Αναθεώρηση Σχέσεων Υπολογισμού Φέρουσας Ικανότητας και Καθιζήσεων Θεμελίου επί Ρευστοποιήσιμου Εδάφους

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Αγγελής Αργύρης Σταύρος
Επιβλέπων Καθηγητής: Μπουκοβάλας Γ., Καθηγητής
Ημερομηνία : Φεβρουάριος 2015

Σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες η θεμελίωση κατασκευών σε ρευστοποιήσιμα εδάφη με επιφανειακή θεμελίωση είναι εφικτή, αφού προηγουμένως πραγματοποιηθεί βελτίωση του εδάφους θεμελίωσης σε συγκεκριμένο πάχος και πλάτος γύρω από το θεμέλιο. Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής της Β. Δημητριάδη (2014) εξετάστηκε η ανωτέρω επιλογή θεμελίωσης με την πραγματοποίηση αριθμητικών αναλύσεων και την ακόλουθη διατύπωση μια απλοποιημένης μεθοδολογίας σχεδιασμόυ. Σύμφωνα με αυτήν, η σεισμική απόκριση της θεμελίωσης αποτιμάται τόσο σε όρους σεισμικών καθιζήσεων όσο και ως προς την μετασεισμική απομειωμένη φέρουσα ικανότητα.

Από τη διερεύνηση των αριθμητικών αποτελεσμάτων των αναλύσεων, στην παρούσα εργασία, προέκυψε ότι ο υπολογισμός της απομειωμένης φέρουσας ικανότητας ήταν επηρεασμένος από τις θεωρούμενες συνοριακές συνθήκες κατά τη φάση της μετασεισμικής φόρτισης του θεμελίου. Πιο συγκεκριμένα, η διατήρηση των συνοριακών συνθηκών των συζευγμένων κόμβων (tied node boundary conditions) κατά το στάδιο της σταδιακής αύξησης του φορτίου του θεμελίου q μετά το τέλος της διέγερσης και έως την αστοχία, είχε ως αποτέλεσμα την πρόβλεψη μικρότερων τιμών απομειωμένης φέρουσας ικανότητας.

Με δεδομένη την ανωτέρω επιρροή των συνοριακών συνθηκών στον προσδιορισμό της απομειωμένης φέρουσας ικανότητας των αριθμητικών αναλύσεων, στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η επανεξέταση των αριθμητικών αποτελεσμάτων, ο υπολογισμός των «πραγματικών» τιμών της απομειωμένης φέρουσας ικανότητας και τέλος η αναθεώρηση των αναλυτικών σχέσεων υπολογισμού.

Για τον υπολογισμό της απομειωμένης φέρουσας ικανότητας χρησιμοποιήθηκε το υπερβολικής μορφής προσομοίωμα φορτίου-μετατόπισης, για τα αρχικά στάδια της μετα-σεισμικής καμπύλης των αριθμητικών αναλύσεων. Με βάση αυτές τις τιμές, πραγματοποιήθηκε εκ νέου στατιστική επεξεργασία και προέκυψαν οι ακόλουθες αναθεωρημένες αναλυτικές και εμπειρικές σχέσεις υπολογισμού τόσο της δυναμικής καθίζησης όσο και του απομειωμένου συντελεστή ασφαλείας:

2-Δ αναλύσεις θεμελιολωρίδας

Καθίζηση για «άπειρη» βελτίωση

Καθίζηση για περιορισμένη βελτίωση

Συντελεστής ασφαλείας για περιορισμένη βελτίωση

3-Δ αναλύσεις ορθογωνικού θεμελίου

Καθίζηση για «άπειρη» βελτίωση

Καθίζηση για περιορισμένη βελτίωση

Συντελεστής ασφαλείας για περιορισμένη βελτίωση

Οι αναλυτικές εκφράσεις για τον υπολογισμό της καθίζησης για περιορισμένη βελτίωση (2, 5 και 5.1) είναι ίδιες μ’ αυτές που παρουσιάστηκαν από την Δημητριάδη (2014), καθώς προέκυψαν από στατιστική επεξεργασία των τιμών των καθιζήσεων, οι οποίες δεν μεταβλήθηκαν απ’ την παρούσα εργασία. Οι νέες αναθεωρημένες αναλυτικές σχέσεις που προτείνονται βρίσκονται σε καλή συμφωνία με τα αριθμητικά αποτελέσματα τόσο για τις 2-Δ όσο και για τις 3-Δ αναλύσεις. Μάλιστα, όπως παρουσιάζεται στους πίνακες που ακολουθούν, οι αναθεωρημένες σχέσεις έχουν σε όλες τις περιπτώσεις χαμηλότερη τιμή όσον αφορά την τυπική απόκλιση του σχετικού σφάλματος.

 

Πίνακας I:           Τυπική απόκλιση σχ. σφάλματος για τις σχέσεις (2-Δ).

2

Τυπική Απόκλιση Σχ. Σφάλματος

Αναθεωρημένη Σχέση

Παλαιά Σχέση

ρdyn-F.S.deg

14%

21%

ρdyn - Limp

7%

7%

F.S.deg - Limp

18%

23%

 

Πίνακας II:           Τυπική απόκλιση σχ. σφάλματος για τις σχέσεις (3-Δ).

3

Τυπική Απόκλιση Σχ. Σφάλματος

Αναθεωρημένη Σχέση

Παλαιά Σχέση

ρdyn-F.S.deg

18%

23%

ρdyn - Limp

5%

5%

F.S.deg - Limp

7%

25%


 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