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By Ron Tluczek

[Power Point Presentation]

Jan 1, 2006

By J. -H. Wu, S. Nishiyama, Y. Ohnishi

The behaviors and stress distributions of the inclined jointed rock masses with different dip angles obtained from DDA are compared to the results of laboratory tests. By calculating the block stress distributions, it is confirmed that DDA can reproduce the arching around the trap door when lowering the trap door. The shapes of arching change with the angles of inclined layers. In addition, the earth pressures acting on the trap door shows non-symmetrical distributions when the layers are not horizontal. The stress concentration occurs in one side of the rock masses close to the trap door. Furthermore, the surface settlements are also related to the inclined angle, and the loosening zone in rock masses can be different from Terzghi’s theory [1]. Since, simulations have good agreements with the laboratory test , it demonstrates the applicability of DDA to explain the mechanical behaviors of tunnel, such as arching phenomenon, non-symmetrical earth pressure distributions acting on the trap door, and the surface settlement profile in the jointed rock masses. Dans cet article est décrite l’étude numérique du perçage d’un tunnel dans un massif de couches rocheuses jointes inclinées. La simulation à l’aide de l’Analyse de Déformation Discontinue (DDA), en faisant varier l’angle d’inclinaison des couches de roche, nous apporte des résultats en termes de distributions de contraintes et de comportement des couches, résultats qui sont ensuite comparés avec des résultats de tests en laboratoire. Les résultats confirment le fait que la DDA est capable de reproduire le phénomène d’arcage autour de la trappe lorsque la trappe s’abaisse. Les formes d’arcage varient selon l’angle d’inclinaison des couches de roche. Par ailleurs, lorsque les couches ne sont pas horizontales, la distribution de pression agissant sur la trappe est assymmétrique. La concentration de contraintes se produit du coté proche de la trappe. De plus, les tassements de surface dépendent eux aussi de l’angle d’inclinaison. En conséquence, les résultats de simulation sont en accord avec les tests en laboratoire, ce qui prouve que la DDA permet d’expliquer des comportements mécaniques du tunnel tels que l’arcage, les distributions assymmétiques de pression du sol sur la trappe, ainsi que le profil du tassement de surface dans la masse de roches jointes. Dieser Beitrag beschreibt eine numerische Studie über Tunnel im geklüftetem Fels. Das Verhalten und die Druckverteilungen in den unterschiedlich geneigten und geklüfteten Felsenmassen wird mit Hilfe des Discontinuous Deformation Analysis Programms (DDA) simuliert, und mit Laborversuchen verglichen. Die Resultate bestätigen, dass DDA der Gewölbewirkung im „Trapdoor“ Experiment gut reproduzieren kann. Die Form des Gewölbes, ändert sich mit unterschiedlichen Neigungswinkeln der Schichten. Bei geneigten Schichten entstehen unsymmetrische Druckverteilungen. Auch die Oberflächenabsenkung ist von dem Neigungswinkel abhängig. Die gute Übereinstimmung der Simulationen mit den Laborversuchen zeigt, dass die DDA-Methode gut geeignet ist, um das mechanische Verhalten von Tunneln, wie z.B. den Effekt der Gewölbewirkung, die unsymmetrischen Druckverteilungen bei geneigten Schichten, oder die Oberflächenabsenkung in geklüfteten Felsenmassen, zu erklären.

Jan 1, 2003

By T. Nishimura, H. Kiyama, K. Wakimoto

Discussion on the load bearing capacity of ground and the stability of tunnel is presented. We derive a simplified solution of a circular lined-tunnel in an elastic ground. The solution results in a better understanding of characteristic curves. Use of DEM allows us to consider effects of possible yield of the overstressed zone around the tunnel and inherent discontinuity of ground on the curves. Diskussion auf der Last Tragfähigkeit Bodens und die Stabilität des Tunnels wird dargestellt. Wir leiten eine vereinfachte Lösung eines kreisförmigen Ausbautunnels in einem elastischen Boden ab. Die Lösung ergibt ein besseres Verständnis der Kennlinien. Um Gebrauch DEM erlaubt uns, zu betrachten Effekte des möglichen Ergebnisses der überbetonten Zone den Tunnel und zugehörige Unstimmigkeit des Bodens auf den Kurven. La discussion sur la portance de charge de la terre et de la stabilité du tunnel est présentée. Nous dérivons une solution simplifiée d'un revêtement-tunnel circulaire dans une terre élastique. La solution a comme conséquence une meilleure compréhension des courbes caractéristiques. L'utilisation de DEM nous permet de considérer des effets du rendement possible de la zone surchargée autour du tunnel et de la discontinuité inhérente de la terre sur les courbes.

