ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ. Αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ «ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ» Μεταπτυχιακή ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Θέµα: Αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών Φωτοπούλου Σταυρούλα ιπλ. Πολ. Μηχ. ΑΠΘ Επιβλέποντες Καθηγητές: K. Πιτιλάκης, Θ. Χατζηγώγος ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, ΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 7

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Όπως οι φλέβες, τα νεύρα και όλα τα άλλα εσωτερικά όργανα είναι απαραίτητα για την λειτουργία του ανθρώπινου σώµατος, έτσι και τα ίκτυα Κοινής Ωφελείας είναι κεφαλαιώδους σηµασίας για την σύγχρονη κοινωνία καθώς η ανάπτυξη της αντικατοπτρίζεται σε ένα µεγάλο βαθµό από την ποιότητα και την αποτελεσµατικότητα των συστηµάτων αυτών. Η εκτεταµένη αστικοποίηση των τελευταίων δεκαετιών είχε ως αποτέλεσµα τα ίκτυα Κοινής Ωφέλειας να γίνουν ιδιαίτερα µεγάλα και σύνθετα, αποτελούµενα τόσο από παλαιές όσο και από πιο πρόσφατες κατασκευές, συχνά όµως χωρίς αντισεισµικό σχεδιασµό. Επιπλέον, η λειτουργία των δικτύων είναι σηµαντική τόσο πριν όσο και αµέσως µετά από ένα σεισµό, καθώς ο ρόλος τους είναι ζωτικής σηµασίας για τις επιχειρήσεις έρευνας, διάσωσης και υποστήριξης των πληγεισών περιοχών, αλλά και για την κοινωνικoοικονοµική ζωή της περιοχής. Επίσης, τα ίκτυα Κοινής Ωφέλειας αποτελούνται από γραµµικά και σηµειακά στοιχεία και εκτείνονται σε µεγάλες γεωγραφικές περιοχές µε αποτέλεσµα το σεισµικό φορτίο που οφείλεται τόσο στην εδαφική ταλάντωση όσο και στις µόνιµες εδαφικές παραµορφώσεις (λόγω ρευστοποίησης, διασταύρωσης µε ρήγµα ή κατολίσθησης) συχνά να µεταβάλλεται έντονα από θέση σε θέση. Έτσι, η σεισµική µηχανική των δικτύων κοινής ωφέλειας έχοντας ως στόχο την αποτίµηση (assessment) και διαχείριση (management) της σεισµικής διακινδύνευσης (seismic risk) των δικτύων αποτελεί επίκαιρο, αλλά και στρατηγικής σηµασίας κλάδο ο οποίος βρίσκεται σε διαρκή εξέλιξη. Η εµπειρία από παλαιότερους καταστροφικούς σεισµούς απέδειξε την σηµαντικότητα των ικτύων Κοινής Ωφέλειας, ενώ τα εµπειρικά δεδοµένα από τις βλάβες των δικτύων τόσο κατά τη διάρκεια όσο και µετά τον σεισµό αποτελούν πηγή γνώσεως για τη σεισµική µηχανική. Παράλληλα, η ανάπτυξη των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών (GIS) προσέφερε ένα εξαίρετο εργαλείο για την εφαρµογή καινοτόµων και αποδοτικών τεχνικών µε αποτέλεσµα τα τελευταία χρόνια να έχουν προταθεί αρκετές µεθοδολογίες για την αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης δικτύων σε αστικό περιβάλλον οι οποίες βελτιώνονται συνεχώς. Στόχος της αποτίµησης αυτής είναι η εκτίµηση των υλικών και µη απωλειών, η κατά το δυνατόν µείωση αυτών, η βελτίωση της αξιοπιστίας των συστηµάτων και ο καθορισµός προτεραιοτήτων κατά τη διαχείριση του σεισµικού κινδύνου. Εποµένως µπορεί να συµβάλλει αποφασιστικά στον καθορισµό στρατηγικών επεµβάσεων που αφορούν στην προ-σεισµική ενίσχυση και στη µετα-σεισµική αποκατάσταση. Στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας επιχειρήθηκε η αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης της ευρύτερης περιοχής των Γρεβενών για 3 διαφορετικά σεισµικά σενάρια (σεισµοί µε µέση περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια) η οποία έχει ως τελικό στόχο τον εντοπισµό και την πιθανή ενίσχυση των ευπαθών τµηµάτων του δικτύου. Στο σηµείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµά όλους εκείνους τους ανθρώπους που συνέβαλαν στην περάτωση της παρούσης διπλωµατικής εργασίας. Καταρχήν οφείλω ένα µεγάλο ευχαριστώ στους επιβλέποντες καθηγητές κ. Κ. Πιτιλάκη και κ. Θ. Χατζηγώγο για τη συνεχή επιστηµονική τους καθοδήγηση, την ηθική τους υποστήριξη και την δυνατότητα που µου προσέφεραν να συµµετάσχω στο ερευνητικό πρόγραµµα SRM DGC. Η συµβολή του λέκτορα Α. Αναστασιάδη στο πολύ σηµαντικό κοµµάτι της διπλωµατικής εργασίας που αναφέρεται στη µικροζωνική µελέτη ήταν καθοριστική, οι επιστηµονικές γνώσεις που µου παρείχε ήταν βαρύνουσας σηµασίας και η ηθική υποστήριξη που µου προσέφερε κατά τη διάρκεια της συνεργασίας µας πολύτιµη. Παράλληλα, θα ήθελα να ευχαριστήσω τις κ. Καλλιόπη Κακδέρη και κ. ήµητρα Μάνου, i

3 υποψήφιες διδάκτορες, για την ουσιαστική βοήθεια τους σε όλη τη διάρκεια της εκπόνησης της παρούσας διπλωµατικής εργασίας καθώς και για τη διάθεση του πολύτιµου χρόνου τους και την αµέριστη συµπαράστασή τους. Τέλος, θέλω να ευχαριστήσω την οικογένειά µου για την κατανόηση και υποµονή που έδειξε κατά τη διάρκεια διεκπεραίωσης της παρούσας εργασίας, αλλά και για τη συνεχή συµπαράσταση και υποστήριξη σε όλη τη διάρκεια των σπουδών µου. Θεσσαλονίκη, εκέµβριος 7 Φωτοπούλου Σταυρούλα ii

4 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ - ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ «ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΣ ΣΧΕΣΙΑΣΜΟΣ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ» Μεταπτυχιακή ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Για την µεταπτυχιακή φοιτήτρια του ΠΜΣ Α.Σ.Τ.Ε ιπλ. Πολ. Μηχ. ΑΠΘ. κα. Φωτοπούλου Σταυρούλα Θέµα: Αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών. Να γίνει αποτύπωση και καταγραφή των στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών τα οποία βρίσκονται εκτεθειµένα σε άµεσο σεισµικό κίνδυνο. Να δηµιουργηθεί βάση δεδοµένων και κατάλογος απογραφής πληροφοριών υπό µορφή συστήµατος GIS µε βάση την τυπολογία τους. Ο κατάλογος αυτός θα εµπεριέχει τις απαραίτητες τεχνικές και λειτουργικές παραµέτρους για την εκτίµηση της τρωτότητας του κάθε στοιχείου.. Να πραγµατοποιηθεί η µελέτη της σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών της περιοχής των Γρεβενών για τρία σεισµικά σενάρια (µέση περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια) σε όρους κορυφαίων τιµών εδαφικής επιτάχυνσης και ταχύτητας. Βάση για την µελέτη θα αποτελέσει υπάρχουσα µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής, υπάρχοντα γεωλογικά και γεωτεχνικά στοιχεία, αποτελέσµατα επιτόπου γεωφυσικών δοκιµών καθώς και εδαφοδυναµικές τοµές. Να καταρτιστούν αντίστοιχοι θεµατικοί χάρτες στην επιφάνεια του εδάφους, στο βάθος έδρασης των στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης και να δοθούν υπό µορφή σχηµάτων και πινάκων τα αποτελέσµατα (φάσµατα, συντελεστές ενίσχυσης) στην επιφάνεια. 3. Να υπολογιστεί το αναµενόµενο επίπεδο βλαβών για κάθε στοιχείο του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών, µε βάση κατάλληλα µοντέλα τρωτότητας, για τρία σεισµικά σενάρια (µέση περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια) µε βάση τα αποτελέσµατα του προηγούµενου ερωτήµατος. Να δηµιουργηθούν θεµατικοί χάρτες και να σχολιαστούν τα αποτελέσµατα. Οι επιβλέποντες Καθηγητές Κ. Πιτιλάκης, Θ. Χατζηγώγος iii

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΕΙΣΑΓΩΓΗ..... ίκτυα Ζωής Βασικά χαρακτηριστικά των ικτύων Κοινής Ωφέλειας Επιπτώσεις αστοχίας των ικτύων Κοινής Ωφέλειας ίκτυα Κοινής Ωφελείας και σεισµικές δράσεις..... Αστοχίες ικτύων Κοινής Ωφέλειας από σεισµούς ιεθνής εµπειρία Ελληνική εµπειρία Η σεισµική µηχανική των ικτύων Κοινής Ωφέλειας Βασικές έννοιες της σεισµικής µηχανικής των ικτύων Κοινής Ωφέλειας Μελέτες σεισµικής διακινδύνευσης ικτύων Κοινής Ωφέλειας Περιγραφή της µεθοδολογίας αποτίµησης σεισµικής διακινδύνευσης που χρησιµοποιήθηκε ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ- ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Εισαγωγή ίκτυα αποχέτευσης Γενική