Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης...

8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους

1/12

Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής

στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους

Σωτήρης Αργυρούδης, Γρηγόρης Τσινίδης, Filippo Gatti, Κυριαζής Πιτιλάκης

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης


2/12

Εισαγωγή ‐ Στόχοι• Η εμφάνιση σεισμικών βλαβών σε σήραγγες είναι περιορισμένη σε σχέση με τις

επιφανειακές κατασκευές. Ωστόσο, οι σήραγγες εξακολουθούν να είναι τρωτέςκατασκευές ιδιαίτερα σε μικρά βάθη.

0.8

.

n c e

P(2)slight

P(1)none

0.4

0.6

i l i t y o f E x c e d

P(3)moderate

Καμπύλες τρωτότητας:

‐ Εμπειρικές

0.0

0.2

P r o b

a b

Intensit Measure

ModerateExtensive

IM1

P(4)extensive

‐

‐ Έμπειρη κρίση

• Εμπειρικές καμπύλες από παρατηρήσεις βλαβών σε σεισμούς:

ATC13

(1985),

HAZUS

(NIBS,

2004),

American

Lifelines

Alliance

(2002)

Αναλυτικές καμπύλες τρωτότητας με χρήση αριθμητικών μεθόδων

Επιρροή των εδαφικών συνθηκών και της αλληλεπίδρασης εδάφους‐κατασκευής

2


3/12

Μεθοδολογία

Τυπολογία σηράγγων Τύπος εδάφους Σεισμικές κινήσεις εισαγωγής

Τυπικά προσομοιώματα σήραγγας

Τυπικά εδαφικά προσομοιώματα

Επιλογή επιταχυνσιογραφημάτων,κλιμάκωση σε στάθμες έντασης

1 ∆ ισοδύναμμες γραμμικές

αναλύσεις

2 ∆ δυναμικές αναλύσεις

συζευγμένων

∆είκτης βλάβης

( ∆.Β), στάθμες

εδάφους-σήραγγας Παράμετροι δυσκαμψίας

και απόσβεσης εδάφους

. , ∆.Β για κάθε σ.β

Συσχέτιση δείκτη βλάβης και σεισμικής έντασης (Σ.Ε), προσδιορισμός μέσων

τιμών κατωφλίου Σ.Ε σε κάθε σ.β.

Καμπύλες

τρωτότητας

για κάθε

απαίτηση, αντοχή, ορισμός ∆.Β και σ.β)

Επιμέρους βήματα για την εξαγωγή των αναλυτικών καμπυλών τρωτότητας

τ πο σ ραγγας και ε φους

3

σηρ γγων μικρο ους


4/12

Δείκτες βλάβης

Λόγος της μέγιστης δρώσας ροπής (Msd) προς την ροπή αντοχής (ΜRd) της διατομής της σήραγγας

Στάθμη βλάβης (σ.β)

∆ιακύμανση του ∆είκτη Βλάβης ( ∆.Β)

Κεντρική τιμή του ∆.Β

Καθόλου ∆.Β ≤ 0.7 -


5/12

Γεωμετρικές και μηχανικές ιδιότητες των σηράγγων

Σ ετικ δυσκα ία

Κατασκευή εδάφους-κατασκευής FΕδαφικός τύπος C

Εδαφικός τύπος D

διατομή 1 (C40/50, S500, As* = 16 cm2/m, c** = 4.5cm) 8.8 2.7

Διάμετρος: 6 m

Πάχος διατομής: 0.3 m

Βάθο : ‐10 mδιατομή 2 (C20/25, S400, As* = 16 cm

2/m, c** = 4.0cm) 12.5 3.9

*καμπτικός οπλισμός ανά παρειά, ** επικάλυψη

Ι ι τητες ε α ικ ν υ ικ ν

• Δύο εξιδανικευμένα εδαφικά προφίλ, βάθους 50 m

,

• Οι παράμετροι δυσκαμψίας και απόσβεσης υπολογίζονται μέσω μονοδιάστατων

αναλύσεων εδαφικής απόκρισης έτσι ώστε να είναι συμβατές με τις εδαφικές

0

0 100 200 300 400Vso (m/s)

