Analysis of underground openings with a distinct shear zone

Abstract

for the analysis of deformations and stresses in the surrounding of an underground opening is demonstrated. For duplication of rock discontinuities in the finite element analysis the joint element of Goodman, Taylor and Brekke is used. A special technique was developed in order to consider the limited tensile strength, the reduction of shearing strength after reaching the peak strength and the limited closure of the joint. A Coulomb failure criterion is used for determining shear fracture. Results of two examples of tunnels with one distinct joint are shown. Berechnung yon Felshohlrdumen mit einer ausgeprdgten Scherzone. Ein Verfahren zur Berechnung der Verformungen und Spannungen in dem einen Hohlraum umschliet~enden Gebirge wird erl~iutert. Zur Nachbildung yon Diskontinuit~iten wird das yon Goodman, Taylor und Brekke entwickelte Kluftelement verwendet. Ffir dieses linienf6rmige Element wurde eine spezielle Reehentechnik entwickelt, die die begrenzte Zugfestigkeit der Kluft, den Abfall der Scherfestigkeit nach Erreichen der Spitzenfestigkeit auf die Restscherfestigkeit und die begrenzte Zusammendrfickbarkeit erfaf~t. Zur Bestimmung des Schubbruches wird das Coulombsche Bruchkriterium benutzt. Berechnungsergebnisse yon zwei Beispielen aus dem Tunnelbau mit einer diskret nachgebildeten Grof~kluft werden gezeigt.