Jan 1, 2003

By B. Amadei, F. Tonon

Rock stress measurement is cast in the more general context of the determination of boundary conditions for rock engineering. A study on the effect of elastic anisotropy on underground excavations reveals that this effect is actually controlled by the imposed boundary conditions. Applications to tunneling and to the Underground Research Laboratory (URL), Canada, exemplify a procedure for boundary condition estimation formerly developed by the authors. The procedure displayed fast convergence despite the complex geometry, and the high degree of non-linearity of the models. In the URL application, the 3-D model was able to completely reproduce the complex measured stress pattern, and the 90° rotation of the principal in situ stresses with depth. In order to reliably estimate the boundary conditions reproducing the current in situ state of stress, response measurements of the rock mass to current disturbances are necessary as input data. La mesure des contraintes in situ tombe dans le domaine général de la détermination des conditions aux limites pour les problèmes de mécanique des roches. Une étude sur le rôle de l’anisotropie élastique sur les excavations souterraines montre que ce rôle est contrôlé par les conditions aux limites qui sont imposées. L’application aux tunnels et au Laboratoire Souterrain de Recherche (URL) au Canada, nous permet de présenter une méthode de détermination des conditions aux limites. La méthode converge rapidement bien que le géométrie soit complexe et que le problème soit non-linéaire. Pour le URL, le modèle 3D est capable de reproduire la distribution des contraintes qui ont été mesurées ainsi que la rotation de 90 degrés des contraintes in situ avec la profondeur. Afin de déterminer avec précision les conditions aux limites responsables pour la distribution actuelle des contraintes, la réponse du massif rocheux doit être connue et mesurée. In der Felsentechnik sind die Spannungsmessungen in Gestein an die Bestimmung der Randbedingungen gebunden. Eine Studie legt dar, dass der Effekt elastischer Anisotropie in unterirdischen Aushoehlungen von den Randbedingungen kontrolliert ist. Eine von den Authoren entwickelte Methode zur Bestimmung der Randbedingungen wird an Beispielen im Tunnelbau und im Underground Research Laboratory (URL) in Kanada illustriert. Auch bei komplexer Geometrie und einem hohen Grad an Nicht-Linearitaet zeigt diese Methode ein schnelles Konvergenzverhalten. Ein 3D-Model und dessen 90° Drehung der lokalen Hauptspannungen mit der Tiefe, kann bei einer URL Anwendung vollstaendig reproduziert werden. Um mit dieser Methode die Randbedingungen zuverlaessig abschaetzen zu koennen, werden der gegenwaertige lokale Spannungszustand sowie die Antwort des Gesteins und die resultierenden Stoerungen als Eingabedaten benoetigt.

Jan 1, 2003

By D. Boldini, R. Lackner, H. A. Mang

ABSTRACT: In this paper, the strong interaction between the hardening shotcrete lining and the surrounding ground in NATM tunneling is investigated by means of axisymmetric analyses, accounting for the three-dimensional nature of the excavation process. The effect of the hydration of shotcrete on strength, stiffness, chemical shrinkage as well as microcracking and creep are accounted for. For the description of the mechanical behavior of the ground, a multi-surface plasticity model is employed. The performed analyses of the excavation process provide insight into the influence of each phenomenon accounted for in the material model for shotcrete on the response of the ground-shotcrete compound structure. ZUSAMMENFASSUNG: In diesem Beitrag soll die Interaktion zwischen dem erhärtenden Spritzbeton und dem Boden auf der Basis axisymmetrischer Berechnungen untersucht werden. Derartige Berechnungen ermöglichen die Berücksichtigung des drei-dimensionalen Charakters des Vortriebprozesses. Die Auswirkung der Hydratation auf die Entwicklung der Festigkeit, Steifigkeit und der chemischen Schwindverzerrungen, sowie das Reißen und das Kriechen des Spritzbetons wurde berücksichtigt. Das mechanische Verhalten des Bodens wurde mittels eines Mehrflächenplastizitätsmodells simuliert. Die durchgeführten Berechnungen des Vortriebprozesses geben Einblicke in die Auswirkungen der Spritzbetoneigenschaften auf das Tragverhalten des Boden-Spritzbeton-Komposits. RÉSUMÉ: La stricte interaction entre le soutènement en béton projeté durcissant et le terrain dans un tunnel creusé avec la NATM est étudiée par des analyses axisymétriques, compte tenu de la nature tridimensionnelle des processus de creusement. Les effets de l’hydratation du béton sur la résistance, la rigidité et la contraction chimique, ainsi que sur la micro-fissuration et le fluage, sont mis en compte. Pour la description du comportement mécanique du terrain on emploie un modèle de plasticité multi-surface. Les analyses conduites mettent en évidence l’influence de chaque phénomène considéré dans le modèle constitutif du béton projeté sur la réponse de la structure composite terrain-béton projeté.

