Επιδείνωση ελαστικού φάσματος απόκρισης 
σε ομογενή πρανή υπό σεισμική διέγερση

Σέιντος, Ταξιάρχης; Seintos, Taxiarchis

dc.contributor.author	Σέιντος, Ταξιάρχης	el
dc.contributor.author	Seintos, Taxiarchis	en
dc.date.accessioned	2018-02-02T11:56:09Z
dc.date.available	2018-02-02T11:56:09Z
dc.date.issued	2018-02-02
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46387
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15138
dc.rights	Default License
dc.subject	Τοπογραφική	el
dc.subject	Επιδείνωση	el
dc.subject	Ομογενή	el
dc.subject	Πρανή	el
dc.subject	Απόκριση	el
dc.subject	Aggravation	en
dc.subject	Ηomogeneous	el
dc.subject	Slope	el
dc.subject	Seismic	el
dc.subject	Topography	en
dc.title	Επιδείνωση ελαστικού φάσματος απόκρισης σε ομογενή πρανή υπό σεισμική διέγερση	el
dc.title	Aggravation of elastic response spectrum at homogeneous slopes under seismic excitation	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Γεωτεχνική μηχανική	el
heal.classification	Γεωτεχνική	el
heal.classification	Geotechnical engineering	el
heal.classification	Geotechnical engineering	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/cb16f7de16f322f2114874eda44f02fe72165c84
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/75e14ea6596f5e52cbdcdabde5cb3470d01f618e
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/cb16f7de16f322f2114874eda44f02fe72165c84
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2013000289
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/cb16f7de16f322f2114874eda44f02fe72165c84
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-11-02
heal.abstract	The effect of homogeneous step-like slopes on seismic ground motion has been considerably examined in the literature, while it is crudely approximated in EC8 provisions. Nevertheless, only few studies suggest methodologies for estimating topographic aggravation of seismic ground motion. For example, Bouckovalas & Papadimitriou (2005, 2006) suggested approximate relations for the aggravation of the maximum ground acceleration behind the crest of a step-like slope (in both horizontal and vertical directions) and the spatial variation of the topographic aggravation (at the ground surface) in front and behind the slope. Concurrently, Assimaki et al. (2005) suggested similar design expressions, including the spectral topographic aggravation for the horizontal acceleration. More recently, Kontogianni (2013) suggested expressions for the spectral topographic aggravation, that extend the relations of Bouckovalas and Papadimitriou (2005, 2006) for all structural periods T and for both vibration directions. The present work evaluates the reliability of the foregoing literature suggestions, through numerical analyses for realistic cases of slope-excitation combination. Specifically, numerical analyses were performed for homogeneous mild (i=15°) and steep (i=30°) step-like slopes and slope height H=60m, under actual seismic excitations. In more detail, analyses are performed using the Finite Difference method via FLAC. Soil is considered visco-elastic, homogeneous with shear wave velocity Vs = 400, 800 m/s, Poisson’s ratio v=1/3 and mass density ρ = 2 Mg/m3. Seismic excitations are imposed as time histories of shear stress at the horizontal base of the mesh, which, combined with transmitting boundaries, reflects vertically propagating SV waves. Rayleigh damping is adopted, with critical damping ratio ξmin=5% set at the predominant period Te of each excitation. The selected excitations were actual seismic motion records with Te = 0.18 – 0.46 sec, thus covering the usual range of bedrock motions in European region (Soil Category A, EC8). The results of the numerical analyses lead to the following general conclusions: • Topographic amplification in both directions tends to be more intense for low structural periods, while it is insignificant for high structural periods. • Regarding the parasitic vertical acceleration, amplification maximizes for structural periods near the predominant period value; this maximum amplification may be as high as twice that for the ground surface (T=0s) and is more intense for steep slopes. • The most important factors that affect topographic aggravation are the normalized slope height Η/λ (where λ is the predominant wavelength of the shear waves) and the slope inclination i(°). The results indicate a possible interrelation between these factors. The validation of literature proposals for the estimation of topographic aggravation leads to the following conclusions: • The provisions of EC8 are simplistic (no reference to differentiation in terms of structural period T), possibly non-conservative (maximum amplification 1.2) and incomplete (no quantification given to the “vicinity” of a slope). • The suggestion of Bouckovalas & Papadimitriou (2005, 2006) supplements the EC8 provisions, is found to be qualitative and quantitatively accurate for T = 0s, but does not refer to other structural periods. • The suggestion of Assimaki et al. (2005) is qualitatively accurate for the spectral aggravation of the horizontal acceleration, but is considered over-conservative. It does not include a provision for the spectral aggravation of the parasitic vertical acceleration. • The proposal of Kontogianni (2013) is complete, qualitatively and quantitatively accurate (and in comparison to case histories), while its accuracy is enhanced via the hereby proposed change for the spectral aggravation of the parasitic vertical acceleration.	en
