Αποτελεσματικότητα μεθόδων αποτροπής σεισμικής ρευστοποίησης υπό υφιστάμενες τετραγωνικές κατασκευές σε οριζόντιο έδαφος

Γεωργάκη, Ελένη; Georgaki, Eleni

dc.contributor.author	Γεωργάκη, Ελένη	el
dc.contributor.author	Georgaki, Eleni	en
dc.date.accessioned	2020-12-14T17:11:14Z
dc.date.available	2020-12-14T17:11:14Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52514
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20212
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	Ρευστοποίηση	el
dc.subject	PVDs	en
dc.subject	Πλαστικά στραγγιστήρια	el
dc.subject	Διαφραγματικός τοίχος	el
dc.subject	Αλληλοτεμνόμενοι εδαφοπάσσαλοι	el
dc.subject	Αριθμητική μέθοδος	el
dc.subject	Reinforced concrete walls	en
dc.subject	Intersecting soil mixing piles	en
dc.subject	Numerical analysIs	en
dc.subject	Liquefaction	en
dc.title	Αποτελεσματικότητα μεθόδων αποτροπής σεισμικής ρευστοποίησης υπό υφιστάμενες τετραγωνικές κατασκευές σε οριζόντιο έδαφος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Effectiveness of methods mitigating seismic liquefaction under existing square structures on horizontal ground	el
heal.classification	Geotechnical Engineering	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-11-06
heal.abstract	Το φαινόμενο της σεισμικής ρευστοποίησης δημιουργεί μεγάλες καταστροφές σε κατασκευές, κυρίως πλησίον ποταμών, λιμνών και θαλάσσιων μετώπων, όταν δεν έχουν ληφθεί τα απαραίτητα μέτρα αποτροπής του φαινομένου ή των επιπτώσεων του στις κατασκευές. Συνήθης πρακτική είναι η βελτίωση ή ενίσχυση του εδάφους έναντι ρευστοποίησης πριν την κατασκευή. Όμως, η πλειονότητα των γνωστών τεχνικών βελτίωσης ή ενίσχυσης, δεν είναι εύκολο να εφαρμοστεί σε υφιστάμενες κατασκευές. Συνεπώς, κρίνεται αναγκαία η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των λίγων υπαρχουσών τεχνικών που μπορούν να εφαρμοστούν ευχερώς σε υφιστάμενες κατασκευές. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η αριθμητική διερεύνηση της αποτελεσματικότητας δύο τέτοιων τεχνικών στη βελτίωση της σεισμικής απόκρισης επιφανειακών θεμελίων. (σχήματος τετραγωνικού ή λωριδωτού) που επικάθονται οριζόντιας ρευστοποιήσιμης στρώσης. Η σεισμική απόκριση κρίνεται κυρίως ως προς τις συσσωρευόμενες σεισμικές καθιζήσεις. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν 112 πλήρως συζευγμένες μη-γραμμικές δυναμικές αναλύσεις, με τη μέθοδο πεπερασμένων διαφορών (λογισμικό FLAC3D), για επίπεδη ρευστοποιήσιμη στρώση κοκκώδους εδάφους πάχους Η = 10m, η οποία υποβλήθηκε σε 3 διαφορετικές αρμονικές διεγέρσεις με μέγιστη επιτάχυνση amax = 0.1-0.4g. Tο έδαφος προσομοιώθηκε με το σοφιστευμένο καταστατικό προσομοίωμα NTUA-SAND. Στην επιφάνεια της στρώσης θεωρήθηκαν άκαμπτα τετραγωνικά και λωριδωτά θεμέλια διαφορετικού πλάτους Β (5m και 20m) με διάφορα, κεντρικά επιβαλλόμενα, φορτία ανωδομής q =50 – 200kPa. Από τη διερεύνηση της απόκρισης θεμελίων επί της ρευστοποιήσιμης στρώσης χωρίς βελτίωση προκύπτει ότι η αύξηση του πλάτους θεμελίωσης μειώνει τις σεισμικές καθιζήσεις. Αντίθετα, η αύξηση της μέγιστης επιτάχυνσης amax και του φορτίου θεμελίου q οδηγούν σε αύξηση των καθιζήσεων, και αυτό ισχύει για όλα τα θεμέλια ανεξαρτήτως πλάτους και σχήματος. Ο λόγος καθιζήσεων τετραγωνικού θεμελίου ως προς θεμελιολωρίδας ίδιου πλάτους (Z0.sq/Z0) είναι πάντα μικρότερος ή ίσος του 1.0 (κυμαίνεται από 0.55 έως 1.0). Ειδικότερα, ο λόγος αυτός αυξάνει με το λόγο πλάτους θεμελίου προς πάχος ρευστοποιήσιμης στρώσης (B/H) και μειώνεται με τη μέγιστη επιτάχυνση της διέγερσης amax. Δεν υπάρχει συστηματική επίδραση