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02.01.2019 | Original Paper

Applicability of the Convergence-Confinement Method to Full-Face Excavation of Circular Tunnels with Stiff Support System

Zeitschrift:
Rock Mechanics and Rock Engineering
Autoren:
Manuel De La Fuente, Reza Taherzadeh, Jean Sulem, Xuan-Son Nguyen, Didier Subrin
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s00603-018-1694-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher’s Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

The ConVergence-ConFinement (CV-CF) method is widely used in conventional tunneling at a preliminary stage of the design. In this method, the rock–support interaction is simplified by means of a two-dimensional plane-strain assumption. However, when the ground exhibits large deformation and/or when the support is very stiff and installed close to the tunnel face, the results obtained with the CV-CF method may significantly differ from those obtained using 3D numerical computations. The strong interaction taking place between the rigid lining and the rock mass is not considered in the most common use of the CV-CF method. Some improvements of the CV-CF method as the so-called implicit methods have been developed to better account for this interaction. In this paper, the applicability of the CV-CF methods is discussed for full-face excavation tunneling with a stiff support system. An in-depth comparison between plane-strain closed form solutions and numerical results which properly accounts for the 3D effects at the vicinity of the tunnel face is carried out. The range of application of the different approaches of the CV-CF method is discussed. Finally, some simple empirical formulae which can be used in preliminary design for a large range of ground conditions are proposed.

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