Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Αριθμητική προσομοίωση της σεισμικής καταπόνησης λιμενικών κρηπιδότοιχων

Ntomopoulou Thomai

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Οι λιμενικοί κρηπιδότοιχοι είναι μεγάλες κατασκευές αντιστήριξης και αποτελούν σημαντικά έργα υποδομής στα λιμάνια. Η μελέτη της σεισμικής απόκρισης αυτών των έργων κρίνεται ιδιαίτερα σημαντική καθώς τα λιμάνια αποτελούν το κέντρο των μεταφορών και της οικονομίας σε πολλές περιοχές και ιδιαίτερα στα νησιά. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην αριθμητική προσομοίωση της σεισμικής καταπόνησης λιμενικών κρηπιδότοιχων. Η παραμετρική διερεύνηση υλοποιείται μέσω διδιάστατων δυναμικών αναλύσεων με χρήση του λογισμικού PLAXIS 2D. Το εν λόγω λογισμικό βασίζεται στη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και χρησιμοποιείται ευρέως για την προσομοίωση στατικών και δυναμικών γεωτεχνικών προβλημάτων. Πιο συγκεκριμένα, το κύριο αντικείμενο μελέτης της εργασίας αποτελεί ένα σύστημα διπλών δύσκαμπτων λιμενικών τοίχων, οι οποίοι βρίσκονται σε σχετικά κοντινή απόσταση, όπως συχνά συμβαίνει σε λιμενοβραχίονες. Το υπολογιστικό προσομοίωμα αυτού του συστήματος βασίζεται στη γεωμετρία ενός προβλήματος δύο τοίχων αντιστήριξης που περιέγραψε ο Wood (1973) χρησιμοποιώντας μία ελαστική μέθοδο δυναμικής ανάλυσης. Μεταξύ των δύο τοίχων θεωρείται ότι υπάρχει ισότροπο-ομοιογενές και ελαστικό εδαφικό υλικό, ενώ στη βάση τους τοποθετείται άκαμπτη θεμελίωση. Η αναλυτική λύση που ανέπτυξε ο Wood για τον υπολογισμό των δυναμικών ωθήσεων και των ροπών ανατροπής στη βάση του κάθε τοίχου υπό ξηρές συνθήκες χρησιμοποιείται για την επαλήθευση του αρχικού υπολογιστικού προσομοιώματος. Στη συνέχεια, η εν λόγω γεωμετρία τροποποιήθηκε, ορίζοντας μία μαλακή εδαφική στρώση στη θεμελίωση του συστήματος, επιτρέποντας κατ’ αυτόν τον τρόπο τη δυνατότητα παραμόρφωσης στους κρηπιδότοιχους. Σκοπός αυτής της διαδικασίας προσομοίωσης ήταν η δημιουργία ρεαλιστικών εδαφικών συνθηκών σε ένα λιμένα. Για τον υπολογισμό των τιμών των εδαφικών ωθήσεων χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των Mononobe – Okabe (Okabe 1926, Mononobe & Matsuo 1929) η οποία βασίζεται στη μέθοδο Coulomb υπολογίζοντας επιπλέον τις αδρανειακές δυνάμεις που ασκούνται στο σύστημα τοίχος – έδαφος. Η εφαρμογή της μεθόδου γίνεται υπό ψευδοστατικές συνθήκες ανάλυσης. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας αρχικά πραγματοποιήθηκε έλεγχος αξιοπιστίας της αριθμητικής προσομοίωσης με τις προαναφερθείσες αναλυτικές μεθοδολογίες. Συγκεκριμένα, το προσομοίωμα των δύο δύσκαμπτων τοίχων επαληθεύτηκε με τη μέθοδο του Wood και αντίστοιχα η επαλήθευση του συστήματος των εύκαμπτων κρηπιδότοιχων πραγματοποιήθηκε κατά Mononobe – Okabe. Στις αριθμητικές αναλύσεις χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικές γεωμετρίες ως προς την απόσταση των δύο τοίχων οι οποίες ορίστηκαν από τον λόγο μήκους προς ύψος. Αρχικά, θεωρήθηκε μία μικρή απόσταση μεταξύ των δύο τοίχων, ορίζοντας τον λόγο L/H = 3, ενώ στη συνέχεια οι ίδιες αναλύσεις έγιναν για τριπλάσια απόσταση ανάμεσα στους δύο τοίχους, δηλαδή για λόγο L/H = 10. Για τη ρεαλιστική προσέγγιση της σεισμικής απόκρισης ενός συστήματος διπλών λιμενικών κρηπιδότοιχων χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικές περιπτώσεις στις οποίες βασική μεταβλητή αποτέλεσε η γωνία εσωτερικής τριβής. Η πρώτη περίπτωση αφορά ένα προσομοίωμα με τυπικές τιμές στις γωνίες τριβής του εδάφους πλήρωσης και του εδάφους θεμελίωσης. Στη συνέχεια, για την προσομοίωση συνθηκών ρευστοποίησης των εδαφών του υπό μελέτη συστήματος μειώθηκαν οι γωνίες εσωτερικής τριβής. Η επιλογή αυτή αποσκοπεί στη δραστική μείωση της διατμητικής αντοχής των εδαφών, η οποία προκαλείται εξαιτίας της ρευστοποίησης. Με βάση τα παραπάνω, η δεύτερη περίπτωση αφορά ένα προσομοίωμα με μειωμένη γωνία τριβής μόνο στο υπέδαφος της θεμελίωσης, ενώ στην τρίτη -και δυσμενέστερη περίπτωση ως προς τις εδαφικές συνθήκες- μειώθηκε η γωνία εσωτερικής τριβής, όχι μόνο στη στρώση της θεμελίωσης, αλλά και στο αντιστηριζόμενο έδαφος μεταξύ των δύο τοίχων. Με βάση τα καταγεγραμμένα περιστατικά σε ισχυρούς σεισμούς, οι διπλοί κρηπιδότοιχοι τείνουν να στρίψουν ή/και να απομακρυνθούν μεταξύ τους, δηλαδή να μετατοπιστούν προς την πλευρά της θάλασσας εκατέρωθεν. Στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας, για την ενίσχυση του υπό μελέτη συστήματος και την αποφυγή των προαναφερθέντων πιθανών σεισμικών βλαβών, τοποθετήθηκαν διαγώνιοι και οριζόντιοι ελκυστήρες οι οποίοι ενώνουν τους δύο τοίχους μεταξύ τους. Η εφαρμογή των ελκυστήρων έγινε και για τις τρεις περιπτώσεις που αναφέρθηκαν και χρησιμοποιώντας δύο παλμούς Ricker με συχνότητες 6Hz και 2Hz ως διεγέρσεις βάσης. Τέλος, μία ακόμη βασική παράμετρος για τον έλεγχο της συμπεριφοράς των λιμενικών τοίχων υπό σει

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες