Αριθμητική διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης πασσάλου υπό καθεστώς ρευστοποίησης και οριζόντιας μετατόπισης του εδάφους

Abstract

Αντικείμενο της Διατριβής είναι η συστηματική διερεύνηση των μηχανισμών που επιδρούν στις καμπύλες p-y για πασσάλους σε άμμο υπό οριζόντια φορτία λόγω μετακίνησης του εδάφους, καθώς και η διατύπωση νέων σχέσεων υπολογισμού. Για τον σκοπό αυτό αναπτύχθηκε και τεκμηριώθηκε, μέσω σύγκρισης με πειράματα φυγοκεντριστή, μια τρι-διάστατη αριθμητική μεθοδολογία προσομοίωσης του φαινομένου με κύρια χαρακτηριστικά: (α) τη δυνατότητα προσομοίωσης τόσο έγχυτων όσο και εμπηγνυόμενων πασσάλων και (β) την εισαγωγή ενός νέου τύπου συνόρων ελεύθερου πεδίου για την ακριβή προσομοίωση των συνθηκών του απειρομήκους πρανούς. Αναφορικά σε εδάφη με ρευστοποίηση, οι προτεινόμενες σχέσεις αναθεωρούν βασικές παραδοχές των υφιστάμενων και εισάγουν στον υπολογισμό πρόσθετες παραμέτρους (π.χ. μέθοδος εγκατάστασης). Αναφορικά σε εδάφη χωρίς ρευστοποίηση υπό πλευρική εξάπλωση, οι προτεινόμενες σχέσεις, σε αντίθεση με τις υφιστάμενες, λαμβάνουν υπόψη την έντονη διαστολικότητα που μπορεί να αναπτυχθεί, υπό προϋποθέσεις (π.χ. περιορισμένη δυνατότητα στράγγισης, μεγάλες μετακινήσεις), κοντά στην επιφάνεια και τη συνεπαγόμενη σημαντική αύξηση των επιβαλλόμενων πιέσεων.

The Thesis deals with the systematic investigation of the mechanisms that govern p-y response of piles in sands, undergoing lateral loads due to large ground displacement, as well as the development of new multivariable relationships. For this purpose, a 3-dimensional numerical methodology was developed and verified against centrifuge tests. The main characteristics of the methodology are: (a) the capability to simulate both excavated and driven piles and (b) the development of a new type of free field boundaries for the accurate simulation of the kinematics of infinite slopes. As for soils without liquefaction, the proposed relations revise basic concepts of existing methodologies and introduce new parameters in the computations (e.g. pile installation method). As for soils with liquefaction undergoing lateral spreading, the proposed relations, contrary to existing methodologies, take into account the severe dilation that can take place, under certain conditions (e.g. limited drainage capability, large displacements), close to the ground surface, and the consequent large increase of the imposed loads from the surrounding soil.