National Transport Library Research Database

BeFo 532 - Sensorbaserad övervakning av rörelse i bergmassa och sprutbetong med distribuerad fiberoptik (BeFo 532 - Sensor-based monitoring of movement in rock mass and shotcrete with distributed fiber optics)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2024-09-01 -- 2027-12-31 Registration number:
  • Trafikverket 2024/77799
Subject(s): Abstract: Utförandet och utvecklingen av Västlänken representerar en milstolpe på infrastrukturområdet, inte bara för den ekonomiska investering utan också för den tekniska nivå som krävs för utformning och utförande av en sådan anläggning. Breda, 30-50 m, och långa, 200 m, bergrum i kombination med liten bergtäckning, lokalt endast 6-7 m, kräver omfattande övervakning, inte minst med tanke på de typiska osäkerheterna i bergmaterialets egenskaper. Trots att anläggningen är grund och därmed under relativt låga primära spänningsförhållanden; förväntas anläggningen orsaka centimeterstora deformationer under produktionen. Det är därmed ett mycket lämpligt projekt att undersöka hur bergstöd som sprutbetongbeklädnad och uppsprucken kristallin bergmassa beter sig, vilket ger upphov till utökad kunskap om hur man bör designa inte minst stora och grunda berganläggningarr. Ur ett forskningsperspektiv kan Västlänken ses som en fullskalig testplats där nuvarande praxis och tillgänglig kunskap testas. I detta sammanhang ger projektet en världsunik möjlighet att bedriva forskning och validera de senaste framstegen inom området. Föreliggande ansökan fokuserar på optisk töjningsövervakning med hjälp av distribuerad optisk fiber (DOFS) och tillämpning av denna metod för både sprutbetongbeklädnaden och i bergmassan. Därför bygger föreliggande applikation på de nödvändiga nyckelstegen i konfigurationen av automatiserade övervakningssystem för infrastrukturen, för dess uppföljning och automatiserade larmsystem. Forskningsförslaget fokuserar på utredningen om hur man övervakar tunnlar, uppdelad i två olika delar som kommer att undersökas samtidigt under och efter berguttaget: 1. Övervakning av deformation och belastningsrespons i sprutbetong 2. Övervakning av deformationen i berg. Detta kommer att möjliggöra observationer av deformationen i berg och sprutbetong under berguttag på en aldrig tidigare skådad detaljnivå och därigenom ge nya insikter om beteendet hos bergkonstruktioner och bergstöd. Undersökningen kommer således att ta upp flera forskningsfrågor som bidrar till att utveckla bergmekanik och betongkonstruktioner, genom att flytta fram gränserna för övervakning i sådan typ av infrastruktur. Abstract: The execution and development of the urban railway tunnel Västlänken represents a societal milestone in infrastructure, not only for the level of economic investment required but also for the technical level demanded for the design and execution of such an infrastructure. Large 30-50 m wide and 200 m long rock caverns in combination with low rock cover, locally only 6-7 m, require a high level of monitoring, not least considering typical uncertainties in the rock material properties. Despite being situated shallow under relatively low primary stress conditions; the large size of the excavation is expected to result in centimetre scale deformations during tunnel production. It is thus a highly suitable project to investigate how rock support such as shotcrete lining and a jointed crystalline rock mass behaves, providing general knowledge on how to design large shallow rock constructions. From a research perspective, Västlänken can be regarded as a full-scale test site or living lab where current practices and available knowledge are brought to the edge. The present application focuses on optical strain monitoring using Distributed Optical Fiber Sensing (DOFS) and applying this method on both shotcrete lining and rock mass. Therefore, the present application builds upon the necessary key steps in the configuration of automated monitoring systems of core infrastructure, for its follow up and automated alarm systems. The research proposal focusses then on the investigation on how to monitor tunnel infrastructure, divided in two different parts that will be investigated simultaneously during and after the tunnel excavation: 1. Monitoring the deformation and load response in shotcrete 2. Monitoring the deformation in rockThis will allow for the observation of the deformation of both rock and shotcrete during rock excavation on an unprecedented level of detail and provide new insights into the behaviour of rock constructions and rock support.
Item type: