Το φαινόμενο της οριζόντιας εξάπλωσης ελαφρώς κεκλιμένων εδαφικών στρώσεων λόγω σεισμικής ρευστοποίησης σε θέση νέας κατασκευής μπορεί να αποτραπεί με χρήση πλήθους μεθόδων βελτίωσης του εδάφους. Όμως μεγάλο μέρος των μεθόδων αυτών δεν είναι εφικτό να εφαρμοστούν στην περίπτωση υφιστάμενων κατασκευών. Επομένως είναι απαραίτητο να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα των λίγων μεθόδων βελτίωσης που μπορούν να εφαρμοστούν σε τέτοιες περιπτώσεις. Έτσι, στόχος της εργασίας είναι η διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης δύο διαφορετικών θεμελιολωρίδων πλάτους B = 5m και B = 20m επί ήπια κεκλιμένης ρευστοποιήσιμης στρώσης πάχους 10m και κλίσης 2ο, πριν και μετά τη βελτίωση τους με πλαστικά στραγγιστήρια και περιμετρικά τοιχία, δύο ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους βελτίωσης σε υφιστάμενες κατασκευές. Η αριθμητική διερεύνηση έγινε με χρήση του λογισμικού πεπερασμένων διαφορών FLAC, ενώ η ρευστοποιήσιμη εδαφική στρώση προσομοιώθηκε με το καταστατικό προσομοίωμα NTUA-SAND. Πέραν του πλάτους των θεμελιολωρίδων (που θεωρήθηκε ίσο με το μισό ή το διπλάσιο του πάχους της ρευστοποιήσιμης στρώσης), διερευνήθηκε η απόκριση πριν και μετά τη βελτίωση για διαφορετικές αρμονικές διεγέρσεις (σε όρους μέγιστης επιτάχυνσης, περιόδου και αριθμού κύκλων) και διαφορετικές τιμές μέσου φορτίου και εκκεντρότητάς του στα θεμέλια. Από τη διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης των θεμελιολωρίδων στη μη-βελτιωμένη ελαφρώς κεκλιμένη εδαφική στρώση προέκυψαν τα παρακάτω συμπεράσματα:

• Ένα τέτοιο θεμέλιο μετακινείται οριζόντια (προς τα κατάντη), καθιζάνει και στρέφεται ελαφρώς προς τα κατάντη, ακόμη και υπό κεντρική φόρτιση.

• Η οριζόντια μετατόπιση του θεμελίου είναι μικρότερη ή ίση εκείνης του ελεύθερου πεδίου της οριζόντιας εξάπλωσης.

•  Αύξηση του μέσου φορτίου οδηγεί σε αύξηση των καθιζήσεων, αλλά η οριζόντια μετατόπιση και η στροφή εξαρτώνται από το πλάτος του θεμελίου.

•  Η επιβολή έκκεντρης φόρτισης στο θεμέλιο δε διαφοροποιεί σημαντικά την απόκριση του στην οριζόντια μετατόπιση και καθίζηση.

Από τη διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης των θεμελιολωρίδων μετά από βελτίωση με διάφορες διατάξεις πλαστικών στραγγιστηρίων προέκυψαν τα παρακάτω συμπεράσματα:

• Η χρήση περιμετρικών πλαστικών στραγγιστηρίων γύρω από τα θεμέλια δεν απομειώνει την οριζόντια μετατόπισή τους, ενώ προκαλεί μικρή απομείωση (12%) στις καθιζήσεις. Η τοποθέτηση μιας επιπλέον σειράς στραγγιστηρίων στο κέντρο των θεμελίων καθιστά λίγο πιο σημαντική την απομείωση των καθιζήσεων (29%).

• Μόνο η τοποθέτηση καννάβου στραγγιστηρίων κάτω από ολόκληρη την επιφάνεια της θεμελίωσης οδηγεί σε σημαντική μείωση των καθιζήσεων (51%), αλλά και σε ελαφρά  απομείωση της οριζόντιας μετατόπισης (25%). Όμως, μια τέτοια διάταξη στραγγιστηρίων είναι πρακτικώς ανέφικτη σε υφιστάμενες κατασκευές.

•  Όμως όλες οι διατάξεις στραγγιστηρίων έχουν ως αποτέλεσμα την εμφάνιση έντονων στροφών προς τα κατάντη.

Από τη διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης των θεμελιολωρίδων μετά από βελτίωση με περιμετρικά τοιχία διαφορετικού είδους και βάθους προέκυψαν τα παρακάτω συμπεράσματα:

•  Η εφαρμογή περιμετρικών τοιχίων από οπλισμένο σκυρόδεμα μέχρι το βάθος της ρευστοποιήσιμης στρώσης μηδενίζει οριζόντιες μετατοπίσεις, καθιζήσεις και στροφές. Αν ο ίδιος τοίχος είναι από αλληλοτεμνόμενους εδαφοπασσάλους, το θεμέλιο έχει μηδενικές καθιζήσεις και στροφές, αλλά διατηρεί μικρές οριζόντιες μετατοπίσεις (απομείωση 66%).

• Διατάξεις περιμετρικών τοιχίων μικρότερου βάθους δεν κατορθώνουν να απομειώσουν τις οριζόντιες μετατοπίσεις του θεμελίου, αλλά προσφέρουν μια ελαφριά απομείωση στις καθιζήσεις (22% έως 50%). Αντιθέτως, καταφέρνουν να απομειώσουν σημαντικά τις στροφές του θεμελίου (65% έως 87%).

Με άλλα λόγια, ρεαλιστικές διατάξεις πλαστικών στραγγιστηρίων δεν επιφέρουν ουσιώδη βελτίωση στη σεισμική απόκριση θεμελιολωρίδων. Αντιθέτως, η χρήση περιμετρικών τοιχίων είναι πολύ αποτελεσματική, αρκεί να φτάνουν μέχρι τη βάση της ρευστοποιήσιμης στρώσης. Η χρήση βαθιών τοιχίων από οπλισμένο σκυρόδεμα είναι προτιμητέα, αν και η απόκριση των βαθιών τοιχίων από αλληλοτεμνόμενους εδαφοπασσάλους είναι επαρκώς ικανοποιητική.