Ενίσχυση σεισμικής κίνησης σε ανομοιόμορφες εδαφικές κοιλάδες

Χατζής, Κωνσταντίνος; Chatzis, Konstantinos

dc.contributor.author	Χατζής, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Chatzis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2016-06-15T10:42:09Z
dc.date.available	2016-06-15T10:42:09Z
dc.date.issued	2016-06-15
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42727
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11765
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Κοιλάδες	el
dc.subject	Ανομοιομορφία	el
dc.subject	Σεισμική	el
dc.subject	Γεωμορφικές	el
dc.subject	Ενισχύσεις	el
dc.subject	Valleys	en
dc.subject	Non-uniformity	en
dc.subject	Seismic	en
dc.subject	Geomorphical	en
dc.subject	Aggravation	en
dc.title	Ενίσχυση σεισμικής κίνησης σε ανομοιόμορφες εδαφικές κοιλάδες	el
dc.title	Seismic motion amplification along non-uniform soil valleys	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Geotechnical engineering	en
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/cb16f7de16f322f2114874eda44f02fe72165c84
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2013000289
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-03-15
heal.abstract	Η εργασία αφορά στην αριθμητική διερεύνηση της γεωμορφικής επιδείνωσης της φα-σματικής επιτάχυνσης στην επιφάνεια του εδάφους ανομοιόμορφων (αλλουβιακών) κοι-λάδων. Για το σκοπό αυτό εκτελέσθηκαν 2Δ αριθμητικές αναλύσεις σεισμικής απόκρι-σης (με χρήση της μεθόδου πεπερασμένων διαφορών) για ομοιόμορφες και ανομοιόμορ-φες συμμετρικές τραπεζοειδείς κοιλάδες ιξωδο-ελαστικού εδάφους επί ιξωδο-ελαστικού βραχώδους υποβάθρου, με μη-αρμονικές διεγέρσεις που επιβάλλονται ως κατακορύφως προσπίπτοντα κύματα SV. Η πλειονότητα της σχετικής βιβλιογραφίας επικεντρώνεται στη δυναμική απόκριση ο-μοιόμορφων κοιλάδων, και έτσι η διερεύνηση εδώ γίνεται συγκρίνοντας την απόκριση γεωμετρικά ίδιων κοιλάδων με ανομοιόμορφο έδαφος ίδιας μέσης δυστμησίας με το ο-μοιόμορφο έδαφος αναφοράς. Η ανομοιομορφία εισάγεται ως γραμμική αύξηση (κλίσης d) της ταχύτητας διάδοσης διατμητικών κυμάτων VS με προς το βάθος, χωρίς οριζόντια διαφοροποίηση. Για την ποσοτικοποίηση της γεωμορφικής επιδείνωσης στην οριζόντια επιτάχυνση ορίζεται ο λόγος ΑSAh της οριζόντιας φασματικής επιτάχυνσης σε κάθε θέ-ση, προς την αντίστοιχη επιτάχυνση υπό 1Δ συνθήκες ταλάντωσης στην ίδια θέση, και όχι ως προς τον αναδυόμενο βράχο. Αντίστοιχα, ορίζεται ο λόγος ASAv σε κάθε θέση, με τον αριθμητή να έχει ως τιμή την (παρασιτική) κατακόρυφη φασματική επιτάχυνση σε κάθε θέση, και τον παρονομαστή να είναι και πάλι εκείνος του λόγου ASAh, δεδομένου ότι δεν υπάρχει κατακόρυφη ταλάντωση υπό 1Δ συνθήκες. Οι αναλύσεις υποδεικνύουν μεγεθυμένες φασματικές ενισχύσεις ως προς τον αναδυόμε-νο βράχο σε ανομοιόμορφες κοιλάδες, αλλά αυτό αποδίδεται στην αντίστοιχη μεγέθυνση της φασματικής επιτάχυνσης υπό 1Δ συνθήκες. Μάλιστα, βρέθηκε ότι η μεγέθυνση της 1Δ φασματικής επιτάχυνσης είναι τόσο μεγαλύτερη, όσο αυξάνει ο βαθμός ανομοιομορ-φίας, δηλαδή η κλίση d της γραμμικής αύξησης της ταχύτητας VS με το βάθος. Οι μεγε-θυντικές επιδράσεις της ανομοιομορφίας στην 1Δ απόκριση δε σχετίζονται με τη (μικρή) μεταβολή της πρώτης ιδιοπεριόδου της εδαφικής στρώσης, αλλά με τη σύγκλιση της δεύ-τερης και τρίτης ιδιοπεριόδου σε τιμές πλησίον της πρώτης. Στη συνέχεια, η έμφαση δόθηκε στους λόγους ΑSAh και ASAv απ’ όπου προκύπτει σχε-τική μείωση αυτών με το βαθμό της ανομοιομορφίας, ειδικά για χαμηλόσυχνες διεγέρ-σεις. Με άλλα λόγια, η ανομοιομορφία ενισχύει τις φασματικές επιταχύνσεις λίγο περισ-σότερο υπό 1Δ συνθήκες, παρά εντός 2Δ εδαφικών κοιλάδων. Επιπλέον προκύπτει, ότι οι θέσεις εμφάνισης των μεγίστων τιμών των λόγων ΑSAh και ASAv μετατοπίζονται προς τα άκρα της κοιλάδας, όσο αυξάνει ο βαθμός ανομοιομορφίας d. Επίσης, τα ελα-στικά φάσματα απόκρισης υποδεικνύουν ότι σημαντικές γεωμορφικές φασματικές ενι-σχύσεις συμβαίνουν σε σχετικά μικρές περιόδους κατασκευής T, και συγκεκριμένα για περιόδους Τ μικρότερες της πρώτης ιδιοπεριόδου της εδαφικής στρώσης για την ASA¬h και για περιόδους Τ μικρότερες της δεσπόζουσας περιόδου της διέγερσης για την ASAv. Τέλος, διερευνήθηκε το πόσο σωστή είναι η χρήση των λόγων ΑSAh και ASAv κατά μή-κος των κεκλιμένων άκρων του υποβάθρου, όπου το κατακόρυφο πάχος της κοιλάδας είναι μικρότερο του Η που αντιστοιχεί στο κεντρικό τμήμα της τραπεζοειδούς κοιλάδας, και για το οποίο εκτιμάται ο κοινός παρονομαστής των ανωτέρω λόγων κατά μήκος ολό-κληρης της κοιλάδας. Για το σκοπό αυτό εκτιμήθηκε η 1Δ απόκριση και για εδαφικές στήλες πάχους Η/3 και 2Η/3, με βάση τις οποίες έγινε γεωγραφική διαφοροποίηση του παρονομαστή των λόγων ΑSAh και ASAv κατά μήκος των κεκλιμένων άκρων. Οι συ-γκρίσεις υποδεικνύουν ότι ο ορισμός με βάση το πάχος Η δίνει γενικώς συντηρητικές εκτιμήσεις της γεωμορφικής επιδείνωσης (υψηλές τιμές) κατά μήκος των κεκλιμένων άκρων, με εξαίρεση ίσως την πλέον ακραία περιοχή της κοιλάδας, πλησίον της ανάδυσης του βράχου στην επιφάνεια. Το πρόβλημα αυτό είναι ποσοτικό μεγαλύτερο στις ανομοι-όμορφες κοιλάδας, αλλά πάλι εντοπίζεται μόνο στην ίδια περιοχή.	el