Jan 1, 2003

By Philippe Dumont

?Lay out of the tunnel section ?General ?Geology ?Tunnels methods ?Stations constraints ?Impacts on tunnels ?Design ?Programs

By M. Arlandi, J. C. Monge

In this paper, the finite element method is used to obtain deformations of a rock tunnel. More than 3,000 numerical simulations and calculations were carried out. The analysis of this results has allowed to achieve mathematical formulations and graphs, to obtain in advance support monitored displacements in tunnelling construction, so they can be predicted before excavation and supporting woks. The application of the presented formulations and charts will aid engineers to control tunnel monitoring, reducing decision time when problems occur. The analysis is limited to cases involving elastic behaviour of the terrain for tunnels of average to good quality in rock, and to excavation sections of average or smaller dimensions for road tunnels. The results show that, in all cases, mathematical expressions to obtain induced displacements around tunnel excavations, have similar pattern than Kirsch (1898) expressions for circular excavations. As corollary of the achieved results, a method to estimate in situ natural geostress ratio K0=sh/sv , by means of convergence measurements, is presented. In diesem Beitrag wurden die Verschiebungen eines Tunnels durch die Methode de Finiten Elemente berechnet. Mehr als 3000 numerische Simulationen und Berechnungen wurden ausgeführt. Die Analyse dieser Resultate hat es ermöglicht, mathematische Formeln und Grafiken zu entwickeln, die zur Voraussage der Verschiebungen in Tunnel dienen, auch unter Betrachtung der verschiedenartigen Abstützungen. So können die Verschiebungen vor den Erdarbeiten und dem Bau der Abstützung abgeschätzt werden. Die abgeleiteten Formeln und Grafiken werden vor allem einen grossen Dienst für Ingenieure bei der Mithilfe zu zeitsparenden Entscheidungen im Tunnelbau und bei der Tunnelkontrolle leisten. Die analysierten Fälle sind auf eine elastische Modellierung des Baugrunds beschränkt, sowie auf eine mittlere bis gute Qualität des Felsens und auf die Aushebung von Abtragungsabschnitten mittlerer oder geringer Grösse für den Strassenverkehr. Die Resultate zeigen, dass in allen Fällen die hergeleiteten Formeln zur Berechnung der durch den Tunnelbau verursachten Verschiebungen um den Tunnel die gleiche mathematische Struktur haben wie diejenigen von Kirsch (1898) für kreisförmigen Bodenaushub. Als Korollarium der ausgeführten Berechnungen wird eine Methode zur Abschätzung der vorherrschenden in situ Geospannungs-Verhälniss K0=sh/sv angegeben, die von den Messungen der Verschiebungen im Tunnel ausgeht. Dans cet article, la méthode des éléments finis est utilisée pour obtenir les déformations d’un tunnel creusé dans la roche. Plus de 3000 simulations numériques et calculs ont été effectuées. L’analyse de ces résultats a permis de définir des modèles mathématiques et des abaques afin de prédire, avant l’excavation et les travaux de soutènement, les déplacements auscultés pendant la construction du tunnel. L’application de ces modèles et abaques permettra donc aux ingénieurs de contrôler les déplacements durant l’auscultation du tunnel et de réduire le temps de décision lorsque des problèmes surviennent. L’analyse est limitée au cas du comportement élastique du terrain pour des tunnels creusés dans de la roche de moyenne a bonne qualité, et à de sections d’excavation de petites à moyennes dimensions pour des tunnels routiers. Les résultats montrent que, dans tous les cas, les expressions mathématiques permettant d’obtenir les déplacements induits autour des excavations de tunnel, présentent des similitudes avec celles de Kirsch (1898) pour des excavations circulaires. Comme corollaire aux résultats obtenus, une méthode pour estimer le rapport des

Jan 1, 2003

By S. Okubo, K. Fukui

Empirical equations established for estimating the rock strength of the working face based on the cutting forces of a tunnel boring machines (TBM) are further examined and discussed with respect to the dominant factors affecting TBM performance. Constants in the equations are related to TBM-specific parameters such as excavation (tunnel) diameter, cutter diameter, and cutter distance. The relationship between the constants and the TBM specifications is examined in this study on the basis of data collected at ten tunnels, and it is found that the constants are most strongly influenced by the cutter diameter and tunnel diameter. Zur Schätzung der Gesteinsfestigkeit an der Arbeitsfläche ermittelte empirische Gleichungen, die auf den Schneidekräften von Tunnelbohrmaschinen (TBM) beruhen, wurden weiter im Hinblick auf die vorherrschenden, die Leistung der TBM beeinflussenden Faktoren hin untersucht und diskutiert. In der Gleichung enthaltene Konstanten werden zu den TBM-spezifischen Parametern wie Auschachtungs- (Tunnel) Durchmesser, Schneidendurchmesser und Schachtlänge in Beziehung gesetzt. Die Beziehung zwischen diesen Konstanten und den technischen Daten der TBM wird in dieser Studie auf der Basis der bei 10 Tunnelbauten gesammelten Daten untersucht. Dabei wurde gefunden, dass diese Konstanten am stärksten von den Durchmessern der Schneiden und der Tunnel beeinflusst werden. Cette étude examine et discute les équations empiriques permettant d'estimer la résistance de la roche attaquée aux forces de coupe des tunneliers dans le cadre de l'étude des facteurs dominants affectant les performances des tunneliers. Les constantes de ces équations concernent les paramètres spécifiques des tunneliers comme le diamètre d'excavation (du tunnel), le diamètre du couteau et la distance de coupe. Cette étude examine le rapport entre ces constantes et les caractéristiques techniques des tunneliers d'après des données collectées dans dix tunnels et elle conclut que ces constantes sont principalement influencées par le diamètre du couteau et le diamètre du tunnel.

