Η Επίδραση Της Ταχύτητας Διάτμησης Στην Παραμένουσα Αντοχή Αποσαθρωμένου Φλύσχη

Transcript

1 Η Επίδραση Της Ταχύτητας Διάτμησης Στην Παραμένουσα Αντοχή Αποσαθρωμένου Φλύσχη The Effect Of Rate Of Displacement On The Residual Strength Of Weathered Flysch ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤ., Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ., MSc., Υποψήφιος Διδάκτωρ ΤΙΚΑ Θ., Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγήτρια Α.Π.Θ. ΛΑΖΑΡΗ Μ., Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ. MSc. ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Στην εργασία παρουσιάζονται αποτελέσματα δοκιμών περιστροφικής διάτμησης σε δείγματα αποσαθρωμένου φλύσχη για τον προσδιορισμό της παραμένουσας αντοχής τους και τη μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας διάτμησης σε αυτήν. Τα αποτελέσματα των δοκιμών αξιολογούνται αναφορικά με την κινηματική των κατολισθήσεων και τη συμπεριφορά πρανών σε σεισμό σε τέτοια εδάφη. ABSTRACT : The paper presents results from ring shear tests, conducted on samples of weathered flysch for the measurement of the slow residual strength and the study of rate of shearing on it. The practical implications of the test results for the kinematics of landslides in these soils, as well as seismic stability are discussed. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο σχηματισμός του φλύσχη είναι ένας από τους συχνότερα απαντώμενους γεωλογικούς σχηματισμούς στον Ελλαδικό χώρο. Η δημιουργία του είναι αποτέλεσμα εναλλασσόμενων κύκλων ιζηματογένεσης και τεκτονικών διεργασιών. Συχνά τα επιφανειακά του στρώματα αποδομούνται υπό την ενέργεια διαφόρων διαδικασιών αποσάθρωσης, όπως είναι η διακύμανση της θερμοκρασίας και οι ατμοσφαιρικοί παράγοντες με αποτέλεσμα τα στρώματα αυτά να παρουσιάζουν ιδιότητες εδαφικών υλικών. Σημαντικός αριθμός των κατολισθητικών φαινομένων στον Ελλαδικό χώρο σχετίζονται με την παρουσία του φλύσχη (Koukis et al., 2005). Πολλές από τις κατολισθήσεις αυτές είναι παλαιές, σε κατάσταση πλησίον της οριακής ισορροπίας, και μπορούν να επανενεργοποιηθούν εξ αιτίας διαφόρων αιτιών, όπως είναι η σεισμική διέγερση, η εποχιακή διακύμανση του υδροφόρου ορίζοντα, η αλλαγή των γεωμετρικών χαρακτηριστικών τους, κ.α.. Τόσο η ταχύτητα μετατόπισης, όσο και η μετατόπιση των κατολισθήσεων αυτών εξαρτώνται σημαντικά από την παραμένουσα διατμητική αντοχή στη ζώνη ολίσθησης. Ενώ η συμπεριφορά προϋπαρχουσών ζωνών ολίσθησης στο έδαφος κατά τη διάρκεια βραδείας μετατόπισης δεν εξαρτάται από τη μετατόπιση και την ταχύτητα διάτμησης, κατά τη διάρκεια ταχείας διάτμησης η συμπεριφορά τους εξαρτάται σημαντικά από τις δύο αυτές παραμέτρους (Skempton, 1985). Αποτελέσματα δοκιμών στη συσκευή περιστροφικής διάτμησης έχουν δείξει ότι όταν σε ένα δοκίμιο συνεκτικού εδάφους δημιουργηθεί μια ζώνη διάτμησης στην παραμένουσα κατάσταση υπό συνθήκες βραδείας διάτμησης (συνθήκες πλήρους αποστράγγισης) και στη συνέχεια υποβληθεί σε ταχεία διάτμηση, παρατηρείται η ακόλουθη συμπεριφορά (Skempton, 1985): α). Στην αρχή παρατηρείταιι μία άμεση αύξηση της διατμητικής αντοχής στη ζώνη διάτμησης σε πρακτικά αμελητέα μετατόπιση (άμεση ταχεία αντοχή, b) β). Συνήθως παρατηρείται μία περαιτέρω αύξηση της διατμητικής αντοχής της ζώνης 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 1