περιγραφή των δικτύων αποχέτευσης Κατάλογοι απογραφής για τα επιµέρους στοιχεία των δικτύων αποχέτευσης Το δίκτυο αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών Περιγραφή της βάσης δεδοµένων ανά συνιστώσα Αγωγοί Φρεάτια Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Αστικών Αποβλήτων (ΕΕΑΑ) Αντλιοστάσια Συστήµατα αυτόµατου ελέγχου (SCADA) Τυπολογία των στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Εισαγωγή Σχέσεις τρωτότητας και επίπεδα αστοχίας των στοιχείων των δικτύων αποχέτευσης Αγωγοί Ιστορική εξέλιξη των σχέσεων τρωτότητας αγωγών Η έννοια της αστοχίας αγωγών Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας-εδαφική ταλάντωση & Μόνιµες µετακινήσεις Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας-εδαφική ταλάντωση Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας-μόνιµες µετακινήσεις Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας - Εδαφικές παραµορφώσεις Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας - Είδος του σεισµικού κύµατος Συγκεντρωτικοί πίνακες των εµπειρικών σχέσεων - Συµπεράσµατα Σήραγγες Εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων (ΕΕΑ) ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Μικροζωνική Μελέτη. Ορισµός, σηµασία Εισαγωγή Επιµέρους στάδια µιας µελέτης σεισµικής απόκρισης Στρατηγικές σχεδιασµού για τη µείωση των απωλειών Βασικοί λόγοι εµφάνισης απωλειών λόγω σεισµού Η µικροζωνική µελέτη ως εργαλείο για την διαχείριση των χρήσεων γης Η µικροζωνική µελέτη ως η βάση για τον καθορισµό προτεραιοτήτων αποκατάστασης iv

6 Η µικροζωνική µελέτη ως η βάση για την αποτίµηση των µέσων επισκευής και ενίσχυσης Μελέτη σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών της περιοχής των Γρεβενών Εισαγωγή Περιγραφή της µεθοδολογίας Σεισµικό Υπόβαθρο Τυπικές Εδαφοδυναµικές Τοµές Μελέτη σεισµικής επικινδυνότητας-σεισµικές ιεγέρσεις Σχεδιασµού Παρουσίαση και Ανάλυση Αποτελεσµάτων ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Εισαγωγή Εφαρµογή στο δίκτυο αποχέτευσης της ευρύτερης περιοχής των Γρεβενών Γενικά Αγωγοί Σήραγγες Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ - ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...43 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...5 I. ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ...55 I.. Εισαγωγή...55 I.. Ισοδύναµο γραµµικό µοντέλο για εδαφική απόκριση...55 I... Μονοδιάστατη σχέση τάσεων παραµορφώσεων I... Ισοδύναµη γραµµική προσέγγιση της µη γραµµικής σχέσης τάσεων- παραµορφώσεων. 57 I... Μοντέλο...59 I... Μοντέλο...6 I.3. Μονοδιάστατες αναλύσεις εδαφικής απόκρισης...6 I.3.. Κινήσεις ελεύθερης επιφάνειας, βραχώδους υπόβαθρου και επιφανειακής εµφάνισης του βραχώδους υποβάθρου I.3.. Μη περιοδικές κινήσεις I.3.3. Επαναληπτική προσέγγιση της ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης I.3.4. Όρια εφαρµογής της ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης II. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ...69 II.. Εισαγωγή...69 II.. Προκαταρκτικές αναλύσεις της σεισµικής απόκρισης...69 II... Θέσεις των µονοδιάστατων εδαφοδυναµικών τοµών - Εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα II... Αποτελέσµατα προκαταρκτικών αναλύσεων II.3. Κύριες αναλύσεις της σεισµικής απόκρισης...6 II.3.. Θέσεις των µονοδιάστατων εδαφοδυναµικών τοµών II.3.. Αποτελέσµατα κύριων αναλύσεων v

