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) ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ ΜΕ ΓΕΩΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ - Γεωυφάσματα - EPS ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΡΟΣΩΜΕΙΩΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ 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 (αύξηση ιδιοπεριόδου) ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΔΑΦΙΚΩN ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ (μείωση συντελεστών ασφαλείας) ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΔΙΑΡΡΟΗ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ (επισκεψιμότητα) ΟΡΘΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΥΞΗΣΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ

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

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

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

Ορισμός συναρτήσεων χ(z) και φ(z) 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) Υπολογισμός Ακαμψίας Κατασκευής (Έυκαμπτο Βάθρο) ΚP = α ΕΙ / H3, α = 3 Ελεύθερη κεφαλή σε περιστροφή α = 12 Δεσμευμένη κεφαλή Συνολική Ακαμψία

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

Μείωση Ακαμψίας Βάθρου (Επίδραση Πάχους Περιβλήματος) Μείωση Ακαμψίας Βάθρου (Επίδραση Πάχους Περιβλήματος) Ep / Es = 1000 Ei / Es = 0.1 νs = 0.4 vi = 0.15 Hc / d = 5

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

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

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

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

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

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

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

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ Μέτρηση κατακόρυφης δύναμης Ρ Μέτρηση κατακόρυφης μετατόπισης u

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ Διαμήκης Τομή

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ Εγκάρσια Τομή

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

Παραμόρφωση Ημιδιατομής Πασσάλου Υλικό: αλουμίνιο (ρ = 2700Kg/m3) Αναμενόμενο Φορτίο: 350κPa δ = 3q(L/2)4 / 24EI L = 0.80m E = 70GPa I = πcr3 ρ = 2700 Kg / m3 q = 50 KN/m δ = 0.12 mm W = 18 Kg c = πάχος σωληνοειδούς διατομής 20mm r = ακτίνα 7.5 cm d= 15 cm

Προτεινόμενο Πρόγραμμα Δοκιμών Μονοαξονική – Ανακυκλιζόμενη Θλίψη Α/Α ΠΑΧΟΣ ΠΕΡΙΒΛΗΜΑΤΟΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΓΕΩΑΦΡΟΥ (kg/m3) d, L 1 t=3.75cm (t=0.25m) 15, 20, 25, 30, 35 Σταθερό 2 t=7.5cm (t=0.50m) 3 t=11.25cm (t=0.75m) 4 t=15cm (t=1.0m)

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

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ vf = 0.15 vp = 0.25 EP / Eι = 10000

Παραμορφώσεις Ελαστικού Περιβλήματος u/d t / d = 0.25 t / d = 0.5 t / d = 0.75 t / d = 1.00 εvol γoct 1% A 0.034 0.03882 0.03 0.03256 0.025 0.02756 0.021 0.02269 B 0.022 0.03383 0.015 0.02449 0.011 0.01795 0.00897 0.01568 C 0.03188 0.02062 0.01404 0.012 0.0122 D 0.02935 0.017 0.01603 0.00965 0.00913 0.00743 0.00705 E 0.018 0.0185 0.01 0.00954 0.00727 0.00745 0.00475 0.0047 F -0.017 0.02021 -0.013 0.0136 -0.00575 0.00601 -0.00434 0.00453 ΣΗΜΕΙΟ Α ( t / d = 0.25 , u / d = 1%) εvol = 0.034 γoct = 0.039 εz = 1% u / d = 0.0075 / 0.034 = 0.2 % ή u / t = 0.8 % u / d = 0.0105 / 0.039 = 0.3 % ή u / t = 1.2 %

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

ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ Πασσαλοομάδα 4x4 Όγκος Γεωαφρού 250 m3 ≈

ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ Πασσαλοομάδα 8x8 Όγκος Γεωαφρού 350 m3 ≈

Thank you!