2 διάτμησης κατά τη διάρκεια της ταχείας διάτμησης μέχρι μία μέγιστη τιμή (ταχεία μέγιστη αντοχή, c) γ). Η διατμητική αντοχή στη συνέχεια σταθεροποιείται σε μία ελάχιστη τιμή που είναι είτε μεγαλύτερη (θετική επίδραση), είτε όμοια (ουδέτερη επίδραση), είτε μικρότερη (αρνητική επίδραση) από την βραδεία παραμένουσα αντοχή (ταχεία παραμένουσα αντοχή, d) δ). Εάν μετά την ταχεία διάτμηση ακολουθήσει στερεοποίηση του δοκιμίου και στη συνέχεια βραδεία διάτμηση, παρατηρείται μία μέγιστη διατμητική αντοχή μεγαλύτερη της βραδείας παραμένουσας, όταν η ταχύτητα της προηγηθείσης ταχείας διάτμησης υπερβαίνει μια οριακή τιμή (βραδεία μέγιστη αντοχή, e) Οι Tika et al. (1996) μελέτησαν στην συσκευή περιστροφικής διάτμησης τη συμπεριφορά ζωνών διάτμησης σε εδάφη που εμφανίζουν μείωση της παραμένουσας αντοχής με την αύξηση της ταχύτητας διάτμησης. Ταχεία διάτμηση των εδαφών αυτών έχει ως αποτέλεσμα τη διόγκωση και κατά συνέπεια την αύξηση του δείκτη πόρων και της υγρασίας της ζώνης διάτμησης, όταν υπάρχει δυνατότητα εισρόφησης νερού από τη κυψέλη που περιβάλλει το δοκίμιο στη συσκευή περιστροφικής διάτμησης. Τούτο έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας χαλαρής εδαφικής δομής με αυξημένη ικανότητα ροής. Κατά την παύση της ταχείας διάτμησης, ο όγκος της ζώνης διάτμησης τείνει να μειωθεί με αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης του νερού των πόρων. Η εισρόφηση νερού από τη ζώνη διάτμησης είναι αναγκαία για τη σημαντική απομείωση της ταχείας παραμένουσας αντοχής. Στο πεδίο, εισρόφηση νερού από τη ζώνη διάτμησης ολισθαινουσών εδαφικών μαζών μπορεί να συμβεί στην περίπτωση έντονα ρηγματωμένων αργιλικών εδαφών. Κατά συνέπεια η πιθανότητα εκδήλωσης ταχέων μετατοπίσεων στα εδάφη αυτά είναι σχετικά μικρή, παρά μόνον αν υπάρχει εισρόφηση νερού από τη ζώνη διάτμησης για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα. Στην εργασία παρουσιάζονται αποτελέσματα δοκιμών που έγιναν στη συσκευή περιστροφικής διάτμησης εδάφους για τον προσδιορισμό της επίδρασης της ταχύτητας διάτμησης στην παραμένουσα αντοχή αποσαθρωμένου φλύσχη. Τα αποτελέσματα των δοκιμών αξιολογούνται αναφορικά με την κινηματική των κατολισθήσεων, και συγκεκριμένα τη συμπεριφορά πρανών σε σεισμό σε τέτοια εδάφη. 2. ΜΕΛΕΤΗΘΕΝΤΑ ΕΔΑΦΗ Δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε τρία δείγματα αποσαθρωμένου φλύσχη, προερχόμενα από διαφορετικές περιοχές της Δυτικής Μακεδονίας και Ηπείρου, τα οποία αναφέρονται στη συνέχεια ως: καφέ, γκρι μπλε και ροδίζων φλύσχης. Στις εργαστηριακές δοκιμές χρησιμοποιήθηκαν δείγματα διερχόμενα από το κόσκινο Νο 10(2mm). Οι φυσικές ιδιότητες των δειγμάτων, όπως χρησιμοποιήθηκαν στις εργαστηριακές δοκιμές παρουσιάζονται στον Πίνακα 1 και οι