ΔΡΑΣΗ ΚΑΤΟΛΙΣΘΑΙΝΟΥΣΑΣ ΕΔΑΦΙΚΗΣ ΜΑΖΑΣ ΕΠΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ACTION OF MOVING EARTH MASSES ON STRUCTURES

Transcript

1 ΔΡΑΣΗ ΚΑΤΟΛΙΣΘΑΙΝΟΥΣΑΣ ΕΔΑΦΙΚΗΣ ΜΑΖΑΣ ΕΠΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ACTIO OF MOVIG EARTH MASSES O STRUCTURES ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΙΣΤΟΣ Θ. Πολιτικός Μηχανικός, Πολ. Μηχ. Ε.Μ.Π., ΔΟΜΟΣ Τεχνικές Μελέτες Σύμβολοι Μηχανικοί ΑΝΤΩΝΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Ν. Πολιτικός Μηχανικός, Πολ. Μηχ. E.Μ.Π. ΒΑΡΔΟΥΛΑΚΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Καθηγητής, Τομέας Μηχανικής Ε.Μ.Π.. ΔΡΑΣΗ ΤΑΧΕΩΣ ΡΕΟΝΤΟΣ ΚΟΚΚΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ (GRAULAR/DEBRIS FLOW) ΕΠΙ ΠΕΤΑΣΜΑΤΟΣ Μελετάται η δράση ολισθαίνοσας μάζας επί στερεού κατακόρφο πετάσματος, μερικώς εγκιβωτισμένο σε στερεό πόβαθρο. Διερενάται το μέγεθος της ώθησης ροής και διατπώνεται ημιεμπειρική σχέση βαθμονομημένη σε διαθέσιμα πειεραματικά αποτελέσματα... ΔΡΑΣΗ ΕΡΠΟΝΤΟΣ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ (COHESIVE MASS CREEP FLOW) ΕΠΙ ΠΑΣΣΑΛΟΥ Μελετάται η δράση έρποσας μάζας επί άκαμπτο-ιδεατά πλαστικού πασσάλο, μερικώς εμπηγμένο εντός σταθερού ποβάθρο, πολογίζεται η οριακή εδαφική ώθηση επι το πασσάλο και ακολούθως αναπτύσσεται μεθοδολογία σχεδιασμού πασσάλων για την σγκράτηση έρποντος πρανούς απο σνεκτικό εδαφικό λικό.

2 . ΔΡΑΣΗ ΤΑΧΕΩΣ ΡΕΟΝΤΟΣ ΚΟΚΚΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΕΠΙ ΠΕΤΑΣΜΑΤΟΣ Δράση ταχέως ρέοντος κοκκώδος λικού επί πετάσματος Ανασχετική λειτοργία το πετάσματος ως αρότρο E eff k eff k h assive b tan όπο (45 o k eff φ/) k assive

3 . ΔΡΑΣΗ ΕΡΠΟΝΤΟΣ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΕΠΙ ΠΑΣΣΑΛΟΥ. Οριακή ώθηση σνεκτικού εδαφικού λικού επι πασσάλο Ισοδύναμο πρόβλημα : Kίνηση πασσάλο πο σταθερή ταχύτητα εντός απείρο χώρο πο καταλαμβάνεται απο σνεκτικό λικό. Το σνεκτικό εδαφικό λικό θεωρείται ιδεατά πλαστικό με αστράγγιστη διατμητική αντοχή u, με αμελητέα μεταβολή στο βάθος. Το εδαφικό λικό ακολοθεί σνηρτημένο νόμο πλαστικής ροής (assoiated flow rule) και παραμορφώνεται πο σταθερό όγκο. Η οριακή ώθηση σνεκτικού εδαφικού λικού επι πασσάλο, προκύπτει με εφαρμογή των θεωρημάτων της κλασικής πλαστικότητας. Η εφαρμογή το θεωρήματος το κάτω ορίο (εύρεση ενός στατικά αποδεκτού μηχανισμού αστοχίας, πο πληροί το κριτήριο αστοχίας, αλλά δεν ικανοποιεί το σμβιβαστό των παραμορφώσεων) δίνει την παράκατω έκφραση για την ώθηση σνεκτικού λικού επι πασσάλο f 9.4d u (Randolf and Houlsby,984)

4 H εφαρμογή το θεωρήματος το άνω ορίο, προϋποθέτει την εύρεση ενός κινηματικά αποδεκτού μηχανισμού αστοχίας, πο πληροί την σνθήκη καθετότητας, αλλά δεν ικανοποιεί τις εξισώσεις ισορροπίας. Ενας απλός κινηματικός μηχανισμός αστοχίας (Goldsheider,974) Προσδιορισμός το βέλτιστο κινηματικού μηχανισμού αστοχίας με την μέθοδο των κινηματικά σμβατών στοιχείων -Kinemati Element Method- f.5d u f.3du

5 . Ιξώδης σμπεριφορά σνεκτικού εδαφικού λικού όπο : σνεκτικότητα αναφοράς,..4 ταχύτητα ερπστικής παραμόρφωσης ταχύτητα αναφοράς ερπστικής παραμόρφωσης (τπική εργαστ.ταχύτητα τριαξ.δοκιμής, =./h) Ιξώδης σμπεριφορά σνεκτικού εδαφικού λικού (Leinenkugel, 976) 6 γ εrθ π d 6 π γ d τ τ Δτ τ Πρόσθετη απαιτούμενη διατμητική τάση στην διεπιφάνεια για την μείωση της ταχύτητας ροής απο σε

