Αλληλεπίδραση γειτονικών κατασκευών σε ρευστοποιήσιμο έδαφος με αργιλική επιφανειακή στρώση

Καλύβας, Ανδρέας; Kalyvas, Andreas

dc.contributor.author	Καλύβας, Ανδρέας	el
dc.contributor.author	Kalyvas, Andreas	en
dc.date.accessioned	2025-01-14T10:43:40Z
dc.date.available	2025-01-14T10:43:40Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60721
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28417
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	Εδαφοδυναμική	el
dc.subject	Αλληλεπίδραση Εδάφους-Κατασκευής	el
dc.subject	Γεωτεχνική	el
dc.subject	Σεισμός	el
dc.subject	Liquefaction	en
dc.subject	Soil Dynamics	en
dc.subject	Soil-Structure Interaction	en
dc.subject	Geotechnical Engineering	en
dc.subject	Earthquake	en
dc.title	Αλληλεπίδραση γειτονικών κατασκευών σε ρευστοποιήσιμο έδαφος με αργιλική επιφανειακή στρώση	el
dc.title	Interaction of neighboring structures on liquefiable soil with clayey surface layer	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Geotechnical Engineering	en
heal.classification	Γεωτεχνική Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-11
heal.abstract	Υπάρχουν διάφορες μεθοδολογίες στη διεθνή βιβλιογραφία που ποσοτικοποιούν τις καθιζήσεις μεμονωμένων αβαθών θεμελίων λόγω σεισμικής ρευστοποίησης (π.χ., Karamitros et. al., 2014, Macedo & Bray, 2017). Όμως, σε πυκνά αστικά περιβάλλοντα η θεώρηση του μεμονωμένου θεμελίου είναι μάλλον εξιδανικευμένη, καθώς παρατηρείται αλληλεπίδραση μεταξύ γειτονικών κατασκευών, καθιστώντας τις παραπάνω μεθοδολογίες ανεπαρκείς. Στο πλαίσιο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας διερευνήθηκε η δυναμική αλληλεπίδραση ζεύγους γειτονικών θεμελιο-λωρίδων εδραζόμενων σε δίστρωτο εδαφικό προφίλ με επιφανειακή αργιλική στρώση («κρούστα») αστράγγιστης διατμητικής αντοχής Su πάνω από στρώση κοκκώδους εδάφους πάχους HL υπό καθεστώς ρευστοποίησης. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται στη διεθνή βιβλιογραφία Αλληλεπίδραση Κατασκευής-Εδάφους-Κατασκευής (SSSI). Οι δύο θεμελιο-λωρίδες απέχουν μεταξύ του απόσταση D, επιβάλλουν τάση έδρασης q και έχουν πλάτος Β (άρα ασκούν φορτίο Q=qB). Tα μεγέθη ενδιαφέροντος που αξιολογήθηκαν ήταν ο λόγος σεισμικών καθιζήσεων ZSSSI/Ζ (δηλαδή της καθίζησης λαμβάνοντας υπόψιν την αλληλεπίδραση ΖSSSI διαιρεμένη με την καθίζηση του αντίστοιχου μεμονωμένου θεμελίου Z) και οι στροφές θ στο τέλος της διέγερσης. Η παρούσα εργασία διερευνά εκτενώς παραμέτρους που δεν έχουν εξετασθεί μέχρι στιγμής (π.χ. πάχος ρευστοποιήσιμης στρώσης HL) μέσω δυναμικών μη-γραμμικών αριθμητικών αναλύσεων με χρήση FLAC2D και κατάλληλου καταστατικού προσομοιώματος για το ρευστοποιήσιμο έδαφος (NTUA-SAND). Έπειτα, συνδυάζοντας τα αριθμητικά αποτελέσματα με αντίστοιχα προηγούμενης έρευνας (Δημουλά, 2022) δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων για 152 περιπτώσεις αλληλεπίδρασης ζεύγους θεμελίων. Με τη βοήθεια αυτής της βάσης δεδομένων, έγινε στατιστική επεξεργασία με χρήση μη-γραμμικής παλινδρόμησης με σκοπό την κατάστρωση μιας μεθοδολογίας με εξισώσεις «κλειστού τύπου» για τον υπολογισμό του λόγου καθιζήσεων ZSSSI/Z κάθε θεμελίου ενός ζεύγους. H διερεύνηση υποδεικνύει ότι στις περισσότερες περιπτώσεις η αλληλεπίδραση προκαλεί μείωση των καθιζήσεων σε σχέση με αυτές των μεμονωμένων θεμελίων. Παρόλα αυτά, κυρίως σε μικρές ενδιάμεσες αποστάσεις D, εμφανίζονται μη-αμελητέες στροφές θ. Συνεπώς, η SSSI, ενώ μπορεί να θεωρηθεί «ευμενής» σε όρους καθιζήσεων, πολλές φορές είναι «δυσμενής» σε όρους στροφών και άρα δυσμενής για τα έργα Πολιτικού Μηχανικού. Όταν τα γειτονικά θεμέλια είναι όμοια μεταξύ τους, υπάρχει συμμετρία στο πρόβλημα, οπότε τα θεμέλια χαρακτηρίζονται από μια κοινή μέση καθίζηση και μια κοινή στροφή. Όταν είναι ανόμοια, το κρίσιμο μέγεθος είναι