Numerical investigation of tunnel precast segments under blast loads

This thesis mainly investigates on the behavior of underground precast tunnel in case of internal explosion by numerical point of view. The work is divided into three parts: -The behavior of the tunnel under static load condition is totally examined. The influence of the longitudinal joints, ring joints and ground support are also studied. The thickness of “Janβen joint" is the main parameter for longitudinal joints under discussion. The stiffness of the ring joints is also discussed. The stiffness of the soil springs, the number of the soil springs and the type of the soil springs are took into account for the influence of ground support on the tunnel lining. -The behavior of the tunnel under blast loads is studied. The internal force distribution in the normal sections and joints sections are compared. The total computation time and the increment of time steps were studied to obtain the maximum precision of the simulation results. -The Pressure-impulse diagrams of the tunnel lining which made of SFRC (Steel fiber reinforced concrete) and HPFRCC (High performance fiber reinforced cementitious composites) are computed. Different failure criteria of the tunnel precast segments are presented and discussed.

Questa tesi si presenta uno studio numerico sui conci prefabbricati di tunnel sottoposti a il carico di esplosione. Essa è divisa in tre parti: － Indagine sul comportamento dei conci prefabbricati di tunnel sotto il carico statico (principalmente sotto la pressione del suolo) con l'aiuto del software commerciale ABAQUS. E statico studiata l'influenza dei giunti longitudinali, dei giunti ad anello e il supporto a terra. Lo spessore del "janβen joint" è il parametro principale considerato per i giunti longitudinali in discussione. Viene anche discussa la rigidezza dei giunti dell'anello. La rigidezza, il numero e il tipo di molla utilizzata per il terreno sono stati considerate per studiare in l'influenza di supporto a terra sul rivestimento della galleria. － Indagine del comportamento dei conci prefabbricati di tunnel sotto il carico di esplosione e analisi della forza interna e le regole di vibrazione del rivestimento della galleria. Il tempo di calcolo totale e l'incremento di tempo sono stati studiati per ottenere la massima precisione dei risultati della simulazione. － Elaborazione il diagramma Pressione-Impulso del rivestimento della galleria che è fatto di SFRC (calcestruzzo fibrorinforzato) e HPFRCC (High performance fiber reinforced cementitious composites) I criteri di rottura dei conci prefabbricati considerd sono taglio e flessione.