heal.abstract	This thesis concerns the numerical investigation of the geomorphic aggravation of the spectral acceleration at the ground surface of non-uniform (alluvial) valleys. For this purpose, 2D seismic ground response numerical analyses were performed for symmetric trapezoidal valleys of uniform and non-uniform visco-elastic soil deposits over visco-elastic bedrock. The excitations used were vertically impinging non-harmonic SV waves. The majority of the pertinent literature focuses on the dynamic response of uniform soil valleys and, thus, this investigation is performed by comparing the response of geometrically similar valleys of non-uniform soil of same mean stiffness with the corresponding (reference) uniform soil. The non-uniformity is introduced as a linear increase (of gradient d) of the shear wave velocity VS with depth, without horizontal diversification. For the quantification of geomorphic aggravation in the horizontal acceleration, the term ASAh is defined as the ratio of horizontal spectral acceleration at each location of the ground surface over the corresponding acceleration under 1D vibration conditions at the same location, and not at the outcropping bedrock. Similarly, the term ΑSAv is defined as the ratio of the (parasitic) vertical spectral acceleration at each location of the ground surface over the same denominator as that in the term ASAh, since there is no vertical vibration under 1D conditions. The analyses indicate increased spectral amplification in non-uniform soil valleys in comparison to the motion at outcropping bedrock, but this is due to the respective amplification of the spectral acceleration under 1D vibration conditions. Moreover, the 1D amplification of spectral acceleration increases with the intensity of non-uniformity, namely the value of gradient d of the linear increase of VS with depth. The increased 1D amplification effects due to soil non-uniformity are not related with the (small) modification of its first eignen-period, but to the convergence of the second and third eigen-periods to period values near those of the first eigen-period. Then, the emphasis was set on the ASAh and ASAv ratios, which exhibit a relative decrease with the degree of soil non-uniformity, especially for low frequency excitations. In other words, the non-uniformity aggravates the spectral acceleration under 1D vibration conditions slightly more than within 2D soil valleys. Moreover, the locations of occurrence of the peak values of ASAh and ASAv are shifted to the valley edges, as the degree of non-uniformity increases. In addition, the elastic response spectra show that significant geomorphic aggravations occur at relatively small structural periods T, and specifically for periods T smaller than the first eigenperiod for ASAh and for periods T smaller than the predominant excitation period for ASAv. Finally, an investigation is performed as to the relative accuracy of using the ratios ASAh and ASAv along the inclined bedrock edges of the valley, where the vertical valley thickness is less than H corresponding to the central part of the trapezoidal valley, and for which the common denominator of these ratios is computed and applied for all locations along the valley. For this purpose, the 1D vibration response of soil columns with thickness equal to H/3 and 2H/3 is estimated, and is being used for spatially differentiating the denominator of the ASAh and ASAv ratios along the inclined edges. The comparisons indicate that the definition by employing thickness H leads to generally conservative estimations of geomorphic aggravation (high values) along the inclined edges, with the exception of the very edges of the valley near where the bedrock outcrops at the surface. This problem is quantitatively more intense in non-uniform soil valleys, but it’s again limited to the same area only.	en
heal.advisorName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιάννου, Βασιλική	el
heal.committeeMemberName	Γερόλυμος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	199 σ.
heal.fullTextAvailability	true