του φορτίου θεμελίου q στην τιμή του λόγου Z0.sq/Z0. Στη συνέχεια, εξετάζεται η απόκριση των ίδιων θεμελίων μετά την τοποθέτηση δύο εναλλακτικών διατάξεων πλαστικών στραγγιστηρίων με μέγιστο βάθος ίσο με το πάχος της ρευστοποιήσιμης στρώσης. Η πρώτη αφορά στραγγιστήρια μόνο στην περίμετρο του θεμελίου και η δεύτερη με τοποθέτηση καννάβου στραγγιστηρίων 5 σε όλη την κάτοψη του θεμελίου. Προκύπτει ότι η τοποθέτηση πλαστικών στραγγιστηρίων περιμετρικά του θεμελίου δεν απομειώνει τις τελικές καθιζήσεις των θεμελίων, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις καταγράφεται ακόμα και ελαφριά αύξησή τους. Συνεπώς, δεν μπορούν να αποτελέσουν δόκιμη μέθοδο βελτίωσης. Αντίθετα, η τοποθέτηση καννάβου στραγγιστηρίων σε όλη την κάτοψη είναι σχετικώς αποτελεσματική στη μείωση των καθιζήσεων (μέση μείωση 20% σε τετραγωνικά θεμέλια και 40% σε θεμελιολωρίδες). Η μέθοδος αποδεικνύεται πιο αποδοτική όσο αυξάνει το πλάτος του θεμελίου, αλλά γενικότερα η αποδοτικότητά της μειώνεται για αύξηση της μέγιστης επιτάχυνσης amax της διέγερσης. Όμως, μια διάταξη καννάβου δεν μπορεί να τοποθετηθεί ευχερώς κάτω από υφιστάμενες κατασκευές. Τέλος, ο λόγος καθιζήσεων τετραγωνικού θεμελίου ως προς θεμελιολωρίδας ίδιου πλάτους (Z0.sq/Z0) με τα στραγγιστήρια παραμένει στο εύρος 0.55 έως 1.0 και αυξάνεται με το λόγο πλάτους θεμελίου προς πάχος στρώσης B/H, όπως συμβαίνει και στα θεμέλια επί μη-βελτιωμένης στρώσης. Τέλος, διερευνάται η απόκριση των ίδιων θεμελίων μετά την τοποθέτηση τοιχίων στην περίμετρό τους, «άκαμπτων» (από οπλισμένο σκυρόδεμα) και «εύκαμπτων» (από αλληλοτεμνόμενους εδαφοπασσάλους), με μέγιστο βάθος έως τη μέση και έως το τέλος της ρευστοποιήσιμης στρώσης. Προκύπτει ότι η τοποθέτηση περιμετρικών «άκαμπτων» τοιχίων σκυροδέματος μέχρι το τέλος της ρευστοποιήσιμης στρώσης οδηγεί σε πολύ μεγάλη μείωση έως και μηδενισμό των καθιζήσεων, και συγκεκριμένα μείωση 70% σε θεμελιολωρίδες και έως 100% σε τετραγωνικά θεμέλια. Συνεπώς, μπορεί να αποτελέσει αξιόπιστη μέθοδο αποτροπής της ρευστοποίησης κάτω από υφιστάμενες κατασκευές. Επιπλέον προκύπτει ότι η τοποθέτηση «εύκαμπτων» τοιχίων μέχρι το τέλος της ρευστοποιήσιμης στρώσης είναι επαρκώς αποτελεσματική μόνο για τετραγωνικά θεμέλια (μείωση καθιζήσεων κατά 70%), καθώς για θεμελιολωρίδες η αντίστοιχη μείωση είναι 30% κατά μέση τιμή. Υπογραμμίζεται εδώ ότι αν το «άκαμπτο» τοιχίο έχει περιορισμένο βάθος, τότε σε τετραγωνικά θεμέλια η αποτελεσματικότητα της μεθόδου μειώνεται από 100% σε 50%, ενώ σε θεμελιολωρίδες δεν προκύπτει κανένα όφελος, ενώ η αποτελεσματικότητα θα ήταν ακόμη μικρότερη με «εύκαμπτα» τοιχία περιορισμένου βάθους. Άρα, η αποτελεσματική χρήση περιμετρικών τοιχίων προϋποθέτει να έχουν μέγιστο βάθος εκείνο της ρευστοποιήσιμης στρώσης. Τέλος, και σε όλες τις διατάξεις περιμετρικών τοιχίων, ο λόγος καθιζήσεων τετραγωνικού θεμελίου ως προς θεμελιολωρίδα ίδιου πλάτους (Z0.sq/Z0) παραμένει μικρότερος από 1.0. Μάλιστα, όσο μεγαλύτερη είναι η αποδοτικότητα των περιμετρικών τοιχίων, τόσο μικρότερη γίνεται η τιμή του λόγου, η οποία προσεγγίζει και το μηδέν, όταν η απομείωση των καθιζήσεων προσεγγίζει το 100% (π.χ. σε τετραγωνικά θεμέλια με «άκαμπτα» τοιχία πλήρους βάθους).	el
heal.advisorName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.advisorName	Βαλσαμής, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.committeeMemberName	Μπουκοβάλας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Γερόλυμος, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	144 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false