Σεισμική Μόνωση Κατασκευών Θεμελιωμένων με Πασσάλους με Χρήση Γεωαφρού EPS Γιώργος Μυλωνάκης, Επίκουρος Καθηγητής Παναγιώτης Παπαστυλιανού, Υποψήφιος Διδάκτορας ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ TΡΩΤΟΤΗΤΑ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΣΕΙΣΜΟΥΣ (Αστοχίες) TΡΩΤΟΤΗΤΑ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΣΕΙΣΜΟΥΣ (Αστοχίες) ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ ΜΕ ΓΕΩΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ ΜΕ ΓΕΩΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ - Γεωυφάσματα - EPS ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΡΟΣΩΜΕΙΩΣΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΡΟΣΩΜΕΙΩΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

San Fernando 1971 I5-I210

Loma Prieta 1989 (Cypress Viaduct)

Loma Prieta 1989 (Cypress Viaduct – bent 75)

Northridge 1994 (Gavin Canyon)

Northridge 1994

Northridge 1994 (La Cienega Blvd)

Northridge 1994 (Gavin Canyon)

Kobe 1995 (Hanshin Expressway)

Kobe 1995 (Higashi Kobe bridge)

Kobe 1995 (Pier 57)

Chi – Chi 1999 (Bei Feng Bridge)

Chi – Chi 1999 (Ming Chu Bridge)

Chi – Chi 1999 (Wu Hsi Bridge)

Chi – Chi 1999 (Wu Hsi Bridge)

Chi – Chi 1999 (Shih Wui Bridge)

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΕΝΑΝΤΙ ΣΕΙΣΜΟΥ Εννοιολογικό Πλαίσιο

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΦΑΣΜΑ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ T ~

ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ (Yegian & Kadakal 2003)

ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS

ΣΤΟΧΟΙ ΜΕΙΩΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΩΔΟΜΗ ΜΕΙΩΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΩΔΟΜΗ (αύξηση ιδιοπεριόδου) (αύξηση ιδιοπεριόδου) ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΔΑΦΙΚΩN ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΔΑΦΙΚΩN ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ (μείωση συντελεστών ασφαλείας) (μείωση συντελεστών ασφαλείας) ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΔΙΑΡΡΟΗ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΔΙΑΡΡΟΗ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ (επισκεψιμότητα) (επισκεψιμότητα) ΟΡΘΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΟΡΘΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΥΞΗΣΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΑΥΞΗΣΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ

Υπολογισμός Ακαμψίας Εύκαμπτου Πασσάλου με Μαλακό Περίβλημα ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΣΤΟΧΟΙ: ΣΤΟΧΟΙ: ΜΕΙΩΣΗ ΑΚΑΜΨΙΑΣ ΑΝΩΔΟΜΗΣ (ΑΥΞΗΣΗ ΙΔΙΟΠΕΡΟΔΟΥ) ΜΕΙΩΣΗ ΑΚΑΜΨΙΑΣ ΑΝΩΔΟΜΗΣ (ΑΥΞΗΣΗ ΙΔΙΟΠΕΡΟΔΟΥ) ΜΕΙΩΣΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ & ΜΕΙΩΣΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ & ΚΑΜΠΤΙΚΩΝ ΡΟΠΩΝ ΠΑΣΣΑΛΩΝ ΚΑΜΠΤΙΚΩΝ ΡΟΠΩΝ ΠΑΣΣΑΛΩΝ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΣΕ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗ ΦΟΡΤΙΣΗ

Προσομοίωση Πασσάλου – Μαλακού Περιβλήματος – Εδάφους με Ελατήρια Winkler Σταθερές Ελατηρίων (Roesset 1980) (Roesset 1980) (Novak & Sheta 1981) (Novak & Sheta 1981)

Υπολογισμός Ακαμψίας Εύκαμπτου Πασσάλου με Μαλακό Περίβλημα (Mylonakis 1995) Συντελεστές δυσκαμψίας: Κ hh : Πλευρική μετατόπιση κεφαλής υπό μηδενική περιστροφή Κ rr : Περιστροφή κεφαλής υπό μηδενική μετατόπιση Κ hr : Σύζευξη πλευρικής μετατόπισης - περιστροφής Ενεργειακές σχέσεις για έδαφος μεταβλητής στιφρότητας:

Συναρτήσεις Σχήματος Ορισμός συναρτήσεων χ(z) και φ(z) χ(z): σχήμα παρεκτροπής πασσάλου για μοναδιαία μετατόπιση κεφαλής υπό μηδενική περιστροφή [ χ(0)=1, χ ’ (0)=0 ]. φ(z): σχήμα παρεκτροπής λόγω μοναδιαίας περιστροφής κεφαλής υπό μηδενική μετάθεση [ φ(0)=0, φ ’ (0)=1 ]. Παράμετρος σχήματος μ: μέση τιμή παραμέτρου Winkler λ στο ενεργό μήκος του πασσάλου.

Υπολογισμός Ακαμψίας Κατασκευής (Έυκαμπτο Βάθρο) Κ P = α ΕΙ / H 3, α = 3 Ελεύθερη κεφαλή σε περιστροφή Συνολική Ακαμψία α = 12 Δεσμευμένη κεφαλή α = 12 Δεσμευμένη κεφαλή

Υπολογισμός Ακαμψίας Κατασκευής Επίδραση Θεμελίωσης στη Δυσκαμψία Βάθρου (Ισοδύναμο Ελατήριο Κf)

Μείωση Ακαμψίας Βάθρου (Επίδραση Πάχους Περιβλήματος) E p / E s = 1000 E i / E s = 0.1 ν s = 0.4 v i = 0.15 H c / d = 5

Αύξηση Καμπτικής Ροπής Πασσάλου Λόγω Μαλακού Περιβλήματος H c / d = 3 H / d = 5

Αύξηση Καμπτικής Ροπής Πασσάλου Λόγω Μαλακού Περιβλήματος (H/d=5) H c / d = 5 H c / d = 10

Μετακινήσεις Πασσάλου H / d = 5 H c / d = 3

H c / d = 5 H c / d = 10 Μετακινήσεις Πασσάλου (H/d=5)

Πειραματική Διερεύνηση Πειραματική Διερεύνηση t =25cm, 50cm, 75cm, 100cm t =25cm, 50cm, 75cm, 100cm d =1m d =1m

Στόχοι Πειραματικής Διερεύνησης ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΤΑΘΕΡΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΤΑΘΕΡΩΝ ΚΑΤΑΝΕΜΗΜΕΝΩΝ ΕΛΑΤΗΡΙΩΝ ΚΑΤΑΝΕΜΗΜΕΝΩΝ ΕΛΑΤΗΡΙΩΝ Winkler ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙ ΤΗΣ Winkler ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙ ΤΗΣ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΣΣΑΛΟΥ-ΓΕΩΑΦΡΟΥ ΣΕ ΑΝΑΚΥΚΛΙΖΟΜΕΝΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΣΣΑΛΟΥ-ΓΕΩΑΦΡΟΥ ΣΕ ΑΝΑΚΥΚΛΙΖΟΜΕΝΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΣΣΑΛΟΥ-ΓΕΩΑΦΡΟΥ ΣΕ ΜΕΓΑΛΕΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΣΣΑΛΟΥ-ΓΕΩΑΦΡΟΥ ΣΕ ΜΕΓΑΛΕΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

ΠΛΑΙΣΙΟ ΦΟΡΤΙΣΗΣ MTS-Adamel ικανότητας 100kN ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ κύριος περιορισμός: πλάτος πλαισίου φόρτισης 55cm

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ Μέτρηση κατακόρυφης δύναμης Ρ Μέτρηση κατακόρυφης μετατόπισης u

Διαμήκης Τομή ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ

Εγκάρσια Τομή

ΜΟΡΦΗ ΔΟΚΙΜΙΟΥ Γεωαφροί: EPS10, EPS15, EPS20, EPS25, EPS30, EPS35 t =3.75cm, 7.5cm, 11.25cm, 15cm t =3.75cm, 7.5cm, 11.25cm, 15cm d =15 cm d =15 cm

Παραμόρφωση Ημιδιατομής Πασσάλου δ = 3q(L/2) 4 / 24EI L = 0.80m E = 70GPa I = πcr 3 ρ = 2700 Kg / m 3 q = 50 KN/m c = πάχος σωληνοειδούς διατομής 20mm r = ακτίνα 7.5 cm d= 15 cm δ = 0.12 mm W = 18 Kg Υλικό: αλουμίνιο (ρ = 2700Kg/m 3 ) Αναμενόμενο Φορτίο: 350κPa

Προτεινόμενο Πρόγραμμα Δοκιμών Α/Α ΠΑΧΟΣ ΠΕΡΙΒΛΗΜΑΤΟΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΓΕΩΑΦΡΟΥ (kg/m 3 ) d, L 1t=3.75cm(t=0.25m) 15, 20, 25, 30, 35 Σταθερό 2t=7.5cm(t=0.50m) Σταθερό 3t=11.25cm(t=0.75m) Σταθερό 4t=15cm(t=1.0m) Σταθερό Μονοαξονική – Ανακυκλιζόμενη Θλίψη Μονοαξονική – Ανακυκλιζόμενη Θλίψη

Αναμενόμενες Παραμορφώσεις Υπολογισμός Οκταεδρικής και Ογκομετρικής Παραμόρφωσης σε Μονοαξονική Θλίψη ν ι =0.15

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ v f = 0.15 v p = 0.25 E P / E ι = 10000

u/d t / d = 0.25t / d = 0.5t / d = 0.75t / d = 1.00 ε vol γ oct ε vol γ oct ε vol γ oct ε vol γ oct 1% A B C D E F Παραμορφώσεις Ελαστικού Περιβλήματος ΣΗΜΕΙΟ Α ( t / d = 0.25, u / d = 1%) ε vol = γ oct = ε z = 1% u / d = / = 0.2 % ή u / t = 0.8 % u / d = / = 0.3 % ή u / t = 1.2 %

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΓΕΦΥΡΩΝ ΥΠΟ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΓΕΦΥΡΩΝ ΥΠΟ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ & ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΕ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ & ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΕ ΕΞΕΛΙΞΗ

ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ Πασσαλοομάδα 4x4 Όγκος Γεωαφρού 250 m 3 ≈

ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ Πασσαλοομάδα 8x8 Όγκος Γεωαφρού 350 m 3 ≈

Thank you!