7 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της παρούσης διπλωµατικής εργασίας είναι η αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας λόγω της εδαφικής ταλάντωσης του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών για 3 διαφορετικά σεισµικά σενάρια (σεισµοί µε µέση περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια). Το κεφάλαιο αναφέρεται στη σηµασία των ικτύων Κοινής Ωφέλειας για την κοινωνία, στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους, στις κοινωνικοοικονοµικές επιπτώσεις αστοχίας τους λόγω σεισµού. Επίσης, ορίζονται οι βασικές έννοιες της σεισµικής µηχανικής των ικτύων Κοινής Ωφέλειας και περιγράφεται η µεθοδολογία αποτίµησης της σεισµικής τρωτότητας που θα ακολουθηθεί. Στο κεφάλαιο δίνεται µια γενική περιγραφή του δικτύου αποχέτευσης της ευρύτερης περιοχής Γρεβενών το οποίο ψηφιοποιήθηκε στο σύνολο του σε περιβάλλον GIS και της βάσης δεδοµένων που δηµιουργήθηκε για τα υπό διακινδύνευση στοιχεία του δικτύου (αγωγοί, φρεάτια, Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων). Μετά την επεξεργασία των πληροφοριών του δικτύου προέκυψαν στατιστικά στοιχεία για τους αγωγούς και τα φρεάτια υπό µορφή χαρτών και διαγραµµάτων που χαρακτηρίζουν την τυπολογία του δικτύου. Στο κεφάλαιο 3 δίνονται εµπειρικές σχέσεις και καµπύλες τρωτότητας τόσο για την εδαφική ταλάντωση όσο και για τις µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις που χρησιµοποιούνται για την εκτίµηση της σεισµικής τρωτότητας των επιµέρους στοιχείων ενός δικτύου αποχέτευσης. Το κεφάλαιο 4 επικεντρώθηκε στη µελέτη της σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών της περιοχής των Γρεβενών για τρία σεισµικά σενάρια (µέση περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια) σε όρους κορυφαίων τιµών εδαφικής επιτάχυνσης και ταχύτητας. Βάση για την εκπόνηση της ανωτέρω µελέτης αποτέλεσε η υπάρχουσα µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής, τα υπάρχοντα γεωλογικά και γεωτεχνικά στοιχεία, τα αποτελέσµατα επιτόπου γεωφυσικών δοκιµών καθώς και οι εδαφοδυναµικές τοµές. Τα αποτελέσµατα (µέσα φάσµατα επιταχύνσεων, µέσοι φασµατικοί συντελεστές ενίσχυσης/αποµείωσης επιτάχυνσης, συντελεστές ενίσχυσης, κατανοµή µέγιστων εδαφικών επιταχύνσεων και διατµητικών παραµορφώσεων µε το βάθος, κορυφαίες τιµές εδαφικών επιταχύνσεων, ταχυτήτων και µετακινήσεων στην επιφάνεια και στη στάθµη έδρασης των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης) δίνονται υπό µορφή πινάκων, διαγραµµάτων και χαρτών (µε χρήση των GIS) µέσω των οποίων περιγράφηκε η χωρική κατανοµή της αναµενόµενης σεισµικής έντασης, εκφρασµένης σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και ταχύτητας. Στο κεφάλαιο 5, υπολογίστηκε το αναµενόµενο επίπεδο βλαβών λόγω της εδαφικής ταλάντωσης για κάθε στοιχείο του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών που εκτίθεται στον άµεσο σεισµικό κίνδυνο, µε βάση κατάλληλες σχέσεις και καµπύλες τρωτότητας, για τρία σεισµικά σενάρια (µέση περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια) µε βάση τα αποτελέσµατα της µελέτης της σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών (µέγιστη εδαφική επιτάχυνση και ταχύτητα στη στάθµη έδρασης των στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης) που υπολογίστηκαν στο Κεφάλαιο 4. vi

8 ABSTRACT The aim of the present thesis is the estimation of seismic vulnerability due to ground shaking of the waste water system of Grevena for the cases of 3 different earthquake scenarios (the ones with a mean return period of, 5 and years). Chapter the importance of lifelines for the community, their special characteristics and their social and economic consequences are highlighted. Furthermore, the major concepts of lifeline seismic engineering are defined and the methodology for the application is described. In chapter, a description of the wastewater system of Grevena, which is totally digitalized in G.I.S. format, takes place and the correspondent inventory G.I.S. databases for the elements exposed to seismic risk (Pipelines, Manholes, Waste Water Treatment Plant) of the wastewater system are presented. In addition, the classification of