Mechanical Behaviour of TSL for Concrete Tunnel Linings

Taesang Ahn, K.Y. Lo, Sean Hinchberger

In the proceedings of: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Infrastructure

ABSTRACT: This paper presents the results of load tests on tunnel lining segments. The full-scale tests consisted of five flexural tests of precast reinforced concrete segments with and without the Thin Spray-On Liner (TSL) coating. Evaluation of the TSL effect on load-carrying capacity was made among these segments. Additionally, three dimensional numerical analyses using ABAQUS were performed with predetermined parameters from uniaxial compressive tests on actual concrete used for casting these segments and tensile strength tests on the TSL. The numerical results were then compared to the measured results in load-displacement and load-strain at strategic locations. On the basis of the results from the tests, the TSL coating increased the maximum load capacity by approximately 10% when compared to the load capacity on concrete segments without the TSL coating. The calculated and measured displacements have good agreement while satisfactory agreement between the calculated and measured strains was obtained in the middle of the segments. However, there was some discrepancy between predicted and measured strains at the locations farther away from the mid-section.

RÉSUMÉ: Cet article présente les résultats de tests de charge sur tunnel voussoirs. Les essais à grande échelle étaient composés de cinq essais de flexion de béton préfabriqué renforcé segments de béton avec et sans le mince à vaporiser Liner (TSL) de revêtement. Evaluation de l'effet de TSL sur la capacité de charge a été faite entre ces segments. En outre, trois analyses numériques dimensions en utilisant ABAQUS ont été réalisées avec des paramètres prédéterminés des essais de compression uniaxiale sur le béton réel utilisées pour la coulée de ces segments et des tests de résistance à la traction sur la TSL. Les résultats numériques ont ensuite été comparés à des résultats de mesure de la charge-déplacement et de la charge-déformation à des emplacements stratégiques. Sur la base des résultats des tests, la couche de TSL a augmenté la capacité de charge maximale d'environ 10% par rapport à la capacité de charge sur les segments en béton sans le revêtement de TSL. Les déplacements calculés et mesurés ont une bonne entente en accord satisfaisant entre les souches calculées et mesurées a été obtenu dans le milieu des segments. Cependant, il y avait une différence entre les souches prédites et mesurées à des endroits plus éloignés de la section du milieu.

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