Jan 1, 2003

By M. S. Smith

Paper written on project work carried out in partial fulfilment of B. Eng (Mining Engineering) degree The condition of tunnels at Premier has deteriorated to such an extent that an objective viewpoint on what leads to poor condition was required. Poor and untimely development results in schedule deviation, rehabilitation, and increased working costs. The project focused primarily on quality, and not on efficiency. The project gave management guidelines that need to be focused on in order to produce quality infrastructure. The conclusions were reached by doing literature searches, underground site investigations, benchmarking and computer simulations. From the results we can see that, in order to produce good quality tunnels, we have to have the basics working. This was found to be one of the major problems. Firstly, tunnel profiles are not to the design specification and no fixed blast designs existed. After revising tunnel profile statistics, over break increased to 10% (previously 7%) and development metres were 50 m short of target. Blasting was not monitored and designs not optimized for the conditions. Furthermore, geological factors are the main contributor to tunnel failure, although this process is initiated and aided by poor development (overbroken tunnels, incorrect profiles, direction and location) and blast damage. Continuing to develop tunnels in the current manner will cost R 1.5 million in additional costs for loading and supporting overbreak, whilst an additional 1 800 man-shifts will be required. Blast patterns were designed as a starting point for trials, while the implementation of a blast management system, development statistical database, tunnel hand-over procedures and a revision of the bonus system were proposed.

Jan 1, 2004

By C. R. Speers, M. I. Forsyth

The paper describes how stress analyses were used to show the defect of a tunnel's shape on the overstressing potential of its periphery. The best profile was found to be that of a horizontal ellipse, for which there was little significant scaling, permitting temporary support to be incorporated into a permanent tunnel support system. This investigation was followed by the modeling of several support systems for tunnels with a horizontal-ellipse profile, which showed that such a profile can reduce the installed support required for a tunnel of different cross section by an average of 57 per cent.

Jan 1, 1994

By M. Hakala, P. Tolppanen

A method to predict stress-induced failures around excavations based on the mapped geological and rock mechanical information is studied. Totally of 7 km of newly excavated tunnels are mapped in the Inmet’s Pyhäsalmi mine in Finland at depth between 1000 - 1440 m from which the results and conclusions from the firstly mapped 1.7 km of tunnels are reported. The main rock type at the site is very hard volcanite having uniaxial compressive strength of 230 MPa in median and GSI-value 72 - 80. The maximum in situ stress around the tunnels is 65 - 85 MPa. The prediction of observed stress failures was preceded by comparing elastic 3-D simulation results of tunnels with three statistical yield criteria. Read’s or Hoek & Brown’s yielding criteria are found the most relevant, though, the effect of anisotropy was found to be significant. The most important parameters having a correlation with stress failures are the tunnel orientation and the foliation of rock. Also, the rock type and its strength, tunnel shape and the geological anomalies have their effects. Further, a delay time on mapping was found to clearly diminishing of the most violent failures. Une méthode de prédiction des contraintes à la rupture autour d'excavation, établie sur la base de cartographie géologique et d'information sur la mécanique des roches, à été étudiée. Au total, 7 km d'un tunnel nouvellement percé à une profondeur de 1000 à 1400 m ont été cartographiés dans la mine de Inmet’s Pyhäsalmi en Finlande. La roche principale du site est une vulcanite dur ayant une résistance à la compression uniaxiale de 230 MPa (valeur moyenne) et une valeur GSI de 72 - 80. La contrainte in situ maximale autour du tunnel se situe entre 65 et 85 MPa. La prédiction des contraintes à la rupture observées a été évaluée en comparant les résultats d'une simulation 3D d'un tunnel avec trois critères de limite d'élasticité statistiques. Le critère de limite d'élasticité de Read ou de Hoek & Brown’s se trouvent être les plus important, même si les effets de l'anisotropie sont significatifs. Les paramètres les plus importants ayant une corrélation avec la rupture sont l'orientation du tunnel et la foliation de la roche. De plus, le type de roche et sa résistance à la compression, la forme du tunnel et les anomalies géologiques ont aussi leur importance. Finalement, un délai dans la cartographie résulte en une diminution nette des ruptures violentes. Basierend auf kartierten geologischen und felsmechanischen Informationen, wird eine Methode untersucht, um spannngsbedingtes Versagen um Ausbrüche herum vorherzusagen. Insgesamt werden 7 km neu ausgebrochenen Tunnels in einer Tiefe zwischen 1000 und 1400 m in der Inmet Pyhäsalmin Mine in Finnland kartiert. Das hauptsächlich vorkommende Gestein ist sehr hart und vulkanischen Ursprungs mit einer mittleren einachsialen Druckfestigkeit von 230 MPa (Medianwert) und einem GSI-Wert von 72-80. Die maximale In-situ-Spannung im Tunnel beträgt 65-85 MPa. Die Vorhersage von beobachteten Spannungsversagen werden weitergeführt indem man elastische 3-D-Simulationsergebnisse von Tunneln mit drei statistischen Fliesskriterien vergleicht. Read's oder Hoek's Fliesskriteria werden dabei als die relevantesten Kriterien angesehen, obwohl auch der Effekt der Anisotropie als wesentlich erachtet wird. Die wichtigsten Parameter für eine Korrelation von Spannungsversagen sind die Orientierung des Tunnels und die Schieferung der Gesteinsschichten. Desweiteren haben Gesteinsart, Tunnelprofil und geologische Anomalien ihren Einfluss. Ausserdem zeigt sich, dass eine Verzögerung bei der Kartierung die ausgeprägtesten Versagen deutlich verringern.