το σχετικό φορτίο Q/Qn (όπου ο δείκτης n υποδηλώνει γειτονικό θεμέλιο). Θεμέλια με μεγάλο σχετικό φορτίο (βαριά/ευρέα, Q/Qn > 1) επηρεάζονται σημαντικά λιγότερο από ότι τα γειτονικά τους θεμέλια με μικρό σχετικό φορτίο (ελαφριά/στενά, Q/Qn < 1). Και για τα μεν και για τα δε, βέβαια, η αλληλεπίδραση μειώνεται με την ενδιάμεση απόσταση D και πρακτικώς εξαλείφεται σε αποστάσεις μεγαλύτερες από D/Bmin = 2 έως 5, όπου Βmin είναι το μικρότερο πλάτος θεμελίου από τα δύο του ζεύγους. Προκύπτει ότι οι μηχανισμοί αλληλεπίδρασης είναι δύο: α) ο «δυσμενής» μηχανισμός της Επαλληλίας Τάσεων που εμφανίζεται μόνο σε μικρές ενδιάμεσες αποστάσεις D, και οφείλεται στην επαλληλία διατμητικών τάσεων (και παραμορφώσεων), με επακόλουθο την αύξηση καθιζήσεων και εμφάνιση στροφών, και β) ο μηχανισμός του Εκτοπιζόμενου Εδάφους που εμφανίζεται σε μικρές και μεσαίες ενδιάμεσες αποστάσεις D. Ο δεύτερος αυτός μηχανισμός σχετίζεται με τη διάθεση ενός θεμέλιου με μεγάλες καθιζήσεις (π.χ., αστοχία λόγω φέρουσας ικανότητας) να εκτοπίζει έδαφος πλευρικά και να προκαλεί ανύψωση στην γειτονική του περιοχή. Όταν σε αυτή την περιοχή εδράζεται ένα θεμέλιο, αυτό εκτός από την πρωτογενή του διάθεση να καθιζάνει, αποκτά και μια δευτερογενή διάθεση να ανυψωθεί. Άρα, αυτός ο μηχανισμός είναι «ευμενής» σε όρους καθιζήσεων, αλλά «δυσμενής» σε όρους στροφών. Η επίδραση της κανονικοποιημένης ενδιάμεσης απόστασης D/Bmin επί του λόγου καθιζήσεων ZSSSI/Z είναι γενικώς αυξητική, παρότι συνήθως η ελάχιστη τιμή του δεν εμφανίζεται στην μικρότερη D/Bmin, αλλά σε μια (ελαφρώς) μεγαλύτερη (D/Bmin = 0.5 – 1.0). Η επίδραση του σχετικού φορτίου Q/Qn είναι αυξητική επί του λόγου καθιζήσεων ZSSSI/Z, κάτι που οφείλεται στο ότι ένα βαρύ/ευρύ θεμέλιο εκτοπίζει πολύ περισσότερο έδαφος από ότι ένα ελαφρύ/στενό. Η επίδραση της αστράγγιστης διατμητικής αντοχής Su της επιφανειακής αργιλικής «κρούστας» επί του λόγου καθιζήσεων ZSSSI/Z είναι γενικώς μειωτική, λόγω του αυξημένου εύρους της επηρεαζόμενης περιοχής πλευρικώς του θεμελίου. Τέλος, η επίδραση του πάχους της ρευστοποιήσιμης στρώσης HL επί του λόγου καθιζήσεων ZSSSI/Z είναι γενικώς μειωτική μιας και όσο αυξάνει το πάχος το διαθέσιμο έδαφος προς εκτόπιση είναι περισσότερο. Ως προς τη φορά των στροφών των θεμελίων, αυτές είναι συγκλίνουσες σε μικρές κανονικοποιημένες ενδιάμεσες αποστάσεις D/Bmin (μηχ. Επαλληλίας Τάσεων) και αποκλίνουσες σε μεγαλύτερες (μηχ. Εκτοπιζόμενου Εδάφους). Σημαντικές τιμές στροφών παρατηρήθηκαν κυρίως για στενά/ελαφριά θεμέλια και μόνο σε μικρές κανονικοποιημένες ενδιάμεσες αποστάσεις (D/Bmin < 2). Η βέλτιστη μεθοδολογία που προέκυψε από τη στατιστική επεξεργασία των δεδομένων είναι μια σύνθετη πολύ-παραμετρική εξίσωση που περιλαμβάνει εκτίμηση σε 2 βήματα. Αυτή δεν παρουσιάζει μεροληψία, και έχει τυπική απόκλιση του σχετικού σφάλματος ίση με ±26.4% και μέσο απόλυτο σχετικό σφάλμα ίσο με 18.7%. Επιπλέον, οι σχέσεις που την απαρτίζουν εκφράζουν ποιοτικά τις επιδράσεις των 4 σημαντικών παραμέτρων που επηρεάζουν την αλληλεπίδραση. Ουσιαστικά, το προϊόν της μεθοδολογίας είναι ένας «διορθωτικός συντελεστής» ZSSSI/Z ο οποίος μπορεί να πολλαπλασιαστεί με την τιμή Ζ ενός μεμονωμένου θεμελίου σε ίδιες συνθήκες (εκτιμώμενη από υπάρχουσες μεθοδολογίες όπως η Karamitros et. al., 2014), με σκοπό να συμπεριληφθεί η επίδραση της Αλληλεπίδρασης Κατασκευής-Εδάφους-Κατασκευής στην εκτιμώμενη καθίζηση δύο γειτονικών θεμελίων	el
heal.advisorName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.committeeMemberName	Γερόλυμος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ζερβός, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής. Εργαστήριο Θεμελιώσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	193 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false