αντίστοιχες κοκκομετρίες στο Σχήμα 1. Η ορυκτολογική ανάλυση των δειγμάτων έδειξε την παρουσία ασβεστίτη και αιματίτη μόνο στον γκρι μπλε και ροδίζοντα φλύσχη σε ποσοστό 12% και 43% αντίστοιχα. Τα αργιλικά ορυκτά στο γκρι-μπλε και ροδίζοντα φλύσχη αποτελούνται από χλωρίτη - βερμικουλίτη και ιλλίτη σε ίσες ποσότητες, ενώ στον καφέ φλύσχη τα παραπάνω ορυκτά αποτελούν το 55% και το υπόλοιπο είναι σμεκτίτης της ενδοστρωμάτωσης ιλλίτη σμεκτίτη. Πίνακας 1. Φυσικές ιδιότητες δειγμάτων φλύσχη Table 1. Physical properties of flysch samples Εδάφη WL (%) PI (%) CF* (%) Α** PI / CF Καφέ Γκρι - μπλε Ροδίζων * CF: ποσοστό αργίλου (%<2μm) **A: ενεργότητα Σχήμα 1. Κοκκομετρικές καμπύλες δειγμάτων φλύσχη. Figure 1. Grading curves of flysch samples. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 2

3 3. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στη συσκευή περιστροφικής διάτμησης (Bishop et al., 1971). Το δοκίμιο έχει σχήμα δακτυλίου (εξωτερική διάμετρος: 152.4mm, εσωτερική διάμετρος: 101.6mm και αρχικό ύψος: 19.05mm) και τοποθετείται στο χώρο που δημιουργείται ανάμεσα σε δύο ζεύγη άνω και κάτω μεταλλικών ομόκεντρων δακτυλίων, οι οποίοι τοποθετούνται σε ειδική βάση. Η βάση αυτή στη συνέχεια προσαρμόζεται στην περιστρεφόμενη κατά τη διάρκεια της διάτμησης βάση της συσκευής. Το δοκίμιο υποβάλλεται σε σταθερή κατακόρυφη τάση με τη βοήθεια μοχλού (10:1). Μετά τη στερεοποίηση και πριν τη διάτμηση, ανασηκώνεται το άνω ζεύγος των δακτυλίων με ειδικό μηχανισμό και δημιουργείται ένα διάκενο μεταξύ του άνω και κάτω ζεύγους δακτυλίων για την αποφυγή ανάπτυξης τριβής μεταξύ των δακτυλίων. Η αναπτυσσόμενη τριβή στις εσωτερικές παρειές του άνω ζεύγους δακτυλίων λόγω της ανωτέρω ανασήκωσης μετράται με ειδικό δακτύλιο μέτρησης φορτίου και αφαιρείται από την επιβαλλόμενη με τη βοήθεια μοχλού ορθή τάση στο δοκίμιο. Η όλη διάταξη του δοκιμίου περιβάλλεται από ανοικτή κυψέλη, η οποία πληρούται με νερό για την αποφυγή ξήρανσης του δοκιμίου. Κατά τη διάρκεια της διάτμησης, το κάτω ήμισυ του δοκιμίου περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα, ενώ το άνω ήμισυ παραμένει ακίνητο και αντιδρά μέσω ενός βραχίονα επί αντιδιαμετρικού ζεύγους δακτυλίων μέτρησης φορτίου για τη μέτρηση των αναπτυσσομένων αντιδράσεων. Στη συσκευή περιστροφικής διάτμησης του Εργαστηρίου Εδαφομηχανικής, Θεμελιώσεων & Γεωτεχνικής Σεισμικής Μηχανικής Α.Π.Θ. είναι δυνατή η εφαρμογή ενός μεγάλου εύρους ταχυτήτων από 2*10-5 mm/min ως 2500mm/min, μέγιστης ορθής τάσης 980 KΡa και μέγιστης διατμητικής δύναμης 480 KΡa (Παπαδόπουλος, 2010). Τα δοκίμια μετά την τοποθέτησή τους στη συσκευή περιστροφικής διάτμησης με αρχική υγρασία κοντά στο όριο πλαστικότητας, στερεοποιήθηκαν στην ορθή τάση των 880 KΡa και στη συνέχεια αποφορτίστηκαν σε διάφορα επίπεδα ορθής τάσης 120, 240 και 480 KΡa. Στη συνέχεια, κάθε δοκίμιο υποβλήθηκε σε βραδεία διάτμηση με ταχύτητα 0.01 mm/min για τη μέτρηση της βραδείας παραμένουσας αντοχής υπό συνθήκες πλήρους αποστράγγισης και το σχηματισμό ζώνης διάτμησης. Ακολούθησε μια σειρά διαδοχικών φάσεων ταχείας διάτμησης, παύσης για στερεοποίηση του δοκιμίου και στη συνέχεια βραδείας διάτμησης (0.01 mm/min). Σκοπός της επιβολής των φάσεων βραδείας διάτμησης είναι ο προσδιορισμός της επίδρασης της προηγηθείσης ταχείας διάτμησης στη συμπεριφορά ζωνών διάτμησης, συγκεκριμένα στη δομή τους. Για τη σύγκριση της διατμητικής αντοχής των ζωνών διάτμησης στην παραμένουσα κατάσταση με την κρίσιμη αντοχή, η οποία αποτελεί χαρακτηριστική αντοχή αναφοράς του εδάφους πραγματοποιήθηκαν επίσης δοκιμές άμεσης διάτμησης σε κανονικά στερεοποιημένα δοκίμια από τα ίδια δείγματα και σε ορθές τάσεις αντίστοιχες εκείνων των δοκιμών περιστροφικής διάτμησης. Η στερεοποίηση των δοκιμίων ξεκίνησε από αρχική υγρασία 1.3 φορές το όριο της υδαρότητας και η ταχύτητα διάτμησης ήταν 0.01 mm/min ώστε να εξασφαλίζονται συνθήκες πλήρους αποστράγγισης. Υπ αυτές τις συνθήκες, η μέγιστη διατμητική αντοχή σε κάθε ορθή τάση αντιστοιχεί στην κρίσιμη αντοχή. 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Τυπικά αποτελέσματα δοκιμής περιστροφικής διάτμησης στον καφέ φλύσχη παρουσιάζονται στο Σχήμα 2 στο οποίο επίσης φαίνονται οι τυπικές αντοχές που αναφέρθησαν παραπάνω τόσο κατά τη βραδεία (a, e), όσο και κατά την ταχεία διάτμηση (b, c & d) στην ταχύτητα των 2500mm/min. Το έδαφος παρουσιάζει ταχεία παραμένουσα αντοχή (d) μικρότερη της βραδείας παραμένουσας (a), δηλαδή αρνητική επίδραση. Η ίδια συμπεριφορά παρατηρήθηκε επίσης και στο γκρι-μπλε και ροδίζοντα φλύσχη. Η μεταβολή του λόγου των τυπικών αντοχών (b, c, d & e) ως προς τη βραδεία παραμένουσα (a) με τη ταχύτητα διάτμησης για τα τρία μελετηθέντα δείγματα φλύσχη παρουσιάζονται στο Σχήμα 3. Στο ίδιο Σχήμα επίσης φαίνεται ο αντίστοιχος λόγος της κρίσιμης αντοχής προς τη βραδεία παραμένουσα. Τα αποτελέσματα δείχνουν μία σημαντική αύξηση της άμεσης ταχείας (b) και μέγιστης ταχείας (c) αντοχής για ταχύτητες μεγαλύτερες από 60 mm/min σύμφωνα με αντίστοιχα αποτελέσματα άλλων μελετηθέντων εδαφών (Tika et al., 1996). Η αύξηση αυτή φθάνει το επίπεδο της κρίσιμης αντοχής στο ροδίζοντα φλύσχη και είναι μεγαλύτερη από 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 3

4 Σχήμα 2. Αποτελέσματα δοκιμής περιστροφικής διάτμησης στον καφέ φλύσχη στην ορθή τάση σ n =225 KΡa. Figure 2. Ring shear test results on brown flysch at σ n =225 KΡa. την κρίσιμη αντοχή κατά 50% και 25% στον καφέ και γκρι μπλε φλύσχη αντίστοιχα. Μία τέτοια αύξηση συνδυαζόμενη με τη μετατόπιση στην οποία εμφανίζεται, έχει σημαντικό ρόλο στην κινηματική ανάλυση μίας κατολίσθησης, όταν αναπτύσσονται σημαντικές ταχύτητες για μικρά διαστήματα, όπως στην περίπτωση σεισμού. Αύξηση της αντοχής (e) μεγαλύτερη από τη βραδεία παραμένουσα συμβαίνει κατά την επαναφορά της βραδείας διάτμησης μετά την ολοκλήρωση της ταχείας διάτμησης και την στερεοποίηση του δοκιμίου και είναι χαρακτηριστική της αναδιάταξης των αργιλικών πλακιδίων στη ζώνη διάτμησης. Σημαντική πτώση της παραμένουσας αντοχής με την ταχύτητα διάτμησης σε επίπεδα κάτω από τη βραδεία παραμένουσα παρατηρείται σε ταχύτητες μεγαλύτερες από 400mm/min και είναι της τάξης του 30-50%. Στις μικρότερες ταχύτητες υπάρχει μία μικρή αύξηση του 10% στις ταχύτητες 1-60 mm/min και μία αντίστοιχη μικρή μείωση για ταχύτητες 0,01-1 mm/min. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, στη συσκευή περιστροφικής διάτμησης το δοκίμιο περιβάλλεται με κυψελη νερού. Για τη διερεύνηση της επίδρασης της εισρόφησης νερού από τη ζώνη διάτμησης πραγματοποιήθηκαν επίσης δοκιμές με φάσεις ταχείας διάτμησης χωρίς νερό στην κυψέλη. Το Σχήμα 4 παρουσιάζει συγκριτικά αποτελέσματα φάσεων ταχείας διάτμησης στο γκρι-μπλε φλύσχη στην ταχύτητα των 400mm/min με και χωρίς νερό στη κυψέλη. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι η απομείωση της διατμητικής αντοχής κάτω από τη βραδεία παραμένουσα οφείλεται στη διόγκωση της ζώνης διάτμησης και κατά συνέπεια στην αύξηση της υγρασίας της λόγω εισρόφησης νερού από τη κυψέλη. Σ όλες τις φάσεις ταχείας διάτμησης στις οποίες εκδηλώθηκε η απομείωση αυτή της αντοχής, παρατηρήθηκε στερεοποίηση και συμπίεση των δοκιμίων αμέσως μετά την παύση της ταχείας διάτμησης. Αυτή η πτώση μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλες μετατοπίσεις για παρατεταμένη μετατόπιση σε μεγάλη ταχύτητα διάτμησης. Τα αποτελέσματα των δοκιμών της παρούσας εργασίας επιβεβαιώνουν τη σημαντική επίδραση της ταχύτητας διάτμησης στην παραμένουσα αντοχή των αργιλικών εδαφών και καταδεικνύουν τη σημασία τους για τη μελέτη της κινηματικής των εδαφικών μαζών. Με στόχο την εκτίμηση των μόνιμων σεισμικών μετακινήσεων ενεργών κατολισθήσεων που αναπτύσσονται κατά μήκος της ευρύτερης περιοχής της Εγνατίας οδού, για το γεωλογικό σχηματισμό του φλύσχη, διενεργήθηκε παραμετρική ανάλυση με τη μέθοδο του ολισθαίνοντος στερεού σώματος Newmark (Tika et al., 1993). Διεξήχθησαν δύο σειρές αναλύσεων: στην πρώτη σειρά θεωρήθηκε ότι η διατμητική αντοχή του εδάφους, η οποία ισούται με τη βραδεία παραμένουσα αντοχή του φλύσχη, είναι σταθερή και ανεξάρτητη από τη μετατόπιση και την ταχύτητα ολίσθησης 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 4

5 Σχήμα 3. Μεταβολή των τυπικών αντοχών με την ταχύτητα διάτμησης για (α) καφέ, (β) γκρι μπλε και (γ) ροδίζοντα. Figure 3. Variation of typical strengths with rate of displacement for (a) brown, (b) grey-blue and (c) rosy flysch. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 5

6 Σχήμα 4. Αποτελέσματα φάσεων ταχείας διάτμησης στην ταχύτητα των 400mm/min μετά από βραδεία διάτμηση στο γκρι μπλε φλύσχη στην ορθή τάση σ n =115 ΚPa. Figure 4. Results from fast stages carried out at 400mm/min after slow residual state for grey-blue flysch at σ n =115 ΚΡa. (στερεοπλαστική συμπεριφορά) και στη δεύτερη σειρά ελήφθη υπόψη η επίδραση της ταχύτητας διάτμησης στην παραμένουσα αντοχή του, όπως αυτή πρόεκυψε από τα αποτελέσματα των δοκιμών της περιστροφικής διάτμησης στον καφέ φλύσχη, Σχήμα 3α. Στις αναλύσεις χρησιμοποιήθηκαν οι καταγραφές των παρακάτω σεισμών (εγκάρσια,t, & διαμήκης, L, σεισμική συνιστώσα, f 0: ιδιοσυχνότητα) με βάση τη σεισμικότητα της ευρύτερης γεωγραφικής περιοχής της (Theodoulidis et al., 2003): - Σεισμός Λευκάδας (1973, Mw=5.8, Τ: k m g=0.239g, f 0 =1.245Hz, L: k m g=0.500g, f 0 =1.294Hz ) - Σεισμός Θεσσαλονίκης (1978, Mw=6.5, Τ: k m g=0.150g, f 0 =2.564Hz, L: k m g=0.145g, f 0 =2), - Σεισμός Κοζάνης (1995, Mw=6.6, Τ: k m g=0.140g,f 0 =2.907Hz,L:k m g=0.216g, f 0 =5.882 Hz), - Σεισμός Κόνιτσας (1996, Mw=5.7, πρώτη καταγραφή, T: k m g=0,172g, f 0 = 2.564Hz, δεύτερη καταγραφή T: k m g= 0.389g, f 0 =2.564Hz και L: k m g= 0.391g, f 0 =1.976Hz) - Σεισμός Λευκάδας (2003, Mw=6.2, T: k m g= 0.417g, f 0 =1.6 Hz, k m g= 0.340g, f 0 =1.842 Hz) Οι υπολογισθείσες μετατοπίσεις, U max, από την παραμετρική ανάλυση κανονικοποιήθηκαν με τον όρο k m gt 2 p, όπου T p είναι η δεσπόζουσα ιδιοπερίοδος της σεισμικής διέγερσης που προκύπτει από το φάσμα επιτάχυνσης Fourier. Tο Σχήμα 5 δείχνει τη μεταβολή της αδιάστατης μετατόπισης συναρτήσει του λόγου της κρίσιμης επιτάχυνσης, k c g, ως προς τη μέγιστη σεισμική επιτάχυνση k m g. Οι μετατοπίσεις που προέκυψαν από την παραμετρική ανάλυση με θεώρηση στερεοπλαστικής συμπεριφοράς υπερβαίνουν αρκετές φορές την τιμή του 1m για k c /k m =0-0.10, εύρος που αντιστοιχεί σε ενεργές κατολισθήσεις σε κατάσταση οριακής ισορροπίας πριν το σεισμό. Οι μετακινήσεις που προέκυψαν με θεώρηση της επίδρασης της ταχύτητας διάτμησης στην παραμένουσα αντοχή του καφέ φλύσχη είναι σημαντικά μικρότερες (<1cm) συγκριτικά με τις εξαχθείσες για στερεοπλαστική συμπεριφορά του εδάφους. Ωστόσο, σύμφωνα με υπάρχουσες ενόργανες καταγραφές με αποκλισιόμετρα στην περιοχή της Εγνατίας Οδού, οι παρατηρούμενες ετήσιες μετατοπίσεις είναι της τάξης των 30mm, σαφώς μικρότερες από τις υπολογισθείσες ανωτέρω ακόμη και σύμφωνα με τη στερεοπλαστική συμπεριφορά και οφείλονται κυρίως στην εποχιακή διακύμανση του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα (Χαραλαμπάκης & Παπατόλιος, 2006) 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 6

7 Σχήμα 5. Αδιάστατη μετατόπιση συναρτήσει του λόγου της κρίσιμης επιτάχυνσης προς τη μέγιστη εδαφική επιτάχυνση, k c /k m, για στερεοπλαστική συμπεριφορά καφέ φλύσχη (κλειστά σύμβολα) και λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της ταχύτητας διάτμησης στην παραμένουσα αντοχή καφέ φλύσχη (ανοιχτά σύμβολα). Figure 5. Normalized displacement versus the ratio of critical acceleration to maximum seismic acceleration, k c /k m, for rigid plastic behavior of brown flysch (closed symbols) and rate dependent behavior of brown flysch (open symbols). 