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof MloadB = 0, MloadA = 0,8 afname gemiddelde steundruk 17 MloadA = 0,6 idem 18 MloadA = 0,4 idem 21 MloadA = 0,2 idem 25 MloadA = 0,1 idem 28 MloadA = 0,0454 actief bezwijken graaffront Rapport /B Bijlage N1.0

112 Mesh Scale o Axi-symmetry :0 Ql "'0 "'0 ọ.,.... co (J'1, o 0> (,J -- CD Ql CO CD Z PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Mesh with all nodes Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

113 Mesh Scale Axi-symmetry o :J ọ... co (11 6 0> VJ lii CD ce Cl) Z VJ No.MOd.Typ.Wdry PLAXS ProfeSSonal Vers10n Mesh with material sets wwet G Nu C Ph1 PS1 Perm-X Perm-Y Ko Tens E O.OE+OO O.OE+OO - N E O.OE+OO O.OE+OO - N E O.OE+OO O.OE+OO - N 17.2? O.OE+OO O.OE+OO - y Predikties Cluster 3. meetveld Noord HE N_N0 1 St ep Gemeentewerken Rotterdam GM

114 Mesh Scale AX1-symmetry o ::D Dl ọ.,... c.o U'1 W-- 6 0'1 CD Extreme traction Mesh with load system B 1.82E+01 units. extreme force O.OOE+OO units Dl c.e CD Z PLAXS ProfeSSonal Version 5.30 Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

115 Mesh Scale Axi-symmetry o :J Dl ọ..... co (J1 6 0) CA) -- OJ Dl co CD Z (J1 PLAXS ProfeSSlonal VerSlon 5.30 Mesh with laad system A Extreme traction 6.93E+01 units, extreme force O.OOE+OO units Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

116 Mesh Scale Axi-symmetry o ::J Cl ọ.,.. CD (J1 6 0> W iii ro PLAXS 0> ProfeSSonal VerSon 5.30 Mesh with prescribed displacements Extreme displacement 1.15E-02 units Predikties Cluster 3. n.e e t v e l o Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

117 Mesh Scale o Oisplacements o ['*10-1 ] ::D Cl) 't:l 't:l ọ..,... co (}1 6 OJ W Cl) lo (l) Z J PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Oeformed rne s n. sca led up (down) Extreme dlsplacement 3.35E- units Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

118 Mesh Scale o 8 12 Axi-symmetry w--=:= TH-, E$=i: ::D Dl ọ..,... co (J1 6 w-- m : Effective principal stresses Extreme stress -1.69E+02 units Dl 10 C1l Z co PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_ND1 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

119 Mesh Scale o Oisplacements o '[*10-2 ) :J Dl ọ..... <D (J1 6 0) w co Q:! Dl (Q Z <D PLAXS ProfeSSonal Version 5.30 Oeformed rne sn. scaled up (down) Extreme displacement 8.94E-03 unts Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

120 Mesh Scale Axi-symmetry JJ Cl ọ.,.-+ (!) (]' ó w-- m Cl te CD Z... o ,-+-,*-, J -+- 1"";"""'- ' 111 ' -+rrn,.t, 1 ' T Effective principal stresses Extreme stress -1.71E+02 units PLAXS Predikties Cluster 3, meetveld Noord ProfeSSlonal VerSl0n 5.30 HEN _NO 1 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

121 Mesh Scale o AX1-symmetry -t+ + T,-r- + [-rr J-t :J ọ..... (0 tt 6 0> W a; m co CD Z PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Excess pare pressure Extreme excess pare pressure 4.13E-01 units L + Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_N Step Gemeentewerken Rotterdam GM

122 Mesh Scale o Axi-symmetry :J ọ..... CD t11 6 (J) w CJ ÇP. PLAXS N ProfeSSlonal VerSlon 5.30 Contour plot of excess pare pressures Mlnimum value -2.40E-01 units; Maximum value 4.27E-01 unlts Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

123 Mesh Scale o Oisplacements o [10-1] :0 ọ..... CD U1 6 O'l ẉ.... te PLAXS w ProfeSSlonal Verslon 5.30 Oeformed rne s ri. scaled up (down) Extreme dlsplacement 7.60E-02 unlts Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_ND1 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

124 Mesh Scale o Axi-symmetry ::D ọ., <0 (J1 6 0> W-- CD cc Cl) Z PLAXS ProfeSSonal Version Effectlve principal stresses Extreme stress -2.45E+02 units Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_N01 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

125 Mesh Scale AX-symmetry o ::D "'0 "'0 ọ..,.-+ co c..n, o w'<, tn Excess pore pressure Extreme excess pare pressure -4.21E-01 units co Cll z c..n PLAXS ProfeSSlonal Version 5.30 Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_NOt Step Gemeentewerken Rotterdam GM

126 Mesh Scale o AX1-symmetry :J ọ.,... (0 tj1 ó 0> W ld t PLAXS... 0> ProfeSSonal Versl0n 5.30 Contour plot of excess pare pressures Mlnimum value -4.04E-01 units; Maximum value Predikties Cluster 3. HEN_NO 1 Step E-01 meetveld units Noord Gemeentewerken Rotterdam GM

127 HENENOORDTUNNEL, meetveld Noord ::D ọ.... (0 en 6 w OJ co <1l Ẓ.. -" Effect van verlagen van de gemiddelde steundruk J 1 T (f) " \ -, i \ <, 0 - <, Q) \, c 3 \ 1 <, C \ ::::J -+-' J A Q) u \ t ; T <t- t 1 1.; Î' o horizontale verplaatsing l ml i Mload =; 1,0 ;;: Mload == 0,8 Mload 0,6 ::3Mload =; 0,4 Mload 0,2 x_ Mload == 0 1, Mload ;, 0:045 i i

128 HENENOORDTUNNEL, meetveld Noord Effect van verlagen van de gemiddelde steundruk,--, E L-.J < ---M -J+ -ti( 0' C fj) +--' o o 0... L Q) > u Q) > o o E Q) - :::0 0..Y +--' 0 L... l.o (11 Q) 0 0> Q) w -- U CD C CD Q)..Y co Q) al z Q) co > L e. -6- t!r -!r -6 a" x- X-X-f-x -x --+: l.tr..l!j. - -.AC )/ afstand t.o.v. /,/ o boorfront * - t:r tr - t:r Mload = 1, 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,

129 .::,L. :J L D c ::J QJ 1 \ 075r \ J (f) L 0 40J U L:{ ft) 4- (f) C r-t en r-t D r-1 :J > E ::tj L lil QJ > , >n \ r-t C QJ < w--- m tn Totale verplaatsing knoop 17 [m] lil ce CDz PLAXS HENENOORD NOORD. verlaging gem. e f f. steundruk <0 ProfeSSonal VerSon 5.30 HEN_NN Gemeentewerken Rotterdam GM

130 HENENOORDTUNNEL, meetveld Noord 17.5 Berekende sponningen t.g.v. aanbrengen eigen gewicht.--, 15.0 E L-J r---.. Cf) 12.5 o Q) c C ::J 4...J 10.0 Q) "D 4...J 7.5 o 4...J / ) r --t-?' i //1, \ J i /? i! "D C o J (f) '+o '-.../' x 2.5 [ Sxx (radiaal) Syy Szz s., (axiaal) (tangentiaal) CT. o <0 Cl> Z -' 'V o 0.0,,,,, J J sponning [kpa] o 20

131 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Noord, toename steundruk filenaam berekening: HEN_ND2 stap verandering opmerkingen 13 Mdispl = 1 aanbrengen initiële spanningssituatie Mweight = 1 MloadA = 1 MloadB = 1 15 MloadB = 0,4701 aanbrengen steundrukgradiënt boorvloeistof 16 MloadA = 2,0 toename gemiddelde steundruk 17 MloadA = 3,0 idem 18 MloadA = 4,0 idem 19 MloadA = 5,0 idem 22 MloadA = 10,0 idem 25 MloadA = 16,5 idem 37 MloadA = 20,0 idem 52 MloadA = 21,30 bezwijken graaffront Rapport /B Bijlage N2.0

132 Mesh Scale o Oisplacements _ 1 o [*10 ] :D ọ.,.-+ co en 6 w--- (D tn ce CD Z f\.)... PLAXS ProfeSSlonal VerSl0n 5.30 Oeformed rne s ri, scaled Up (down) Extreme displacement 1.69E-01 units Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_ND2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

133 Mesh Scale AX1-symmetry o x l( )( )( l( )J Dl ọ.,.. CD (Jl 6 0> W [j -\" + ++ Effective principal stresses Extreme stress -7.00E+02 units Dl te CD Z '..> '..> PLAXS ProfeSSonal Version 5.30 Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_ND2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

134 Mesh Scale AX1-symmetry o H- +t- ++ t '.. ::J "'C "'C ọ., r+ ( > W -<; CD co Cl) Z \.) w PLAXS ProfeSSonal VerSon 5.30 Excess pare pressure Extreme excess pare pressure -2.44E+OO units Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN02 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

