Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines dreidimensionalen Finite Elemente Simulationsmodells für den Tunnelbau im Schildvortrieb, das alle wesentlichen, vortriebsrelevanten Komponenten und Prozesse berücksichtigt und den schrittweisen Vortriebsprozess realitätsnah abbildet. Mit Hilfe eines solchen Modells lassen sich die zu erwartenden Setzungen an der Geländeoberfläche sowie die Beanspruchungen und Verformungen des Tunnelausbaus prognostizieren und die Wechselwirkungen zwischen Boden, Vortriebsmaschine, Tunnelausbau, Vortriebspressen und Verpressung des Ringspalts analysieren. Durch die ModelIierung des Bodens und des Ringspaltverpreßmörtels als gesättigte, poröse Materialien mit Hilfe einer Zweifeldformulierung wird einerseits die Simulation von Vortrieben im Grundwasser ermöglicht, andererseits erlaubt dies eine adäquate Berücksichtigung einer Flüssigkeitsstützung an der Ortsbrust sowie der Verpressung des Ringspalts mit flüssigem Mörtel. Der Verpreßmörtel wird vereinfacht als elastisches Material modelliert, dessen Erhärtung durch eine zeitabhängige Steifigkeit und Permeabilität Berücksichtigung findet. Für die Simulation von Tunnelvortrieben in weichen, bindigen Böden wird ein elastoplastisches Cam-Clay Materialmodell verwendet. Um die Anwendbarkeit des Modells für die Simulation beliebig langer, auch gekrümmter Vortriebsstrecken zu gewährleisten, wird der Simulationsablauf durch ein eigenes Programm automatisiert. Anhand einer prototypischen Simulation eines oberflächennahen Hydroschildvortriebs in homogenem, weichem und bindigem Boden wird das Modell auf seine Aussagekraft getestet und durch den Vergleich der Ergebnisse mit Meßdaten verifiziert. Ausgehend von der untersuchten Situation werden systematische Parameterstudien durchgeführt, deren Ergebnisse Aufschluß über den qualitativen und quantitativen Einfluß der verschiedenen Parameter speziell auf die vortriebsbedingten Setzungen der Geländeoberfläche und die Beanspruchungen des Tunnelausbaus geben.weiterlesen