Jan 1, 2003

By R. K. Brummer

The support of stopes and tunnels in South African gold mines subject to rockburst damage requires special attention. The interaction of a seismic wave with either a stope or a tunnel is subject to a number of variables, namely the distance from the source of the event, the ground velocity, the orientation of the excavation with respect to the direction of the seismic wave, and the geology and fracturing around the excavation. This paper discusses these factors in relation to the support requirements in stopes and tunnels. The need for the integration of hydraulic props with stope support and the use of yielding anchors for tunnel support are emphasized.

Jan 1, 1988

By R. M. Spang

Abstract Between the German city of Dresden and the Czech capital Prague a 4-lane highway is under con-struction. At the outskirts of Dresden it will cross the narrow and deeply eroded Weißeritz Valley by a bridge. Two twin tube tunnels under oblique angles join the bridge out of the rocky valley flanks. The different geotechnical conditions of these 4 tunnel portals, their design and construction are described within this publication. The two southern portals of the tunnel Dölzschen are situated within a vertical 65 m high former quarry slope, 25 m above the valley floor. The slope proved instable due to toppling failure and exposed serious rockfall risks. Systematic anchoring, scaling, rock bolting, netting and filling under extreme access conditions eliminated these risks. Tunnel excavation started from the slope surface without any pre-cut or conventional portal construction. The opposite northern portals of the tunnel Coschütz are situated in more gentle rock slopes. After removal of debris, excavation of the eastern tunnel started in a 30° slope striking oblique to the driving direction, without any precut, too. Because of the gentle slope inclination the cross section was not earlier completely covered by rock than 30 m behind. The western tunnel started from an optimized short, narrow and steep precut. Its flanks were stabilized by reinforced shotcrete and rock bolts. Because of the small distance between the tubes rock bolts were drilled into the cross section of the neighboring tunnel. Tunnel excavation was made by drill and blast operation, preliminary support consisted of steel arches, reinforced shotcrete and radial rock bolts. Thorough survey of the bolt’s coordinates and direction prevented them from meeting each other. Rock bolts were of the permanent type to prevent the final lining from being obliquely loaded. Systematically arrayed measuring devices checked deformations of slopes and tunnels. Zusammenfassung Der Neubau der Bundesautobahn A 17 wird Dresden und Prag miteinander verbinden. Die vierspurige Autobahn quert westlich von Dresden das enge und tief eingeschnittene Tal der Wilden Weißeritz mit einer Brücke. An beide Brückenwiderlager schließen mit schiefwinkligem Anschnitt doppelröhrige Tunnel an, deren Portale in den felsigen Talflanken liegen. Die unterschiedlichen geotechnischen Verhältnisse, die Überlegungen für einen jeweils optimalen Entwurf und der Bau der portalnahen bergmännischen Tunnelabschnitte sind Gegenstand dieser Veröffentlichung. Die Südportale des Tunnels Dölzschen liegen in einer vertikalen, 65 m hohen Felswand, 25 m über dem Talgrund. Die Felswand erwies sich als global kippgefährdet, außerdem lagen flächig verteilte erhebliche Steinschlag- und Felssturzrisiken für Bau und Betrieb vor. Die Kippgefahr wurde durch ein Systemraster aus vorgespannten Felsankern, die Steinschlag- und Felssturzrisiken durch bergsteigerisches Beräumen mit dem Brecheisen, Felsnägel und Steinschlagschutznetze eliminiert. Der Tunnelausbruch begann von einer Vorschüttung direkt in der Felswand ohne Voreinschnitt im Schutz einer kurzen Luftbogenstrecke. Die gegenüberliegenden Nordportale des Tunnels Coschütz befinden sich in wesentlich flacheren Hängen. Nach dem Aushub einer mehrere Meter dicken Abraumhalde begann der Tunnelausbruch der östlichen Röhre asymmetrisch mit einer Luftbogenstrecke in einer spitzwinklig zur Vortriebsrichtung streichenden, 30° mit dem Vortrieb steigenden Felsfläche, ebenfalls ohne Voreinschnitt. Wegen der flachen Neigung der Böschung war der Tunnelquerschnitt erst nach 30 m vollständig überdeckt. Für den Vortrieb der westlichen Tunnelröhre mussten erst eine zwischen den Röhren vorhandene Felsnase teilweise abgetragen, die westlich anschließende zurückspringende Felswand vertikal gestellt und gesichert und Felsaushub in der rechten Flanke getätigt werden. Der damit entstehende Voreinschnitt wurde so kurz wie möglich und ohne seitliche Arbeitsräume ausgeführt. Die Sicherung der Böschungen erfolgte mit bewehrtem Spritzbeton und Felsnägeln. Wegen des geringen Abstands der beiden Röhren wurden die unteren Lagen der radialen Ausbruchsicherung durchgeankert. Der Tunnelvortrieb begann im Schutz eines geankerten Portalkranzes und ebenfalls von einer Luftbogenstrecke aus.

