Rheological characterisation of earth-pressure-balance (EPB) support medium composed of non-cohesive soils and foam

  • The flow behaviour of soil-foam mixtures, used as support medium in closed mode tunnelling with EPB shields, is an essential factor for the operation of the TBM. This thesis focuses on the rheology of soil-foam mixtures aiming at an extended understanding of the flow behaviour and of the influences the individual components have on it. An experimental programme was elaborated, which dealt with two main scopes: a discussion on the slump test and its value as index test for the flow behaviour of soil-foam mixtures and secondly, the application of rheometer tests to soil-foam mixtures. Rheological tests on various scales were performed with a variety of soil-water-foam mixtures in order to determine flow curves and thus to characterise their flow pattern. From this multi-scale analysis, it can clearly be shown that the flow behaviour of soil-foam mixtures is very dependent on the particular shearing condition.
  • Das Fließverhalten von Boden-Schaum-Gemischen, wie sie typischerweise beim geschlossenen Vortriebsmodus mit EPB-Schilden zur Stützung der Ortsbrust eingesetzt werden, ist ein wesentlicher Faktor für eine effektive Steuerung der Tunnelvortriebsmaschine. Diese Arbeit befasst sich mit der Rheologie solcher Boden-Schaum-Mischungen und dem Ziel eines breiteren Verständnisses der komplexen Wechselwirkungen, welche die einzelnen Mischungskomponenten auf das Fließverhalten bewirken. Dafür wurde ein umfangreiches Versuchsprogramm aufgestellt, welches vordergründig zwei Arbeitslinien vorsah: zum einen die Diskussion über den Wert von Indexversuch als Bewertungsmaßstab für die Fließfähigkeit von Boden-Schaum-Gemischen und zum anderen die Untersuchung von Boden-Schaum-Gemischen im Rheometer. Es werden Fließkurven von einer Vielzahl von Boden-Schaum-Mischungen ermittelt, um das Fließverhalten näher zu charakterisieren. Mithilfe einer Multi-Skalen-Analyse werden die Erkenntnisse ausgewertet.

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Metadaten
Author:Mario GalliGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-49769
Referee:Markus ThewesGND, Daniele PeilaGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/09/01
Date of first Publication:2016/09/01
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Date of final exam:2016/06/20
Creating Corporation:Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Tag:Fließverhalten
GND-Keyword:Tunnelbau; Tunnelbohrmaschine; Sand; Schaum; Rheologie
Institutes:SFB 837, Interaktionsmodelle für den maschinellen Tunnelbau
Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baubetrieb
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurbau, Umwelttechnik
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gilt der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht