Tunnels in sands: the effect of size, depth and volume loss on greenfield displacements

摘要

This paper examines the effect that tunnel size, depth and volume loss have on greenfield soil displacements above tunnels in sandy ground. The results of a series of plane-strain centrifuge tests performed on tunnels in a dry silica sand are examined. The cover-to-diameter ratio, C/D, of the tunnels ranged from 1.3 to 4.4. Features of greenfield settlement trough shape, both surface and subsurface, are illustrated by examining soil displacement data obtained using an image-based deformation measurement technique. The effects of tunnel size, depth and volume loss are demonstrated, and the suitability of typical fitting curves is discussed. The complex volumetric behaviour of drained soil is illustrated by comparing tunnel volume loss with the volume loss experienced by the soil. A set of equations is developed that provide a method of evaluating the change of settlement trough shape with tunnel size, depth and volume loss.%La présente communication examine l'effet de la taille du tunnel, la profondeur et la perte de volume sur les déplacements de sol dans les sites vierges à sols sableux. Elle se penche sur les résultats d'une série d'essais centrifuges avec déformation dans le plan effectués sur des tunnels dans un sable siliceux secs. Le ratio couverture/diamètre - C/D - des tunnels était compris entre 1,3 et 4,4. Les caractéristiques de la forme des dépressions d'affaissement de sites vierges, de surface et sub-surface, sont illustrées par le biais de l'examen de données de déplacement du sol obtenues avec une technique de mesure des déformations à base d'images. On démontre les effets de la taille du tunnel, de la profondeur et de la perte de volume, et on discute sur l'aptitude de courbes d'ajustement. La communication illustre le comportement volumétrique complexe du sol drainé en comparant les pertes de volume du tunnel aux pertes de volume subies par le sol, et on développe une série d'équations fournissant une méthode d'évaluation des variations de la forme de la dépression d'affaissement en fonction de la taille du tunnel, la profondeur et la perte de volume.