Επιρροή της Διάρκειας της Σεισμικής Διέγερσης στην Εδαφική Ενίσχυση        

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Κλούβας Μιχαήλ                           
Επιβλέπων Καθηγητής: Μπουκοβάλας Γ., Αν. Καθηγητής       
Ημερομηνία : Ιούλιος 2001

Σκοπός. 
Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έχει σκοπό να προσδιορίσει εμπειρικές σχέσεις για τον υπολογισμό του συντελεστή ενίσχυσης της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας Αν και της κανονικοποιημένης ελαστικής φασματικής επιτάχυνσης Αsa* λαμβάνοντας υπόψη την επιρροή της διάρκειας της σεισμικής διέγερσης. Η εμπειρική σχέση για το Αsa*  σε συνδυασμό με την αντίστοιχη εμπειρική σχέση για τον προσδιορισμό της ενίσχυσης της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης Αα χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη των ελαστικών φασμάτων απόκρισης. 
Περαιτέρω η εργασία αυτή αποσκοπεί στην αξιολόγηση των εμπειρικών σχέσεων συγκρίνοντας τα αποτελέσματά τους με αντίστοιχα από αναλύσεις σεισμικής απόκρισης, αλλά και πραγματικές καταγραφές χρονοϊστοριών επιτάχυνσης ώστε να εξακριβωθεί η αξιοπιστία τους.
Τα πλεονεκτήματα που παρέχονται από τις  εν λόγω  εμπειρικές σχέσεις είναι τα εξής:

--> Η υπολογιστική διαδικασία γίνεται σημαντικά ευκολότερη αφού τα απαιτούμενα γεωτεχνικά δεδομένα είναι άμεσα διαθέσιμα στον μελετητή.
--> Εφαρμόζονται σε συνήθη οικοδομικά έργα Πολιτικού Μηχανικού, αλλά και σε έργα ακριβέστερου αντισεισμικού σχεδιασμού, σε επίπεδο προκαταρτικής μελέτης τουλάχιστον.
--> Οιεμπειρικές σχέσεις είναι εύκολο να συνδυαστούν με μια βάση γεωλογικών δεδομένων σε σύστημα (G.I.S.) ώστε σε συνδυασμό με αυτά να δίνουν προβλέψεις για την εδαφική ενίσχυση.

Μεθοδολογία.
Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην παρούσα εργασία περιλαμβάνει δύο στάδια:
--> Εκτίμηση των προαναφερθέντων εμπειρικών σχέσεων μέσω στατιστικής επεξεργασίας βάσης αποτελεσμάτων αναλύσεων σεισμικής απόκρισης. Η εν λόγω βάση περιέχει δεδομένα με εκτιμήσεις εδαφικής ενίσχυσης από περισσότερες των 700 αναλύσεων σεισμικής απόκρισης που πραγματοποιήθηκαν με χρήση του λογισμικού Η/Υ 'SHAKE'. Οι εγγραφές στη βάση δεδομένων αντιστοιχούν σε αναλύσεις  με ευρύ πεδίο συνθηκών εδάφους και είδους διεγέρσεων.
Συγκεκριμένα, οι αναλύσεις έχουν γίνει για:
α) μέγιστη επιτάχυνση στο σεισμικό υπόβαθρο abmax  από 0,01g έως 0,54g ,
β) μέση ταχύτητα διάδοσης διατμητικών κυμάτων στο σεισμικό υπόβαθρο     Vb=550, 750, 1000m/sec,
γ) εδαφικές στρώσεις με πάχη Η από 4 έως 240m και ιδιοπεριόδους Τs από 0,05sec ,
δ) διεγέρσεις με αριθμό κύκλων  ισοδύναμης ομοιόμορφης διέγερσης n από 0,5 έως 24 κύκλους, χρονική διάρκεια της ισχυρής σεισμικής κίνησης (strong motion) t από 6 έως 120 sec, και ιδιοπεριόδους Τe από 0,1 έως 0.8 sec που αντιπροσωπεύουν εν γένει τους σεισμούς στον Ελλαδικό χώρο.

--> Εκτίμηση αξιοπιστίας των εμπειρικών σχέσεων για το  Αν  το Αsa* (αλλά και το συντελεστή ενίσχυσης της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης Αα) μέσω σύγκρισης με αποτελέσματα αναλύσεων σεισμικής απόκρισης και με πραγματικές καταγραφές χρονοϊστοριών επιτάχυνσης σε «έδαφος» και «βράχο».

Οι αναλύσεις σεισμικής απόκρισης που χρησιμοποιήθηκαν έγιναν στα πλαίσια της μικροζωνικής μελέτης των Άνω Λιοσίων, ενώ οι πραγματικές καταγραφές προέκυψαν από τον σεισμό της Αθήνας (7-9-1999). Σημειώνεται ότι τα δεδομένα αυτά δεν περιέχονται καθ' οιονδήποτε τρόπο στην βάση δεδομένων και χρησιμοποιούνται για τη σύγκριση με τις προβλέψεις των εμπειρικών σχέσεων.

Συμπεράσματα.
Τα κύρια συμπεράσματα της παρούσας εργασίας είναι τα εξής:
Η διάρκεια της διέγερσης όπως αυτή εκφράζεται συναρτήσει του αριθμού κύκλων n, έχει ασήμαντη επίδραση στο δυναμικό συντελεστή ενίσχυσης της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας  Αν . Για τον συντελεστή αυτό, σημαντικοί παράγοντες παραμένουν οι abmax,  Τe, Τs  και Tb.
Αντίθετα, η διάρκεια της διέγερσης έχει σημαντική επίδραση στην μέγιστη (Αsa*,p) και την παραμένουσα (Αsa*,r) τιμή της κανονικοποιημένης φασματικής ενίσχυσης (Αsa*). Συγκεκριμένα, αύξηση του αριθμού κύκλων ισοδύναμης ομοιόμορφης διέγερσης n βρέθηκε να επιφέρει μειώσεις στις παραπάνω τιμές των κανονικοποιημένων φασματικών επιταχύνσεων.

Οι εμπειρικές σχέσεις μπορούν αξιόπιστα να προβλέψουν την εδαφική ενίσχυση στη μέγιστη εδαφική επιτάχυνση, τη μέγιστη εδαφική ταχύτητα αλλά και τα ελαστικά φάσματα απόκρισης.