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Dynamic collapse characteristics of the tunnel face induced by the shutdown of earth pressure balance shields(EPB):A 3D material point method study

引用

Underground Space 2024年第3期16卷 164-182页

作者： Shuying Wang Tingyu Liu Xiangcou Zheng Junsheng Yang Feng Yang School of Civil Engineering Central South UniversityChangsha 410075HunanChina tunnel and Underground Engineering Research Center of Central South University Changsha 410075HunanChina Hunan Provincial Key Laboratory for Disaster Prevention and Mitigation of Rail Transit Engineering Structures Central South UniversityChangsha 410075HunanChina

The collapse of the tunnel face is a prevalent geological disaster in *** study employs a three-dimensional(3D)material point method(MPM)to simulate the dynamic collapse process and post-failure mechanisms of the tunnel *** specific focus is on the scenario where the auxiliary air pressure balanced shield with a partially filled chamber is shut *** assess the suitability of the 3D MPM,numerical solutions are compared with the results from small-scale experimental ***,a series of large-scale numerical simulations is conducted to explore the dynamic collapse characteristics of the tunnel face induced by the shutdown of the EPB shield under various support air pressures and cutter head *** temporal evolution of the accumulated soil masses in the soil chamber and ground responses under different support air pressures,cutter head types and opening ratios are *** particular,the associated surface subsidence due to the tunnel face collapse is determined and compared with empirical *** results confirm the applicability of the 3D MPM for simulating the large-scale tunnel face collapse scenarios,spanning from small to large deformation analysis.

关键词： Large deformation Material point method Partially filled chamber Post-failure mechanism Shield tunnel tunnel face collapse

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