Jan 1, 2003

By I. Zemanek, A. Rozsypal

Mrazovka tunnel was excavated under one building whose subsurface space was not possible to reinforce against additional settlements induced by digging. In the presented contribution the risk analysis, warning levels and results of deformation measurements are described. Lespace souterrain d‘un des bâtiments sous lequel le tunnel Mrazovka a été creusé n‘a pu être renforcée contre l‘affaissement supplémentaire provoqué par l‘emplacement du tunnel. Le matériel présenté décrit l‘analyse des risques, le niveau des limites et les résultats des mesures des déformations. Der Untergrund eines der Gebäude, unter dem der Tunnel "Mrazovka" ausgeschachtet wurde, war es nicht möglich, gegen nachträgliches Setzen zu versteifen, hervorgerufen durch die Untertunnelung. Im vorliegenden Beitrag sind Gefahrenanalyse, Grenzwerte und Ergebnisse von Deformationsmessungen beschrieben.

Jan 1, 2003

By B. C. Viljoen

"SynopsisCommencement of the next phase of the Lesotho Highlands Water Project is a year or so away from becoming reality. Some 50 km of tunnels in the form of access adits, shafts, diversion tunnels, and main waterways will be constructed. Sprayed concrete will form an integral part of the temporary and permanent rock support systems that will be installed. Furthermore, the use of sprayed concrete as a final tunnel lining solution was proposed as a viable alternative to concrete linings in the feasibility studies that preceded the forthcoming implementation phase.The aim of this paper is to make the reader aware of all the sprayed concrete related issues that engineers tend to grapple with during the design and construction of tunnel projects and other underground works. Primarily, these issues would include selection of applicable design parameters, technical specifications, construction application methods, quality control and, most importantly in the context of final or permanent linings, the durability of sprayed concrete.The International Tunnelling Association (ITA) Working Group (WG) 12 has been tasked specifically to publish a set of recommendations on the Quality and Control of the Application of Sprayed Concrete and the Testing of Sprayed Concrete for Durability. These tasks were also further explored at the recent World Tunnel Congress (WTC 2015) that was held in Dubrovnik, Croatia at the end of May 2015.IntroductionSprayed concrete is presented in a variety of shapes, designs, forms, application methods and accompanying terminologies including shotcrete, gunite, pneumatically applied concrete, and the like. The International Tunnelling Association (ITA) decided to standardize on a single terminology, namely ‘sprayed concrete’, in order to simplify specification, interpretation of guidelines, and codes of practice."

Jan 1, 2015

By Gernot Beer, Christian Dünser, Marcos Noronha

The main findings of the joint research initiative “Numerical Simulation in Tunnelling” and a follow-on project on efficient numerical simulation models for tunnelling are presented. Die wichtigsten Resultate des Forschungsschwerpunkts „Numerische Simulation im Tunnelbau“ und einem Folgeprojekt über effiziente numerische Simulationsmethoden werden präsentiert Les résultats les plus importants du point principal de la recherche "simulation numérique dans la construction de tunnels" et un projet consécutif sur des méthodes de simulation numériques efficaces sont présentés

Jan 1, 2003

By R. Tabanrad

This article examines the stability analysis of intake tunnels of Karun III dam & power plant. The tunnels have been excavated with a 3-dimensional and fairly complicated geometry in Pabdeh weak formation rocks at Zagros region. Due to the particular excavation geometry and inapplicability of plane-strain status, the stability of these excavations has been analyzed using both the 3D elastic software Examine 3D and the 2D non-elastic software UDEC simultaneously. The geomechanical parameters have been estimated by back analyzing the measured displacements from instruments, which were installed in the tunnels, and the parameters have been used in non-elastic numerical model. The results of the analysis show that the strains occurred in surrounding rock mass are less than the allowable failure strain and that the tunnels are stable. In addition, considering the results of non-elastic 2D analysis, the areas with unstable potentiality were identified and after the instability occurred at the areas predicted by the model , it was stopped up to the allowable strain limit through installing additional support . Bei diesem Artikel handelt es sich um eine Analyse der Festigkeit der Eingangstunnel des Damms und Elektrizitätswerks “Karoon III”.Die Tunnel haben drei Dimensionen und eine sehr schwierige Form und sind in brüchigen Felsen in “Pabedeh ,in Zagrossgebirge”eingebohrt.Aufgrund besonderer Form der Bohrung wurde ihre Festigkeit durch elastische dreidimensionale Soft-ware analysiert,die gleichzeitig die drei-und zweidimensionale unelastische Soft-ware UDEC benutzt hat.Die geometrische Parameter sind mit Ausnützung der Analyse berechneter eingesetzter Versorgungen,die in Tunnel aufgebaut sind,bewertet.Und diese Parameter sind in Zahlen-Analyse benutzt.Die Ergebnisse dieser Analyse zeigen,dass die Drücke an Felsen weniger als problematischer Grad der Drücke sind und die Tunnel fest sind.Ausserdem wurde mit einem Einblick auf die Ergebnisse der unelastischen zweidimensionale Analyse die eventuellen unfesten Teile bestimmt.Nach entstandener Unfestigkeit an diesen Teilen wurde die problematischeDrücke für Aufbau mehrere Anlagen gestoppt. Cet article examine l'analyse de la stabilité de tunnels de la prise de Karoun barrage III et centrale électrique. Les tunnels ont été excavés avec une 3 dimensionnel et compliqué géométrie dans Pabedeh que la formation faible balance à région Zagros équitablement. Dû à la géométrie de l'excavation particulière et inapplicabilite de statut de tension plane, la stabilité de ces excavations a été analysée en utilisant les deux le 3D logiciel élastique Examen 3D et le 2D logiciel non - élastique UDEC simultanément. Les paramètres du geomechanical ont été estimés en analysant le déplacement mesuré d'instruments qui ont été installés dans les tunnels et les paramètres en arrière a été utilisé dans les modèles numériques non - élastique. Les résultats de l'analyse montrent que les tensions se sont produites dans masse du roc environnante est plus petit que la tension de l'échec admissible et que les tunnels sont stables. De plus, les régions avec potentialité instable ont été identifiées étant donné les résultats de 2D analyse non - élastique, et après que l'instabilité se soit produite aux régions prédites par le modèle, il a été arrêté jusqu'à la limite de la tension admissible à travers installer du support supplémentaire.

