Modelling Effects of Accidental Explosions in Rock Tunnels

Tunnel 99’, the Swedish National Road Administration´s (SNRA) general technical specification for road tunnels requires that the load bearing system must be designed to withstand specified design explosion loads. This paper presents the results of an SNRA study to provide a perspective of design analyses tailored to comply with the new requirement. The paper provides an example of a design analysis for assumed tunnel conditions using a numerical model. Dynamic predictions of potential damage to the rock mass and ground support system (rock bolts and shotcrete) from the specified explosion loads are presented including the nonlinear response of the shotcrete. “Tunnel 99”, qui fixe les règles de l’Administration nationale suédoise des Routes (Vägverket) concernant la conception et la construction des tunnels routiers, requiert entre autres que la structure porteuse soit capable de résister à certaines contraintes spécifiques résultant d’explosions. Cette étude présente les résultats d’une étude effectuée par Vägverket en vue d’obtenir une perspective d’analyses de conception spécialement élaborées pour se conformer aux nouvelles règles. Il contient un exemple d’analyse en fonction de conditions déterminées, basée sur un modèle numérique. Des prévisions de’études dynamiques de dommages potentiels subis par la masse rocheuse et les systèmes de soutènement (boulons d’ancrage et béton projeté) du fait des contraintes libérées par la force d’explosion spécifiée sont également présentées, y compris dans le cas d’une réaction non linéaire du revêtement en béton. “Tunnel 99” - die Vorschriften für Strassentunnel der Nationalen Schwedischen Behörde für Straßenwesen - (Vägverket) - fordern vom Tragsystem eine Auslegung in der Form, dass es spezifischen Explosionsbelastungen standhält. Dieser Artikel präsentiert die Ergebnisse einer Studie der Behörde, um einen Ausblick über konstruktive Auslegungen zu geben, die geeignet sind, die neuen Vorschriften zu erfüllen. Der Artikel zeigt ein Beispiel einer konstruktive Auslegung für eine angenommene Tunnelsituation mit Hilfe eines numerischen Modells. Voraussagen unter Beachtung der vollständigen dynamischen Berechnung zu potentiellen Schädigungen des Gebirges und des Ausbaus (Anker und Spritzbetonauskleidung) durch die spezifizierten Explosionsbelastungen, einschließlich des nichtlinearen Verhaltens der Spritzbetonauskleidung, werden gezeigt.