| Description |
1 online resource (218 pages) |
| Series |
Advances in Geotechnical Engineering and Tunneling Ser. ; v. 19 |
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Advances in Geotechnical Engineering and Tunneling Ser
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| Contents |
Intro; 1 Cross-Anisotropy of Rocks; 1.1 Introduction; 1.2 Motivation and Structure of this Dissertation; 2 Constitutive Equation for Linear-Elastic, Cross-Anisotropic Material; 2.1 Derivation from the General Representation Theorem; 2.2 Constitutive Equation in terms of Material Parameters E1, E2, G2, Îư1, Îư2; 2.3 Relation of Parameters a1, a2, a3, a4, a5 and E1, E2, G2, Îư1, Îư2; 2.4 Constraints; 3 Laboratory and Field Tests; 3.1 Laboratory Tests; 3.1.1 Uniaxial Compression Test; 3.1.2 Own Attempts to Measure Elasticity Parameters of Cross-Anisotropic Rock; 3.2 Field Tests |
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3.2.1 Flat Jack Test3.2.2 Plate Loading Test; 3.2.3 Seismic Methods; 3.2.4 Convergence Measuring Method; 3.2.5 Dilatometer Test; 3.2.6 Hydraulic Pressure Chamber Test; 3.2.7 Radial Jack Test; 3.2.8 Comparison of Different Tests in Same Field; 4 Analytical Solutions of Cavity Expansion; 4.1 Mathematical Fundamentals on Cavity Expansion; 4.1.1 Equilibrium and Compatibility Equations; 4.1.2 Polar Representation of the Displacements; 4.2 Previous Work; 4.3 Approximate Solution for Cavity Expansion in Cross-Anisotropic Rock; 4.4 Back Analysis of Material Parameters; 4.4.1 Isochoric Deformation |
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4.4.2 Example of Back Analysis5 Numerical Analysis of Cavity Expansion; 5.1 Finite Element Method Outline; 5.2 Application of the Constitutive Model; 5.3 Simulation of Element Tests; 5.4 Modelling of Cavity Expansion; 5.4.1 Domain Size and Boundary Conditions; 5.4.2 Analysis Steps; 5.4.3 Evaluation Process; 5.5 Setup of the Model for Cavity Expansion Tests; 5.5.1 Influence of the Numerical Configuration; 5.5.2 Influence of the Foliation Orientation; 5.5.3 Parametric Study; 5.5.4 Loading a Limited Strip vs. the Entire Cavity; 5.5.5 Free vs. Suppressed Out-of-Plane Displacement |
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5.5.6 Soft Layer5.6 Implementation of Parameters Obtained from the Approximate Solution; 5.7 Overview of the Numerical Results; 6 On Small-Scale Experiments on Cross-Anisotropic Materials; 6.1 Physical Modelling; 6.1.1 Small-Scale Cavity Expansion Test; 6.2 Artificial Cross-Anisotropic Material; 6.2.1 Literature Review; 6.2.2 Experimental Attempts; 7 Summary and Conclusions |
| Summary |
Annotation English summary: Rocks composed of parallel layers are cross-anisotropic materials. This thesis describes a new approximate solution for the determination of the properties of these materials based on mold cavity expansion experiments. German description: Gesteine, die aus parallelen Schichten bestehen, sind quer-anisotrope Materialien. Die Dissertation beschreibt eine neue Naherungslosung zur Bestimmung der Eigenschaften solcher Materialien, basierend auf Hohlraumaufweitungs- Versuchen. Daten aus Radialpressversuchen dienen der inversen Analyse des Problems. Wenn der innere Druck, der Radius des Hohlraums, die Orientierung der Schieferung und die Verschiebungen bekannt sind, ergibt die Naherungslosung Materialparameter-Kombinationen, die die gemessenen Verschiebungen gut abbilden. Die Losung ist jedoch nicht eindeutig. Dreidimensionale Finite Elemente Modellierung wird in dieser Arbeit verwendet, um Hohlraumaufweitung in linear-elastischem, quer-anisotropem Gestein zu simulieren. Eine numerische Untersuchung wird durchgefuhrt, um das Modell richtig zu etablieren (Randbediengungen, Grosse des Diskretisierungsbereichs usw.) und die moglichen Einflussgrossen (z. B. Genauigkeit der Bestimmung der Schieferungsorientierung) zu beurteilen. Die Ergebnisse der Feldmessungen werden dann mit den numerisch berechneten radialen Verschiebungen der Hohlraumwand verglichen. Letztere entstehen durch die Implementierung von Materialparametern, die aus der genannten Naherungslosung zuruckgerechnet werden. Ahnlichkeiten und Unterschiede werden beschrieben und erklart. Eine alternative Methode zur Ermittlung des Verhaltens von quer-anisotropen Materialien mittels kleinmassstablicher Hohlraumaufweitungs-Laborversuche in einem kunstlichen queranisotropen Material ist ebenfalls erwogen worden. Der Aufbau und die Prinzipien eines solchen Versuchs werden beschrieben und dessen Ausfuhrbarkeit wird untersucht |
| Notes |
Print version record |
| Subject |
Rock mechanics.
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Rock mechanics.
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| Form |
Electronic book
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| ISBN |
9783832595852 |
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3832595856 |
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