Structural response of embedded concrete road tunnels subjected to explosions

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Jauhiainen, Jyrki
dc.contributor.advisor Hanka, Janne
dc.contributor.author Westerholm, Alexander
dc.date.accessioned 2017-04-13T10:14:56Z
dc.date.available 2017-04-13T10:14:56Z
dc.date.issued 2017-03-20
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/25110
dc.description.abstract The purpose of this thesis is to study the structural response of embedded concrete road tunnels subjected to explosions. A tunnel should be designed so that in case of an explosion, the structure will not collapse and it can be repaired afterwards. In order to do this cost-effectively, the design should be done using methods that take the dynamic nature of the load into account. A literature review was carried out in order to examine which explosion scenarios may occur in road tunnels. The explosions can be divided into deflagrations and detonations, depending on the type of wave propagation. Reasonable design loads, that represent these explosion scenarios, are needed in order to perform the design of the tunnel. The magnitude and simplification of these design loads have been investigated in this thesis. Two different design methods have been presented in this thesis. In the elastic-plastic SDOF analysis, the structure is idealized into several equivalent dynamic systems. The structural response can then be calculated individually for the different parts. This method assumes an elastic-plastic behavior of the structure and can be used for the deflagration analysis. The Swedish design method “Explosionslaster vid betongtunnlar” has been used for the plastic SDOF analysis. This method is based on the principle of energy conservation and plastic deformations of the structure are accepted. The plastic SDOF analysis can be used in the detonation analysis. Both design methods have been tested on a case tunnel. Different types of load cases have been used in order to examine how the choice of magnitude and simplification of the explosion affects the results. It may be concluded that the shape of the impulse has a huge impact on the results. Therefore, the simplification of the blast load should be explicitly defined in the technical guidelines in order to guarantee safety of structures. en
dc.description.abstract Målet med detta arbete är att studera den strukturella responsen av vägtunnlar i betong utsatta för explosioner. En tunnel bör designas så att den inte kollapsar ifall det sker en explosion och att den kan repareras efteråt. För att kunna göra detta kostnadseffektivt så bör dimensioneringsmetoder som tar i beaktande explosionskraftens dynamiska karaktär användas. En litteraturstudie gjordes för att undersöka vilka olika explosionsscenarier som kan förekomma i vägtunnlar. Explosionerna kan delas in i deflagrationer och detonationer beroende på explosionsvågen typ av utbredning. För att kunna planera tunnlarna behövs det rimliga dimensioneringslaster, som representerar dessa explosionsscenarier. Storleken och förenklingen av dessa dimensioneringslaster har studerats. Två olika dimensioneringsmetoder har presenterats. I den elastisk-plastiska SDOF analysen idealiseras konstruktionen till flera dynamiskt ekvivalenta system. Den strukturella responsen kan sedan beräknas individuellt för de olika delarna. Denna metod förutsätter att konstruktionen har ett elastiskt-plastiskt beteende och den kan användas för att analysera deflagrationer. För den plastiska SDOF analysen har den svenska dimensioneringsmetoden ”Explosionslaster vid betongtunnlar” använts. Metoden baserar sig på lagen om energins bevarande och plastiska deformationer tillåts. Den plastiska SDOF analysen kan användas för att analysera detonationer. Båda dimensioneringsmetoderna har testats i en fallstudie. Olika typer av dimensioneringslaster har använts för att kunna undersöka hur valet av storlek och förenklingssätt påverkar resultaten. Det kan konstateras att formen av impulskraften har en enorm inverkan på resultaten. Därför bör förenklingen av explosionslaster definieras entydigt i tekniska riktlinjer för att undvika oklarheter. sv
dc.format.extent 83+32
dc.language.iso en en
dc.title Structural response of embedded concrete road tunnels subjected to explosions en
dc.title Strukturell respons för inbäddade vägtunnlar i betong utsatta för explosioner sv
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword explosion en
dc.subject.keyword road tunnel en
dc.subject.keyword deflagration en
dc.subject.keyword detonation en
dc.subject.keyword plastic hinges en
dc.subject.keyword DLF en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201704133543
dc.programme.major Rakennetekniikka fi
dc.programme.mcode R3001 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Puttonen, Jari
dc.programme Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma fi
dc.ethesisid Aalto 8387
dc.location P1


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account