Influence of physical and geometrical parameters on three-dimensional load transfer mechanism at tunnel face / Ricardo A. M. P. Gomes in Canadian geotechnical journal, Vol. 46 N° 7 (Juillet 2009)  

Public ISBD [article]  inCanadian geotechnical journal > Vol. 46 N° 7 (Juillet 2009) . - pp. 855-868 Titre : Influence of physical and geometrical parameters on three-dimensional load transfer mechanism at tunnel face Type de document : texte imprimé Auteurs : Ricardo A. M. P. Gomes, Auteur ; Tarcisio B. Celestino, Auteur Article en page(s) : pp. 855-868 Note générale : Sciences de la Terre Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Tunneling Three-dimensional Stress transfer Internal forces Support delay Tunnel Trois dimensions Transfert de contraintes Forces internes Délai pour l’installation du soutènement Index. décimale : 550 Sciences auxiliaires de la géologie. Résumé : Three-dimensional discretizations used in numerical analyses of tunnel construction normally include excavation step lengths much shorter than tunnel cross-section dimensions. Simulations have usually worked around this problem by using excavation steps that are much larger than the actual physical steps used in a real tunnel excavation. In contrast, the analyses performed in this study were based on finely discretized meshes capable of reproducing the excavation lengths actually used in tunnels, and the results obtained for internal forces are up to 100% greater than those found in other analyses available in the literature. Whereas most reports conclude that internal forces depend on support delay length alone, this study shows that geometric path dependency (reflected by excavation round length) is very strong, even considering linear elasticity. Moreover, many other solutions found in the literature have also neglected the importance of the relative stiffness between the ground mass and support structure, probably owing to the relatively coarse meshes used in these studies. The analyses presented here show that relative stiffness may account for internal force discrepancies in the order of 60%. A dimensionless expression that takes all these parameters into account is presented as a good approximation for the load transfer mechanism at the tunnel face. Les discrétisations 3-D utilisées en analyse numérique pour la construction de tunnels incluent normalement des longueurs qui représentent les étapes d’excavation qui sont assez petites par rapport au diamètre du tunnel. Les simulations ont normalement contourné le problème en utilisant des étapes d’excavation qui sont beaucoup plus grande que les étapes physiques réelles. Cependant, les analyses effectuées dans cette étude sont basées sur un maillage finement discrétisé capable de reproduire les longueurs d’excavation réellement utilisées dans les tunnels, et les résultats obtenus pour les forces internes sont jusqu’à 100% plus élevées que celles obtenues dans les autres analyses disponibles dans la littérature. Tandis que la plupart des études concluent que les forces internes dépendent seulement du temps de l’attente avant l’installation du soutènement, cette étude démontre que la dépendance du cheminement de la géométrie (reflétée par la longueur circulaire d’excavation) est très forte, même lorsqu’on considère l’élasticité linéaire. De plus, plusieurs autres solutions trouvées dans la littérature ont aussi négligé l’importance de la rigidité relative entre le sol et la structure de soutènement, possiblement à cause des dimensions plutôt grossières du maillage. Les analyses présentées dans cet article montrent que la rigidité relative peut être responsable de différences de l’ordre de 60% dans les forces internes. Une expression sans dimension qui considère tous ces paramètres est présentée en tant que bonne approximation pour le mécanisme de transfert de charge sur la face. DEWEY : 550 ISSN : 0008-3674 En ligne : http://rparticle.web-p.cisti.nrc.ca/rparticle/AbstractTemplateServlet?calyLang=f [...] [article] Influence of physical and geometrical parameters on three-dimensional load transfer mechanism at tunnel face [texte imprimé] / Ricardo A. M. P. Gomes, Auteur ; Tarcisio B. Celestino, Auteur . - pp. 855-868. Sciences de la Terre Langues : Anglais (eng) in Canadian geotechnical journal > Vol. 46 N° 7 (Juillet 2009) . - pp. 855-868 Mots-clés : Tunneling Three-dimensional Stress transfer Internal forces Support delay Tunnel Trois dimensions Transfert de contraintes Forces internes Délai pour l’installation du soutènement Index. décimale : 550 Sciences auxiliaires de la géologie. Résumé : Three-dimensional discretizations used in numerical analyses of tunnel construction normally include excavation step lengths much shorter than tunnel cross-section dimensions. Simulations have usually worked around this problem by using excavation steps that are much larger than the actual physical steps used in a real tunnel excavation. In contrast, the analyses performed in this study were based on finely discretized meshes capable of reproducing the excavation lengths actually used in tunnels, and the results obtained for internal forces are up to 100% greater than those found in other analyses available in the literature. Whereas most reports conclude that internal forces depend on support delay length alone, this study shows that geometric path dependency (reflected by excavation round length) is very strong, even considering linear elasticity. Moreover, many other solutions found in the literature have also neglected the importance of the relative stiffness between the ground mass and support structure, probably owing to the relatively coarse meshes used in these studies. The analyses presented here show that relative stiffness may account for internal force discrepancies in the order of 60%. A dimensionless expression that takes all these parameters into account is presented as a good approximation for the load transfer mechanism at the tunnel face. Les discrétisations 3-D utilisées en analyse numérique pour la construction de tunnels incluent normalement des longueurs qui représentent les étapes d’excavation qui sont assez petites par rapport au diamètre du tunnel. Les simulations ont normalement contourné le problème en utilisant des étapes d’excavation qui sont beaucoup plus grande que les étapes physiques réelles. Cependant, les analyses effectuées dans cette étude sont basées sur un maillage finement discrétisé capable de reproduire les longueurs d’excavation réellement utilisées dans les tunnels, et les résultats obtenus pour les forces internes sont jusqu’à 100% plus élevées que celles obtenues dans les autres analyses disponibles dans la littérature. Tandis que la plupart des études concluent que les forces internes dépendent seulement du temps de l’attente avant l’installation du soutènement, cette étude démontre que la dépendance du cheminement de la géométrie (reflétée par la longueur circulaire d’excavation) est très forte, même lorsqu’on considère l’élasticité linéaire. De plus, plusieurs autres solutions trouvées dans la littérature ont aussi négligé l’importance de la rigidité relative entre le sol et la structure de soutènement, possiblement à cause des dimensions plutôt grossières du maillage. Les analyses présentées dans cet article montrent que la rigidité relative peut être responsable de différences de l’ordre de 60% dans les forces internes. Une expression sans dimension qui considère tous ces paramètres est présentée en tant que bonne approximation pour le mécanisme de transfert de charge sur la face. DEWEY : 550 ISSN : 0008-3674 En ligne : http://rparticle.web-p.cisti.nrc.ca/rparticle/AbstractTemplateServlet?calyLang=f [...]

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