Maanalaisten kalliotilojen suunnittelu - siirtymät ja muodonmuutokset
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2009
Department
Major/Subject
Kalliorakentaminen
Mcode
Rak-32
Degree programme
Language
fi
Pages
116 s. + liitt.
Series
Abstract
Tässä työssä käsitellään maanalaisten kalliotilojen louhintaan liittyvien siirtymien ja kallion muodonmuutosten huomioimista ja rajoittamista osana suunnitteluprojektia ja mitoitusratkaisua. Huomiota on kiinnitetty kalliomekaanisten mekanismien lisäksi siirtymien ja muodonmuutosten raja-arvoihin, numeerisen mallintamisen lähtöparametrien valintaan sekä seurantamittauksiin. Esimerkkitapauksia ja -arvoja on käyty läpi muun muassa Kampin keskuksesta, City Centeristä ja Salmisaaren hiilisiiloista. Kalliotilojen louhiminen aiheuttaa muutoksia kallion jännitystilaan, jolloin kalliomassa pyrkii hakeutumaan uudestaan tasapainoon. Tästä aiheutuu kalliotilan vaikutusympäristössä siirtymiä ja muodonmuutoksia, joiden suuruudet riippuvat tilan sijainnista ja geometriasta, materiaaleista ja muista olosuhteista. Muutosten suuruuteen voidaan vaikuttaa suuntaamalla ja muotoilemalla kalliotilat vallitsevan kalliolaadun ja jännitystilan kannalta edullisesti. Kalliotilojen pysyvyyteen voidaan vastaavasti vaikuttaa lujitustoimenpiteiIlä. Kalliorakenteita ja kalliotilojen vaikutusalueella olevia perustuksia on tarkasteltava sekä yhdessä että erikseen, koska niiden mitoittavat arvot ovat siirtymien ja muodonmuutosten osalta erilaisia. Niille on määritettävissä tapauskohtaisesti raja-arvot. Raja-arvojen saavuttamista voidaan tehokkaasti ennustaa numeerisella mallintamisella ja todentaa mallin oletusten oikeellisuus seurantamittauksilla. Suunnitteluprosessin aikana pystytään löytämään ja varautumaan rakenteen kannalta kriittisiin kohtiin, jos olosuhteiden selvittämiseksi tehtävät tutkimukset ja testit ovat riittävän laajuisia, täsmällisiä ja oikea-aikaisia. Vuonna 2010 voimaan astuu Eurokoodi-normisto, joka kumoaa sen kanssa ristiriitaiset kansalliset normistot. Eurokoodin tarkoitus on yhtenäistää suunnittelukäytäntöjä ja -vaatimuksia. Sen laskennallinen mitoitus perustuu laajalti osavarmuuslukujen käyttöön. KalIiorakennesuunnittelua koskevia asioita käsitellään eniten Eurokoodissa 7: Geotekninen mitoitus. Tällä hetkellä se ei kuitenkaan sisällä kalliomateriaalin varmuuskertoimia eikä maanalaisen kalliotilan mitoitusperiaatteita tai esimerkkejä. Kalliomassaa ei voi käsitellä betonin tai edes maamateriaalin tavoin, koska suurin osa kalliomassan kantavuudesta riippuu kallion sisäisistä epäjatkuvuuskohdista. Tässä työssä on osoitettu, että suomalainen mitoituskäytäntö, joka sisältää huolelliset tutkimukset, kalliomekaanisten mallien laadinnan ja seurantamittaukset, täyttää Eurokoodien periaatteet ja hengen hyvin.Description
Supervisor
Särkkä, PekkaThesis advisor
Nuijten, GuidoKeywords
underground structures, kalliotilat, displacements, siirtymät, deformations, muodonmuutokset, rock mechanical modeling, kalliomekaaninen mallintaminen, Eurocode, Eurokoodi, tunnel, tunneli