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Accès ouvert déclaré 2025 article

Tunnel face ground loss under cutterhead vibration in sandy ground with different degrees of saturation: Insights from DEM simulations

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Tunnel face ground loss (TFGL) emerging in shield tunnelling can trigger ground movement and impose threats to surrounding structures. However, the impact of cutterhead vibration on TFGL in sandy soils with varying degrees of saturation has been largely unexplored. To fill this gap, an innovative numerical model based on computational fluid dynamics-discrete element method (CFD-DEM) and adhesive rolling resistance linear contact algorithm is established for the simulation of TFGL. Meanwhile, algorithms are proposed to account for the effects of cutterhead vibration and support pressure. Results from the validated model reveal that the TFGL can be exacerbated by seepage and opening enlargement, but mitigated by apparent cohesion. The cutterhead vibration can merely exacerbate the relatively small TFGL, which implies the unjamming effect of the particle at the opening. The balanced support pressure (BSP) required for TFGL prevention rises remarkably with the increases in opening ratio, vibration amplitude, and frequency. The maximum BSP in unsaturated sandy ground reaches up to 0.18 γD , which is significantly less than that of 1.62 γD observed in saturated sandy ground. The tangential and radial intervals with the largest TFGL are located within the ranges of 82.5°–97.5°, and 0.3 D ≤ r loss ≤0.45 D , respectively. The increase in support pressure can alter the time-dependent development of TFGL from linear to stepwise, leading to convergence. The support pressure required for convergence is increased by cutterhead vibration and seepage, but decreased by apparent cohesion. Lastly, the prospects of the numerical study on TFGL under cutterhead vibration are also discussed.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Tunnel face ground loss under cutterhead vibration in sandy ground with different degrees of saturation: Insights from DEM simulations
Date Crossref
01/12/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Guangzhou University Guangdong Engineering Research Center for Underground Infrastructural Protection in Coastal Clay Areas pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Tongji University Department of Geotechnical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Civil Engineering and Transportation pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Guangdong Engineering Research Center for Underground Infrastructural Protection in Coastal Clay Areas — Guangzhou University, Department of Geotechnical Engineering — Tongji University et School of Civil Engineering and Transportation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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