Παραμετρική ανάλυση οπλισμένων επιχωμάτων υπό στατικές δυναμικές συνθήκες φόρτισης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς των οπλισμένων επιχωμάτων υπό στατικές και δυναμικές συνθήκες φόρτισης και η ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των στοιχείων όπλισης ανά περίπτωση. Πιο συγκεκριμένα, εξετάσθηκαν όλες οι παράμετροι που αφορούν την επίδραση των στοιχείων όπλισης (γεωπλέγματα στην προκειμένη περίπτωση) στη στατική και σεισμική συμπεριφορά των τεχνητών πρανών που μελετήθηκαν. Οι παράμετροι αυτές ήταν η δυστένεια των γεωπλεγμάτων εκφρασμένη ως E·A (ΚΝ/m), το μήκος τους (L: Length) και η κατακόρυφη μεταξύ τους απόσταση(S: Spacing). Όλες οι προσπάθειες επικεντρώθηκαν στην ανάδειξη κάθε φορά των πιο κρίσιμων παραπάνω παραμέτρων στη συνολική απόκριση του εκάστοτε γεωτεχνικού έργου και η πρόταση της βέλτιστης λύση από οικονομική και τεχνική σκοπιά.

Για την εκπόνηση της εργασίας πραγματοποιηθήκαν αριθμητικές αναλύσεις με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων στο υπολογιστικό περιβάλλον του PLAXIS. Τα επιχώματα που μελετήθηκαν ήταν δύο στον αριθμό και φορτίστηκαν στατικά και σεισμικά. Αναλυτικότερα, κατά τις στατικές αναλύσεις διερευνήθηκε η επίδραση των διαφόρων τρόπων όπλισης του εδάφους στον συντελεστή ασφαλείας του πρανούς. Κατά τις δυναμικές αναλύσεις μελετήθηκε κύρια η συνεισφορά των διαφόρων τρόπων όπλισης του εδάφους στις προκύπτουσες μετατοπίσεις και με αυτό τον τρόπο η συνολική βελτίωση της σεισμικής απόκρισης των επιχωμάτων.

Τέλος, έχοντας πλήθος αποτελεσμάτων από τις παραμετρικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν, προέκυψαν σημαντικά συμπεράσματα ως προς τα χαρακτηριστικά των γεωπλεγμάτων που είναι μεγάλης ή ήσσονος σημασίας στη στατική και σεισμική ευστάθεια των επιχωμάτων.

The present work aims to find out and quantify the impact of the various characteristics of geogrids on the behavior of two specific embankment under both static and dynamic loading. As regards the geogrids’ parameters that have been studied, those were their axial stiffness, expressed as E·A (KN/m), as well as their length (L) and their vertical spacing (s). In any case, all the work done focused on the understanding of the most critical geogrids’ characteristics and the conclusions concerning the the optimal solution on the reinforcement scheme.

For the analyses the Plaxis software was employed, which is based on the Finite Element Method (FEM).

More specifically, for the static loading conditions the influence of the various reinforcement schemes on the embankment’s Factor of Safety (FS) was examined, while for the various seismic analyses the parametric study focused mainly on the horizontal and vertical displacements.

Finally, after a remarkable number of parametric analyses the results show those geogrids’ characteristics that are of great or low importance to the static and seismic stability respectively.