135 Mesh Scale Axi-symmetry o :Xl Dl ọ.,... co (J1 6 w--- OJ.w Dl cc Cll Z N Contour plot of excess pore pressures Mlnimum value -2.61E+OO units: Maximum value 4.73E-01 units PLAXS Predikties Cluster 3. meetveld Noord ProfeSSlonal Version 5.30 HEN_N02 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

136 Mesh Scale o L Displacements o 123 ::D o -.. co (J1 6 0> W-- tn co (l) Z N (J1 PLAXS ProfeSSlonal VerSlon 5.30 Deformed mesh, scaled up (down) Extreme displacement 6.21E-01 units Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_ND2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

137 - " Mesh Scale o Axi-symmetry _ _ _... l- --: :0 Dl "C "Cọ.... < ) w CD Dl co C1l Z N PLAXS ProfesSlonal VerSlon tft'-. Tt\: '':..-:,'" f. \\ " \\\\,, # \\" " ff n,,\ \. \\\\\, H H * ++,. Effectlve principal stress es Extreme stress -1.66E+03 units Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_ND2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

138 Mesh Scale Axi-symmetry o :J Dl o-,... (,0 (J1 6 (J) w co Dl co (1) Z Ṉ -...J PLAXS ProfeSSlonal Version F m Excess pare pressure Extreme excess pare pressure -6.36E+OO units Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_ND2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

139 Mesh Scale o Axi-symmetry 'J Cl :D ọ..... <0 (Jl 6 w tij Contour plot of excess pare pressures Mlnimum value -6.93E+OO units: Maximum value 2.40E+QO units Dl te CD Z N co PLAXS Professional Verslon 5.30 Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_ND2 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

140 HENENOORDTUNNEL, meetveld Noord 5 Effect van verhogen van de gemiddelde steundruk ]4 J r :f r il! J 1 ) r f i lfj J 0 - ( 1 1 Q) )( 3 1 c J. ::J 4--' J '" Q) 1 1 "T <t> > 2 * 1 0 :l 4--' )( t Dl ::J 1 Mload = 1, Mload == 5,0 l.d Q)1 A thhhhj Mload == 10,0 * (J' > 6b-6b-6 Mload = c 0> 1 1 Mload 20.0 )()H()H( Mload = 21,3 w DJ f t T F Dl <.0 0 CD z N <0 horizontale verpcctsinq [m]

141 ::D ọ.. r+ co (J1 6 O'l en (jj co CD Z N o,--, E l..-.j CJ C (f) -+-' o o 0- L Q) > 'D Cl) > o E Q) o..y. -+-' > Cl) 'D C Q)..Y. Q) HENENOORDTUNNEL, meetveld Noord Effect van verhogen van de gemiddelde steundruk )(- )(-- x-... )C ' x, "<, x"-- <, tr - t!r- --6 _ l:j,... î-- i e ""6-6- Ja.. -A - er i i -r- i Mload = 1,0 e Mload = 2,0 GEHHHJ Mload = 5,0 61!r61!r6 Mload = 10,0 Mload = 16,5 )He X-fH( Mload = 20,0 Mload = 21,3 ob /!r- 'Óf -6- A '- _._-- i i i ', --' afstond t.o.v. boorfront Cm]

142 .:::L 25 ::> L D c ::> ru J lf) L 0 +J u rn 4- lf) (Jl c r-i V (Jl r-i D ;á r-1 / ::> > (Jl c r-i ;e' c ru E ::D L Dl W > <0 (J > -- w Jl Totale verplaatsing knoop 17 [m] Dl C CD PLAXS HENENOORD NOORD. verhoging gem. e f f. steundruk z N ProfeSSonal VerSlon 5.30 HEN_NN Gemeentewerken Rotterdam GM

143 Gemeentewerken ngenieursbureau Rotterdam Geotechniek OVERZCHT BEREKENNGSSTAPPEN Heinenoordtunnel, predikties Cluster 3 Meetveld Noord, langdurende stagnatie onder luchtdruk filenaam berekening: HEN ND5 stap verandering opmerkingen 13 alle grondlagen vole- aanbrengen initiële spanningssituatie dig gedraineerd LMdispl = 1 LMweight = 1 LMloadA = 1 LMloadB = 1 15 cohesieve grondlagen aanbrengen steundrukgradiënt boorvolledig ongedraineerd vloeistof LMloadB = 0, LMloadB = 0 vervangen boorvloeistof door luchtdruk 33 cohesieve grondlagen invloed stagnatie volledig gedraineerd Rapport /B Bijlage N5.0

144 Mesh Scale o Oisplacements o ['*10-3 ].. ::D Cl "C "C ọ.,... CD 01 6 w-- OJ OJ Cl 10 ei) Z PLAXS ProfeSSonal Version 5.30 Oeformed rne s n, scaled Up (down) Extreme displacement 2.41E-03 units Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_ND5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