heal.abstract	Το πρόβλημα της τοπογραφικής επιδείνωσης της σεισμικής κίνησης στη γειτονία ομογενών μονοκλινών πρανών έχει μελετηθεί αρκετά στη βιβλιογραφία, ενώ προσεγγίζεται ακροθιγώς και στον EC8. Παρόλα αυτά, λίγες εργασίες έχουν καταλήξει σε προτάσεις για την προσεγγιστική εκτίμηση της τοπογραφικής επιδείνωσης. Για παράδειγμα, οι Bouckovalas & Papadimitriou (2005, 2006) πρότειναν σχέσεις υπολογισμού για την επιδείνωση της μέγιστης επιτάχυνσης του εδάφους πίσω απ’ τη στέψη (και στις 2 διευθύνσεις) και την χωρική μεταβολή της τοπογραφικής επιδείνωση (στο έδαφος) μπροστά και πίσω από το πρανές. Ταυτόχρονα, οι Assimaki et al. (2005) έκαναν μια αντίστοιχη πρόταση, η οποία εμπεριείχε και τη φασματική τοπογραφική επιδείνωση στην οριζόντια συνιστώσα. Αργότερα, η Κοντογιάννη (2013) προτείνει σχέσεις για τη φασματική τοπογραφική επιδείνωση, που επεκτείνουν τις προτάσεις των Bouckovalas & Papadimitriou (2005, 2006) για όλες τις περιόδους κατασκευής, και στις 2 συνιστώσες της κίνησης. Στην εργασία αυτή γίνεται διερεύνηση της αξιοπιστίας των ανωτέρω προτάσεων, μέσω αριθμητικής διερεύνησης για ρεαλιστικές περιπτώσεις πρανών και διεγέρσεων. Συγκεκριμένα, πραγματοποιούνται αναλύσεις για ομογενή μονοκλινή πρανή ήπιας (i=15°) και απότομης κλίσης (i=30°) και ύψους Η = 30 και 60m, υπό καταγεγραμμένες χρονοϊστορίες σεισμών. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιούνται αναλύσεις με τη μέθοδο πεπερασμένων διαφορών και το λογισμικό FLAC. Το έδαφος θεωρείται ιξωδο-ελαστικό, ομογενές με ταχύτητα διατμητικών κυμάτων Vs = 400, 800 m/s, λόγο Poisson ν=1/3 και πυκνότητα ρ =2 Μg/m3. Η διέγερση εισάγεται στη οριζόντια βάση του καννάβου ως χρονοϊστορία διατμητικής τάσης, που, συνδυαζόμενη με αποσβεστήρες, αναπαριστά την κατακόρυφη πρόσπτωση κατακόρυφων κυμάτων SV. Υιοθετείται απόσβεση τύπου Rayleigh με ελάχιστη τιμή ξmin=5%, στη δεσπόζουσα περίοδο της διέγερσης. Ως διεγέρσεις χρησιμοποιούνται δέκα καταγραφές με εύρος δεσποζουσών περιόδων Τe = 0.18 – 0.46sec, που καλύπτουν το σύνηθες εύρος διεγέρσεων υποβάθρου στον ευρωπαϊκό χώρο (Κατηγορία Εδάφους Α, κατά τον EC8). Από τις αριθμητικές αναλύσεις προκύπτουν τα εξής γενικά συμπεράσματα: • Σημαντικές ενισχύσεις και στις δυο διευθύνσεις προκύπτουν για τιμές περιόδων κατασκευής μικρότερες της δεσπόζουσας της διέγερσης, ενώ για μεγάλες τιμές περιόδων η ενίσχυση είναι αμελητέα. • Στην παρασιτική κατακόρυφη επιτάχυνση, οι τιμές ενισχύσεων μεγιστοποιούνται γύρω από τη δεσπόζουσα περίοδο της διέγερσης, και βρίσκονται έως και διπλάσιες από τις αντίστοιχες για Τ=0, και αυτό είναι εντονότερο σε απότομα πρανή. • Οι σημαντικότεροι παράγοντες που διαμορφώνουν τα αποτελέσματα είναι το αδιάστατο ύψος Η/λ (όπου λ το δεσπόζον μήκος διατμητικών κυμάτων) και η κλίση του πρανούς, με τις επιδράσεις τους να μην είναι εντελώς ανεξάρτητες. Από την αξιολόγηση των υπαρχουσών προτάσεων της βιβλιογραφίας για το σχεδιασμό έναντι τοπογραφικής επιδείνωσης, προκύπτει: • Οι διατάξεις του EC8 είναι υπερ-απλουστευτικές (καμία αναφορά σε διαφοροποίηση ως συνάρτηση της περιόδου κατασκευής Τ), εν δυνάμει μη-συντηρητικές (μέγιστη επιδείνωση 1.2) και ελλιπείς (δεν προσδιορίζεται η «γειτονία» του πρανούς). • Η πρόταση των Bouckovalas & Papadimitriou (2005, 2006) συμπληρώνει τον EC8, είναι ποιοτικά και ποσοτικά ακριβής για Τ=0sec, μα δεν αναφέρεται στη φασματική τοπογραφική επιδείνωση. • Η πρόταση των Assimaki et al. (2005) έχει ποιοτική ακρίβεια για την φασματική τοπογραφική επιδείνωση στην οριζόντια συνιστώσα, μα ποσοτικά είναι συντηρητική. Δεν αναφέρεται σε φασματική επιδείνωση της παρασιτικής κατακόρυφης συνιστώσας. • H πρόταση της Κοντογιάννη (2013) είναι ολοκληρωμένη, έχει ποιοτική και ποσοτική ακρίβεια (και σε σύγκριση με ιστορικά περιστατικά), και γίνεται ακριβέστερη με την προτεινόμενη αλλαγή στη φασματική επιδείνωση της παρασιτικής κατακόρυφης συνιστώσας.	el
heal.advisorName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.advisorName	Papadimitriou, Achilleas	en
heal.committeeMemberName	Γερόλυμος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μπουκοβάλας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	165 σ.
heal.fullTextAvailability	true