6 .3 Καταπόνηση άκαμπτο-ιδεατά πλαστικού πασσάλο εμπηγμένο σε σταθερό πόβαθρο Για τα εντατικά μεγέθη άκαμπτο-ιδεατά πλαστικού βλήτρο ιοθετούνται οι εκφράσεις πο προτείνονται στο EC5/ EV 995--/995 για βλήτρα διατεμνόμενων ξύλινων δομικών μελών w εδάφος fo διατμητική δύναμη στην διεπιφάνεια Q s h u fu ho hu Διάγραμμα Mετατοπίσεων fu Διάγραμμα Ωθήσων μέγιστη καμπτική ροπή εντός το ποβάθρο a β β maxm u fu hu ( β) 4 β α β διατμητική δύναμη αντιστοιχούσα στην οριακή καμπτική αντοχή το βλήτρο M Rd Qs ho hu max Mo max Mu aβ 4 β Μ Rd Q su fu hu ( β) β β fu hu a με τις αδιάστατες παραμέτρος a h o /h u Δ.Τ.Δ. Δ.Ρ.Κ. β fo / fu β β α α β β α 3 β ( α)β

7 .4 Σγκράτηση έρποντος πρανούς με έμπηξη πασσάλων Εφαρμογή Γεωμετρικά στοιχεία έρποντος πρανούς Γωνία κλίσης β [ o ] 5 Υψος έρποντος στρώματος h o [m] 5 Μήκος έρποντος στρώματος l [m] 5 Πλάτος έρποντος στρώματος b [m] 5 Ερπστική ταχύτητα [m/yr] Επιθμητή τελική ταχύτητα. [m/yr] Εδαφοτεχνικά στοιχεία Ειδικό βάρος έρποντος λικού γ [k/m 3 ] Σνεκτικότητα λικού κάτω απο την επιφάνεια ολίσθησης uu [kpa] 5 Δεδομένα πασσάλο Διάμετρος πασσάλο d [m] 8 Μήκος πασσάλο πάνω απο τη 5 επιφάνεια ολίσθησης h o [m] Μήκος πασσάλο κάτω απο τη 6 επιφάνεια ολίσθησης h u [m] Ροπή αντοχής M Rd [km] 5 Τέμνοσα αντοχής V Rd [k] 3 γ, uu

8 i) Υπολογισμός σνεκτικότητας uo έρποντος στρώματος με ανάδρομη ανάλση. Μεση διατμητική δύναμη στην διεπιφάνεια τ γho sinβ 4, kpa Αναγωγή στην σνεκτικότητα της τπικής εργαστηριακής δοκιμής uo τ 6 πd γ 49, kpa ii) Υπολογισμός οριακών ωθήσεων επι των πασσάλων. fo d uo 43 k/m fu d uu 3 k/m iii) Υπολογισμός διαθέσιμης διατμητικής δύναμης πασσάλο/βλήτρο. a h o /h u,833 β fo/ fu,4, maxm 38 km Q su 3 Q av. u M Rd k Q ή Q min{3 k,3 k} 3 k min{v } Rd, s su iv) Υπολογισμός απαιτούμενο αριθμού πασσάλων/βλήτρων. n req. lb Δτ Q av. l b u Q av. 3 lb Δτ εκφράζει την απαιτούμενη δύναμη πέδησης πο αντιστοιχεί στην Η ποσότητα μείωση της ταχύτητας ροής απο την τιμή στην επιθμητή τιμή και την οποία καλούνται να παραλάβον οι πάσσαλοι.

9 3. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην παρούσα εργασία διερενήθηκε η δράση κατολισθαίνοσας εδαφικής μάζας επί κατασκεών. Εξετάστηκαν οι παρακάτω περιπτώσεις : α. Ταχεία ροή σνθρμμάτων/ταχεία ροή κοκκώδος εδαφικού λικού. Μελετήθηκε η δράση κατολισθαίνοσας μάζας επί απολύτως στερεού κατακόρφο πετάσματος, μερικώς εγκιβωτισμένο σε στερεό πόβαθρο. Απο διαθέσιμα στην βιβλιογραφία πειραματικά αποτελέσματα βαθμονομήθηκε ο σντελεστής δρώσας ώθησης (ως προς τον σντελεστή της παθητικής ώθησης.) και διερενήθηκε η εξάρτησή το απο την κλίμακα (διαστάσεις) το πετάσματος. β. Ερπστική ροή σνεκτικού εδαφικού λικού. Μελετήθηκε η δράση έρποντος σνεκτικού λικού επί άκαμπτο-ιδεατά πλαστικού πασσάλο, μερικώς εμπηγμένο εντός σταθερού ποβάθρο, πολογίστηκε η οριακή εδαφική ώθηση επι το πασσάλο και ακολούθως αναπτύχθηκε μεθοδολογία σχεδιασμού πασσάλων για την σγκράτηση έρποντος πρανούς απο σνεκτικό εδαφικό λικό.