145 Mesh Scale Axi-symmetry o ::D "tj "tj Q.-+ W=0 ±:$=i= ±:$=i= ±:$=i= $=i: $=i: ±:$=i= H++=t: <0 (J1 6 w iii al ce CD Z (J1 '" PLAXS ProfeSSlonal Version 5.30 Effective principal stresses Extreme stress -1.69E+02 unts Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_ND5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

146 Mesh Scale Axi-symmetry o Ll f '-, ::0 DJ ọ.,... <.0 U1 6 w ro PLAXS z U1 W ProfeSSlonal Version '-++- Excess pare pressure Extreme excess pare pressure 3.93E-01 units Predikties Cluster 3. meetveld Noord HEN_ND5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

147 Mesh Scale Axi-symmetry o :::0 ọ.,... co U1 6 w-- (J) CD Contour plot of excess pare pressures Mnimum value -1.61E-01 units: Maximum value =.99E-01 units PLAXS U1 ProfeSSonal Version 5.30 Predikties Cluster 3, meetveld Noord HEN_ND5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

148 Mesh Scale o Oisplacements o ['*10-3 ] ::n ọ.,.. co (11 6 en w èd co (1) Z (11 (11 PLAXS ProfeSSonal VerSlon 5.30 Oeformed rne s n, scaled Up (down) Extreme displacement 2.41E-03 units Predikt les Cluster 3. meetveld Noord HEN_N05 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

149 Mesh Scale Axi-symmetry ::c "C "C ọ..... (0 (J1 6 en w-<; CD co CD Z (J1 en Effective principal stresses Extreme stress -1.69E+02 units PLAXS Predikties Cluster 3, meetveld Noord ProfeSSlonal VerSlon 5.30 HEN_N05 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

150 Mesh Scale Axi-symmetry _.. "..., ".,,,,,,,,,,,,, ' J.,,,,,, '" j,,,,, J",, ",,,, J, J,,, :D Cl o... co U1 6 (J) w-- CD.W: Cl C CD Z U1 -...J UJl'",,, 1111,,,,, 1111,,, 11/1/,, lil/,, \1111 \\\ \ \ \,, \ \ \\\\ \ \ \, \ \ \ \ \ \ \\\\\ \ \ \ \ \. \ \ \ \ \ H\\\\ \ \ \\ \ \ \ \ \ \, \\\\\\\\\ \ \ \ \ \ \ \ \\\\\\\\ \ \ \ \ \ \ \ 1111 "\l\\\\\\\\ \ '\ '\ '\, """ llll\\\\\\\\ '\ '\ '\ '\ "'" lil'.1..,,'\ '\ '\ '\ '\ '\ '\ '" " ".. '"... '"... "'\""" "'" '" , , l l,\" '\ '\ '\,,'\ '\ '\ '\ '\. Oisplacement field. scaled up (down) Extreme displacement 2.41E-03 units PLAXS Predikties Cluster 3, meetveld Noord ProfeSSonal VerSon 5.30 HEN _ND5 Step Gemeentewerken Rotterdam GM

151 "'--'4 E L...-J 5 HENENOORDTUNNEL, meetveld Noord Effect van langdurende stagnatie met steundrukgradient 0 (J)././ --- onqedroineer d, s'teundrukgrjdient = 1 i,- - ongedroineerd, slteundrukgrqdient - 0 i othjg-e ged.aneerd, ste0ndrukgrodint = i i i :JJ ọ..,... CD U'1 6 (j) w-- OJ te C1l Z U'1 co - 0 / Q) 3 11 c i ::J...j- J Q) \ u \ J \ C\ \.\ \ \ o horizontale verplaatsing [m]

152 Q) - ::J 0.:«.- -+-' 0.., Q) < en > en Q) w -u iii c,-, E L...J 0' C UJ -+-' o o 0- Q) > -U Q) > o E Q)..:::.t.. co Q) CD L z Q). en.d <.0 HENENOORDTUNNEL, meetveld Noord Effect van longdurende stagnatie met steundrukqrodient 0 \ \ '-.- : i <, -"'1 ",... \ 0-0 :./: <, /P- 61" :'1 'fl-c( i -,.é, B u <, \!, <, e- '" til \ ( '0<, /! onqeoroineerd. steundrukqrodient = ongedrainerd. steundrukqr cdient = 0 D,Ga gedraineerdf steundrukgradient = 0 a! i , i i afstond t.o.v. boorfront [m]... i _ e_.. _