Jan 1, 2003

MEMBERSHIP In terms of By-laws7.7.1 members are hereby notified that the membership of the following has been cancelled and their names removed from the Membership Register: H. Digby Roberts, R. J. P. van Tonder, S. D. Williams (Members), A. I. de Klerk, M. F. Ford, A. W. Hine, H. A. Johnston, R. T. Joyner, H. D. Small, P. White (Associate Members), J. de F. Agrella, A. Leibowitz (Affiliates), J. P. M. Maidment, C. P. J. M. Steyn (Graduates), H. C. M. Fourie, B. C. P. Job, J. P. Kruger, E. C. Nicolas, A. P. Prinsloo, B. Schuitema (Students). INSTITUTE PUBLICATION Transactions of the Seventh Commonwealth Mining and Metallurgical Congress Requests are still being received by the Institute for sets of the above transactions. Members who wish to dispose of sets in good condition are requested to contact the Secretary, P.O. Box 1183, Johannesburg or 304 Kelvin House, Johannesburg. As these are for resale a price of not more than R10.00 can be offered per set of three volumes. INTERNATIONAL SOLVENT EXTRACTION CONFERENCE, 1971 The Society of Chemical Industry has agreed to sponsor an International Conference devoted to the science and technology of solvent extraction. This will be held in The Hague in the Netherlands during the week commencing 19th April, 1971. The organisation of the Conference will be in the hands of a Conference Committee under the chairmanship of Mr B. F. Warner. The emphasis of the Conference will be on technical solvent extraction of both inorganic and organic substances, including basic principles and practical applications. Sessions are envisaged covering the chemistry of solvent extraction, industrial processes and economics, the performance of contacting equipment and the underlying phenomena involved, and the response characteristics and control of such units. The Conference Committee will welcome offers of papers for presentation at the Conference. In the firts instance, intending authors should submit a preliminary title and an indication of the scope of their contribution to the Conference Secretary: Dr. C. Hanson, University of Bradford 7, U.K. It is hoped to have available in September a first circular giving further details of the Conference. Copies may be obtained from: International Solvent Extraction Conference, 1971, 14, Belgrave Square, London, S.W.1. SOUTH AFRICAN TUNNELLING CONFERENCE TO BE HELD IN 1970 A South African Tunnelling Conference, to be known as TUNCON 70, is to be held in Johannesburg during the latter half of July, 1970. South Africa, in common with other countries, has a vital and growing interest in tunnelling. Apart from the 800 kilometres of tunnel excavated annually in the gold mines, the 82 kilometre-long Orange-Fish Tunnel is being driven to carry water from the Orange River to the drier areas of the Eastern Cape Province. This and the realization that services such as water and transport are increasingly being carried underground in various parts of the world have emphasized the need for a forum at which the technology and potential of tunnelling can be discussed. TUNCON 70 is being supported by three professional engineering societies representing some 6,000 engineers, namely, the South African Institute of Mining and Metallurgy, the South African Institute of Civil Engineers and the South African Institution of Mechanical Engineers, as well as by the Geological Society of South Africa. The conference has three main purposes. Firstly, to pool and exchange expertise by authorities on tunnelling; secondly, to discuss future developments in tunnelling technology with the aim of making those concerned with long-term planning aware of the potentialities of tunnelling; thirdly, to propose standards for tunnel shapes and sizes. Adoption of standards for tunnelling equipment and accessories would be a major step forward in improving tunnelling efficiency. The five themes of the conference will be: tunnel utilisation, exploration, design, construction and standards. The conference will be held at the University of the Witwatersrand, Johannesburg, from 21st to 24th July, 1970. Arrangements will be made for visits to be paid to mines and tunnelling projects before the start of the conference. Further information is obtainable from the Organising Committee, TUNCON 70, P.O. Box 1183, Johannesburg, South Africa.