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα αποτελέσματα των δοκιμών της παρούσας εργασίας που πραγματοποιήθηκαν για τη μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας διάτμησης στην παραμένουσα αντοχή των τριών δειγμάτων φλύσχη είναι αντίστοιχα εκείνων για άλλα μελετηθέντα εδάφη. Και τα τρία δείγματα, όταν υποβλήθηκαν σε ταχεία διάτμηση, έδειξαν αρχικά μια σημαντική αύξηση της αντοχής στη ζώνη διάτμησης, ακολουθούμενη από πτώση έως και στο 50% της βραδείας παραμένουσας αντοχής για ταχύτητες μεγαλύτερες των 400mm/min. H πτώση της αντοχής παρατηρήθηκε μόνο όταν κατά τη διάρκεια της ταχείας διάτμησης υπήρξε δυνατότητα εισρόφησης νερού από τη ζώνη διάτμησης και οφείλεται στη διόγκωση και κατά συνέπεια στην αύξηση της υγρασίας της ζώνης διάτμησης. Τα αποτελέσματα των δοκιμών καταδεικνύουν πόσο σημαντική είναι η θεώρηση της μεταβολής της αντοχής με τη μετατόπιση και τη ταχύτητα διάτμησης για την κινηματική ανάλυση εδαφικών μαζών που ολισθαίνουν. 5. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Οι συγγραφείς της εργασίας ευχαριστούν τον κ. Ν. Θεοδουλίδη, Διευθυντή Ερευνών του Ινστιτούτου Τεχνικής Σεισμολογίας και Αντισεισμικών Κατασκευών για την υπόδειξη των σεισμικών διεγέρσεων της παραμετρικής ανάλυσης. 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Bishop, A.W., Green, G.E., Garga, V.K., Andresen, A. and Brown, J.D. (1971). A new ring shear apparatus and its application to the measurement of residual strength, Geotechnique, Vol. 21, No. 4, pp Lemos, L., Skempton, A. and Vaughan, P. (1985), Earthquake loading of shear surfaces in slopes, Proc. 11 th Int. Cponf. Soil Mech. San Francisco, 4, Lupini, J.F., Skinner, A. E. and Vaughan, P.R. (1981), The drained residual strength of 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 7

8 cohesive soils, Geotechnique, 31, No. 2,pp Skempton, A. W. (1985), Residual strength of clays in landslides, folded strata and the laboratory, Geotechnique, 35, No. 1, pp Theodoulidis, N., Kalogeras, I., Papazachos, C., Karastathis, V., Margaris, B., Papaionnou, Ch. and Skarlatoudis, A. (2003), Head v1.0: A unified Hellenic Accelerogram Database, Seismological Res. Lett. Tika, T. M., Vaughan, P. R. and Lemos, L.J.L.S. (1996). Fast shearing of preexisting shear zones in soil. Geotechnique 46, No 2, pp Tika-Vassilikos, T.E., Sarma, S.K. and Ambraseys, N.M. (1993), Seismic displacements on shear surfaces in cohesive soils. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 22, Koukis, G., Sabatakakis, N., Nikolaou,, N. and Loupasakis, C. (2005), Landslide hazard zonation in Greece, Proceedings of the Open Symposium on Landslide risk analysis and sustainable disaster management by International Consortium on Landslides, Washinghton, USA, October, Chapter 37: Λάζαρη Μ. (2009), "Εκτίμηση σεισμικών μετακινήσεων ενεργών κατολισθήσεων", Μεταπτυχιακή Διπλωματική εργασία Α.Π.Θ., Αντισεισμικός Σχεδιασμός Τεχνικών Έργων Παπαδόπουλος (2010), Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας διάτμησης στην παραμένουσα αντοχή αργιλικών εδαφών, Διδακτορική διατριβή, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ. (υπό συγγραφή). Χαραλαμπάκης, Μ. και Παπατόλιος, Κ. (2006), Παρακολούθηση της ευστάθειας πρανών της Εγνατίας Οδού με αποκλισιόμετρα, Πρακτικά 5 ου Πανελλήνιου Συνέδριου Γεωτεχνικής και Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, Τόμος 3, , Ξάνθη. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 8