0

0 100 200 300c (kPa)

0

0 50 100 150 200 250

G (MPa)

παραμορ σεις

10

20

30

40

z ( m )

10

20

30

40

z ( m )

10

20

30

40

z ( m )

5

50

Soil Type C Soil Type D

50 50


6/12

Σεισμικές διεγέρσεις

• 6 σεισμικές καταγραφές

• Κλιμακούμενης έντασης: 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75 g

Σεισμός Έτος Mw R (km) PGA (m/s2)

Kozani 1995 6.5 17 1.396

Parnitha (Kypseli) 1999 6.0 10 0.120

Montenegro 1979 6.9 21 1.774Kocaeli (Gebze) 1999 7.4 42 0.218

Ducze 1 1999 7.2 15 0.126

Umbria Marche (Gubbio-Piana) 1998 4.8 18 0.235

4

5

l e r a t i o n Montenegro,

1979

Kozani, 1995

Umbria,

1998

2

3

s p o n s e

A c c

Parnitha, 1999

Duzce 1, 1999

Kocaeli,

2001

0

0 1 2 3 4

R

6


7/12

Αριθμητική προσομοίωση εδάφους‐σήραγγας

επίπεδης παραμόρφωσης

• Επένδυση σήραγγας: Γραμμική ελαστική συμπεριφορά

• Έδαφος: Ελαστο‐πλαστική συμπεριφορά (Mohr‐Coulomb)

• Διεπιφάνεια εδάφους‐σήραγγας: finite sliding hard contact model

Κινηματικές δεσμεύσειςΔιεπιφάνεια10 m

50 m

a(t) Αποσβεστήρες

L=200 m

7


8/12

Ενδεικτικά αποτελέσματα

60

0

20

40

M (

k N m / m

)

0

20

40

60

N ( k N / m )

-60

-30

0

30

M (

k N m / m

)

θ = 45ο

Montenegro

(1979)

0.15 g

0 90 180 270 360θ (ο)

0 90 180 270 360θ (ο)

0 10 20 30t (s)

200300

m )

300400

/ m )

300400 )

θ

-100

0

100

0 10 20 30

M (

k N m

θ = 45ο

0

100

200

0 90 180 270 360

M (

k N m

0

100

200

0 90 180 270 360

N ( k N /

(1979)

0.75 g

t (s) θ (ο) θ (ο)

ρονο στορ ες καμπτικ ς ροπ ς της ιατομ ς και κατανομ ν καμπτικ ς

ροπής κατά μήκος της περιμέτρου της διατομής (δυναμικό τμήμα) κατά τη

φάση μεγιστοποίησης της διαμετρικής παραμόρφωσης της σήραγγας

8


9/12

Καμπύλες τρωτότητας

Διαγράμματα εξέλιξης του δείκτη βλάβης συναρτήσει της PGA στην επιφάνεια για

κυκλική σήραγγα διατομής 2 σε έδαφος C και D

itot

iP

.

.ln

1].|..[

λογαριθμοκανονική συνολικήδιάμεσος τιμή κατωφλίου της

παραμέτρου σεισμικής έντασης

9

τυπική απόκλιση

(PGA) που απαιτείται για να

προκληθεί η στάθμη βλάβης i


10/12

Καμπύλες τρωτότητας

10


11/12

Συμπεράσματα

• Αριθμητική προσέγγιση για τον υπολογισμό αναλυτικών καμπυλών

τρωτότητας κυκλικών σηράγγων σε αλλουβιακές αποθέσεις, οι οποίες

υπόκεινται σε εγκάρσια σεισμική ταλάντωση.

•

διατομής της σήραγγας

και της σχετικής δυσκαμψίας εδάφους‐σήραγγας

• ρευνητικ ργο « ν πτυ η υστ ματος αχε ας π κρισης σε ερ πτωση

Σεισμού σε Μητροπολιτικό Αυτοκινητόδρομο» που χρηματοδοτείται από την

Γ .Γ .Ε.Τ/ΕΣΠΑ 2007‐2013/Δράση «ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2011»

11


12/12

Ευχαριστώ για την προσοχή σας!

sarg@civi .aut .gr

.

12

Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης...

Documents

Transcript of Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης...