Erschienen in:

01.03.2025 | Original Paper

Deformation Characteristics and Stability Analysis of Soft-Hard Interbedded Tunnels

verfasst von: Mei-li Hu, Shun-chuan Wu, Shi-jiang Pu, Hai-yong Cheng, Ji-quan Ma

Erschienen in: Geotechnical and Geological Engineering | Ausgabe 3/2025

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config

KI-gestützte Suche

Aus

Abstract

Der Artikel geht auf die komplexen Deformationseigenschaften und Stabilitätsherausforderungen von Tunneln in weichen und harten Schichten ein, insbesondere auf das Central Yunnan Water Diversion Project. Durch den Einsatz der 3DEC-Software zur Simulation diskreter Elemente analysiert die Studie systematisch die Auswirkungen von Schichtdickenverhältnissen und Neigungswinkeln auf die Stabilität des Tunnels. Die Forschung unterstreicht die asymmetrischen Verformungsmuster und die Bedeutung maßgeschneiderter Unterstützungsstrategien für unterschiedliche Gesteinsschichten. Durch umfangreiche numerische Simulationen und praktische technische Hintergrundinformationen bietet der Artikel wertvolle Einblicke in die Verformungsmechanismen und schlägt optimierte Überwachungs- und Unterstützungsmethoden für weich-hart verbundene Tunnel vor.

KI-Generiert

Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

Vorheriger Artikel Model Testing of Water Inrush Mechanisms in Filled Karst Conduits

Nächster Artikel Assessing Cold Temperature Effects on Fully Grouted Rock Bolts Using Distributed Fiber Optic Sensors

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 102.000 Bücher
über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Maschinenbau + Werkstoffe
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Maschinenbau + Werkstoffe

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Abbas N, Li K, Fissha Y, Khatti J, Geberegergis MB, Cheepurupalli NR, Taiwo BO, Gebrehiwot Z, Kide Y, Chandrahas NS (2024) Reliability analysis of support strategies in tunnel construction: insights from geomechanical analysis of jointed rock masses. Results Earth Sci 2:100044. https://doi.org/10.1016/j.rines.2024.100044CrossRef

Akgun H, Muratlı S, Kockar M (2014) Geotechnical investigations and preliminary support design for the Geçilmez tunnel: a case study along the Black Sea coastal highway, Giresun, northern Turkey. Tunn Undergr Space Technol 40:277–299. https://doi.org/10.1016/j.tust.2013.10.018CrossRef

Aliabadian Z, Sharafisafa M, Tahmasebinia F, Shen L (2021) Experimental and numerical investigations on crack development in 3D printed rock-like specimens with pre-existing flaws. Eng Fract Mech 241:107396. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2020.107396CrossRef

Anagnostou G, Kovári K (1994) The face stability of slurry-shield-driven tunnels. Tunn Undergr Space Technol 9(2):165–174. https://doi.org/10.1016/0886-7798(94)90028-0CrossRef

Aydan Ö, Akagi T, Kawamoto T (1993) The squeezing potential of rocks around tunnels; theory and prediction. Rock Mech Rock Eng 26(2):137–163. https://doi.org/10.1007/BF01023620CrossRef

Bian W, Yang J, Zhai Z, Wang K, Hao Q, Zhu C, Wang Y (2025) Application and efficacy of excavation compensation method in shallow, large-span hard rock tunnel. Bull Eng Geol Environ 84(2):97. https://doi.org/10.1007/s10064-025-04126-0CrossRef

De Silva VRS, Konietzky H, Ranjith PG, Manatunga UI (2024) Strain energy dependent numerical simulation of rock fracture initiation and propagation using soundless cracking demolition agents (SCDA): Effects of SCDA-filled rock joints. Int J Rock Mech Min Sci 177:105740. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2024.105740CrossRef

Dong W, Ji S, Li C, Chen X, Song Y (2023) The influence of different influencing factors in the jointed rock formation on the failure mode of the tunnel. Geotech Geol Eng 41(2):1183–1201. https://doi.org/10.1007/s10706-022-02329-wCrossRef

Frydrych M, Ahokangas E, Mäkinen J, Lejzerowicz A (2025) Morphological characteristics of eskers in areas with soft and hard bed: examples from Poland and Finland. Quat Int 717:109649. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2024.109649CrossRef

Ge X, Huang J, Zhou K, Su K, Wang W, Li Y, Shi X (2024) Research of interlayer dip angle effect on stability of salt cavern energy and carbon storages in bedded salt rock. Geoenergy Sci Eng 243:213291. https://doi.org/10.1016/j.geoen.2024.213291CrossRef

Goodarzi S, Hassanpour J, Yagiz S, Rostami J (2021) Predicting TBM performance in soft sedimentary rocks, case study of Zagros mountains water tunnel projects. Tunn Undergr Space Technol 109:103705. https://doi.org/10.1016/j.tust.2020.103705CrossRef

Kumar S, Das A, Tiwari G (2023) A comparative study on the dynamic loading response of heat-treated soft and medium hard rocks. Eng Fract Mech 292:109579. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2023.109579CrossRef

Liu X, Liu F, Song K (2022) Mechanism analysis of tunnel collapse in a soft-hard interbedded surrounding rock mass: a case study of the Yangshan Tunnel in China. Eng Fail Anal 138:106304. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106304CrossRef

Liu X, Liu W, Zhang G, Meng Y, Yin Q (2024) Studying the tensile mechanical behavior of soft-hard interlayer rock with experimental observation and FEM-CZM METHOD. KSCE J Civ Eng. https://doi.org/10.1016/j.kscej.2024.100099

Thongraksa A, Punya-in Y, Jongpradist P, Kim H-M, Jamsawang P (2021) Failure behaviors of rock masses around highly pressurized cavern: initiation and modes of failure. Tunn Undergr Space Technol 115:104058. https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.104058CrossRef

Vergara MR, Arismendy A, Libreros A, Brzovic A (2020) Numerical investigation into strength and deformability of veined rock mass. Int J Rock Mech Min Sci 135:104510. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2020.104510CrossRef

Wang B, Wang H-M, Xie L, Zhu Q (2020) Distinct element numerical analysis of mechanical properties of interlayer rock mass in Urumqi subway tunnel. Sci Technol Eng 20(27):11266–11271

Wang H, Bi J, Zhao Y, Wang C, Wang W (2025) Fracture behavior and fracture evolution mechanism of rock-concrete bi-material under acousto-optic characteristics. Constr Build Mater 458:139585. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.139585CrossRef

Xie L, Wang B, Wang H, Lu Y (2022). Simulation of mechanical properties and geometric factor sensitivity of interbedded rock mass in Urumqi metro tunnel. J Eng Geol 30(04):1211–1222. https://doi.org/10.13544/j.cnki.jeg.2020-094

Yang Z, Gao Y-T, Wu S-C, Cheng Z, Jin A (2018) Study of the influence of joint parameters on rock mass strength based on equivalent rock mass technology. J China Univ Min Technol 47(05):979–986. https://doi.org/10.13247/j.cnki.jcumt.000923

Zeng B, Qiu G, Huang H, Guo Y, Xu E, Gui J, Li J (2025) Study on the mechanical properties and failure mechanism of a multi-lithologic layered rock mass. Heliyon 11(1):e41233. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41233CrossRef

Zhou Y, Lai H, Liu Y, Hong Q, Li Z (2024) Analysis and treatments of primary support failure in large-span tunnel under a soft-hard interbedded surrounding rock mass. Eng Fail Anal 156:107755. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2023.107755CrossRef

Titel: Deformation Characteristics and Stability Analysis of Soft-Hard Interbedded Tunnels
verfasst von: Mei-li Hu
Shun-chuan Wu
Shi-jiang Pu
Hai-yong Cheng
Ji-quan Ma
Publikationsdatum: 01.03.2025
Verlag: Springer International Publishing
Erschienen in: Geotechnical and Geological Engineering / Ausgabe 3/2025
Print ISSN: 0960-3182
Elektronische ISSN: 1573-1529
DOI: https://doi.org/10.1007/s10706-025-03100-7

Validation of an Enhanced Soil Base Model for Analyzing Adjacent Buildings with Varying Loads

Original Paper

Experimental Study on Crack Propagation in Fractured Rock Masses with Varying Dip Angles

Original Paper

Upper-Bound Solutions for Active Face Failure in Shallow Rectangular Tunnels in Anisotropic and Non-homogeneous Undrained Clays

Open Access
Original Paper

Seismic Stability of Unsupported Rectangular Excavations in Cohesive-Frictional Soils: FELA Simulations and Comparative Analysis Using MARS, GP, and GMDH Models

Original Paper

Shakedown Analysis of Granular Sub-base Behaviour

Original Paper

Deterioration of Debris Flow Deposits in High-Intensity Areas under Wet-Dry Cycles: Insights from Laboratory Static and Dynamic Tests

Original Paper