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Mahmoud Qarmout

• The main goal of this Ph.D is to investigate the stability of the tunnel face. Three models (M, M1 and M2) have been developed using Kinematical Element Method (KEM). Firstly, the KEM model (M) consists of two rigid blocks, tetrahedron wedge block and triangular prism block are developed. Two different modified failure mechanisms are proposed based on the two blocks KEM model (M). KEM model (M1) is composed of five rigid blocks. KEM model (M2) consists of six rigid blocks. The results indicated that the KEM model (M1) has a slight improvement in the minimum support pressure. For dry soil condition, KEM models (M and M2) have been considered to investigate the effect of cover to diameter ratio, the internal friction of the soil and cohesion on minimum the support. KEM model (M2) has been used to study the influence of hydrostatic and excess pore pressures on the stability of the tunnel face. Based on the results taken from KEM models (M and M2), design charts have been presented.
• Für den minimal erforderlichen Stützdruck, der auf eine die Ortsbrust wirken muss, existiert eine Reihe analytischer und numerisch basierter Ansätze, die zum Teil jedoch deutlich voneinander abweichende Ergebnisse liefern. In der Arbeit wird die Kinematische Elemente Methode (KEM) zur Lösung des Problems der Ortsbruststabilität eingesetzt. Hierzu werden drei kinematisch mögliche Bruchmechanismen mit Hilfe der KEM untersucht. Die Unterschiede der mit den KEM-Modellen und mit verschiedenen in der Literatur vorhandenen Ansätzen berechneten Stützdrücke werden herausarbeitet. Auf Basis von Parameterstudien unter Einsatz der KEM-Modelle werden einfache Bemessungsansätze für die praktische Anwendung abgeleitet. Zusätzlich werden die KEM-Modelle so erweitert, dass auch Porenwasserüberdrücke berücksichtigt werden können, welche beim Vortrieb mit einem Flüssigkeitsschild unterhalb des Grundwasserspiegels entstehen können.