Upper-Bound Solutions for Active Face Failure in Shallow Rectangular Tunnels in Anisotropic and Non-homogeneous Undrained Clays
Notice bibliographique
Résumé
Abstract As urbanization accelerates, the demand for efficient underground infrastructure has grown, with rectangular tunnels gaining prominence due to their enhanced space utilization and construction efficiency. However, ensuring the stability of shallow rectangular tunnel faces in undrained clays presents significant challenges due to complex soil behaviors, including anisotropy and non-homogeneity. This study addresses these challenges by developing a novel failure mechanism within the kinematic approach of limit analysis, integrating soil arching effects alongside anisotropic and non-homogeneous undrained shear strength. The mechanism's analytical solutions are rigorously validated against finite element simulations using PLAXIS 3D and existing models, demonstrating superior accuracy. Key findings show that the proposed model improves predictive performance for critical support pressure, with relative differences as low as 5% for wide rectangular tunnels compared to numerical simulations. Results reveal that limit support pressure decreases with increasing non-homogeneity ratios and rises with higher anisotropy factors. However, both effects diminish in wider tunnels, where increasing width in soils with high non-homogeneity and low anisotropy factors significantly enhances stability. Practical implications of this study are substantial, offering design formulas and dimensionless coefficients for estimating critical face pressures in shallow rectangular tunnels. These tools enable engineers to account for soil anisotropy and non-homogeneity, optimizing design and ensuring safety in urban environments. Furthermore, the proposed model’s applicability extends to circular tunnels, where it offers comparable accuracy. This study bridges a critical gap in understanding the stability of rectangular tunnels, providing a robust framework for tackling the challenges of modern urban construction.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».