By D. -H. Park, G. -j. Kim, Y. -J. Park, C. -S. Hong, S. -Y. Choo

To evaluate the quantitative tunnel behavior influenced by characteristics of discontinuity, this pa-per executes the parametric study using 2 and 3-dimensional DEM analysis. First of all, this study finds that displacement and the stress of shortcrete are proportioned to frequency of joint and rockbolt axial force is adversely proportioned too. Secondly, it is found that the most sensitive in-put parameter used in Barton-Bandis(BB) model is residual friction angle. Finally, when joint sets are encountered at tunnel excavation face, to identify the most critical joint orientation is very crucial for a stability of tunnel. La thèse a pour but d’étudier les influences sur la stabilité du tunnel, au niveau du réseau de la discontinuité et de la valeur de sa nature aquis par le projet récemment exécuté en vue de mener à l’analyse quantitative de cette stabilité, en appliquant chaque différent paramètre comme la fréquence de diaclase, la constante de résistance des modèles de Barton-Bandis(BB) ainsi que la relation entre le sens d’excavation du tunnel et le réseau de diaclase en 3 dimensions. En fait, cette étude nous a montré que la fréquence de diaclase s’accroît proportionnellement au déplacement et à la contrainte du béton projeté. L’angle de friction résiduel s’est montré le plus sensible à la stabilité du tunnel parmi les modèles de BB. Aussi à travers l’analyse à 3 dimensions, il s’est vérifié que si l’angle de pente du groupe de diaclase est horizontal entre l’axe du tunnel et la direction, il donne une influence importante sur le comportement du tunnel. En particulier, l’influence était la plus importante sur un fond rocheux dont la diaclase horizontale est grande. Um das quantitative Verhalten des Tunnels zu bewerten, eroertert dieses Papier eine parametrische Studie mit Hilfe der DEM Analyse. Auch wird hier eine zweidimensionale Analyse von Ver-bindungen verschiedener Frequenzen in der Gesteinsmasse, eine sensitive Analyse von allen der im Barton-Bandis-Modell (BB) genutzten Parameter und eine Dreidimensional-Analyse mit ver-schiedenen dreidimensionalen geometrischen Veteilungen von Verbindungen ausgefuehrt. Erstens: Die Studie findet heraus, dass Vedraengung und Druck im Shortcrete proportional zur Frequenz von Verbindungen und Axialkraft der Steinbolzen antiproportinal ist. Zweitens: Es wird herausge-funden, dass die am meisten Sensitiven der im BB-Modell angewendeten Eingaben die am Ende uebriggebliebenen Reibungswinkel sind. Und schliesslich wird herausgefunden, dass wenn Ver-bindungsteile an der Tunnelaushoelungsoberflaeche ausgemacht werden, fuer die Tunnelstabiltaet die Identifikation der meist kritischen Verbindungsorientierung sehr bedeutungsvoll.

Jan 1, 2003

By M. Matabane, T. Khati

"Accurate delineation of the contact between a kimberlite pipe and country rock at production level depths is a challenge due to limited geological data. Geological information is obtained from widely spaced diamond core boreholes which are drilled either from surface or from higher mining levels within the pipe. Kimberlite pipe/country rock contacts are notoriously irregular and variable, further reducing the confidence in contact positions defined by the drill-holes. At Finsch Diamond Mine (FDM), the opportunity arose to further improve the confidence in the contact positions relative to the planned slot (end) positions of each sublevel cave tunnel during the development stage of these tunnels. As a result, the accuracy of the 3D geological model has improved.The use of diamond drill core for this purpose is expensive due to site establishment requirements. The lengthy time taken during site establishment also delays the development of tunnels and support cycles, thereby extending the completion dates. FDM has reduced delays during development by adopting percussion drilling, in conjunction with gamma ray logging. The S36 drill rig is mounted on a moveable platform and does not require a costly and lengthy site establishment. The holes are generally drilled (0°/flat) on grade elevation, and these holes could also be drilled from the rim tunnels (developed in waste) into the kimberlite pipe. A single-boom production drill rig is normally used to drill holes about 20 m in length.On completion of the contact delineation drilling, gamma logging of the holes is conducted using the GeoVista geophysical sonde (or probe) to log the natural gamma signature of the dolomite/ kimberlite contact. The advantage of this tool is that the readings are continuous within centimetre intervals, and due to contrasting characteristics between kimberlite (rich in clay minerals) and dolomite, the contact position can be determined accurately. The better definition of contact positions also adds value to tunnel stopping distance in terms of developing the tunnel’s slot at the optimum distance from the contact (easier blasting of longhole rings, avoidance of contact overbreak and premature waste ingress, and other matters relating to extraction of ore from these tunnels). This method is highly successful and has reduced development costs (on-time completion), improved definition of the pipe’s contact position for geological modelling, improved blast design, and mitigated early waste ingress by maintaining the contact’s integrity."

Feb 1, 2019