lifelines elements occurs in diagrams and maps according to their specific typology and their distinctive geometric, structural and functional features. In chapter 3, empirical and analytical fragility -vulnerability curves and relationships are presented for each element at risk of a waste water system for both ground shaking and permanent ground deformation. In chapter 4, the study of site-specific earthquake response analyses of soil deposits for the Grevena case is performed for 3 different earthquake scenarios (the ones with a mean return period of, 5 and years) in terms of peak ground acceleration and peak ground velocity. The above study is based on the existing seismic hazard study of the region, the geological and geotechnical information,the results of in situ geophysical tests and the D soil profiles. The results of this study (average acceleration and velocity response spectrum, average spectral amplification ratio, variation of amplification ratio with frequency, variation of peak ground acceleration and maximum shear strain with depth, peak ground acceleration, velocity and displacement at the ground surface and the pipelines depth) are presented in terms of tables, diagrams and maps in GIS format that describe the spatial distribution of the strong ground motion. In chapter 5, the expected damage state due to ground shaking is estimated for each element at risk of the waste water system using appropriate fragility -vulnerability curves and relationships for 3 seismic scenarios (the ones with a mean return period of, 5 and years). The vulnerability assessment of the components of the waste water system of Grevena is based on the site-specific earthquake response analyses results (peak ground acceleration and peak ground velocity) that estimated in chapter 4. vii

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Εισαγωγή.. ίκτυα Ζωής Ως Γραµµές Ζωής (Lifelines) ή ίκτυα Ζωής (.Ζ) ορίζονται οι κοινωφελείς υπηρεσίες, κατασκευές και εξοπλισµοί που συνθέτουν τις υποδοµές µιας ευρύτερης περιοχής. Τα.Ζ αποτελούν κοµβικά σηµεία µεταξύ περιοχών ή τµηµάτων του αστικού ιστού και είναι αναγκαία για την εξυπηρέτηση βασικών αναγκών των χρηστών καθώς επηρεάζουν άµεσα τις κοινωνικό-οικονοµικές δραστηριότητες της περιοχής. Τα ίκτυα Ζωής διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες: Στα Μεταφορικά ίκτυα τα οποία περιλαµβάνουν το Οδικό δίκτυο, το Σιδηροδροµικό δίκτυο, το Αεροδρόµιο και το Λιµάνι. Στα ίκτυα Κοινής Ωφελείας τα οποία αποτελούνται από το ίκτυο ύδρευσης, το ίκτυο Αποχέτευσης, το ίκτυο Υγρών/Αέριων Καυσίµων, το ίκτυο Ηλεκτρικής Ενέργειας και το ίκτυο Τηλεπικοινωνιών.... Βασικά χαρακτηριστικά των ικτύων Κοινής Ωφέλειας Τα ίκτυα Ζωής χαρακτηρίζονται κυρίως από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: - Από την έκταση τους καθώς εκτείνονται σε µεγάλες γεωγραφικές περιοχές µε αποτέλεσµα να είναι τρωτά σε µεγάλης κλίµακας κινδύνους. - Από την πολυπλοκότητα της δοµής τους καθώς αποτελούνται από «γραµµές» και «κόµβους» διαφορετικής τυπολογίας (π.χ. αντλιοστάσια, αγωγοί, γραµµές µεταφοράς ενέργειας, εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων, σταθµοί συµπιεστικοί). - Από ιδιαίτερα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά (υλικό, ηλικία, προδιαγραφές) και τεχνικές που να τα διαφοροποιούν σηµαντικά ακόµη και όταν τα στοιχεία εντάσσονται στην ίδια κατηγορία. - Από τη δοµή τους (ανοιχτά, κλειστά, µεικτά). - Από την αλληλεπίδραση µεταξύ τους και µε το αστικό περιβάλλον.... Επιπτώσεις αστοχίας των ικτύων Κοινής Ωφέλειας Οι απώλειες λόγω αστοχίας ικτύων Κοινής Ωφέλειας µπορούν να ταξινοµηθούν ως εξής: Άµεσες οικονοµικές απώλειες που περιλαµβάνουν το κόστος επιδιόρθωσης και αντικατάστασης των στοιχείων των δικτύων. Έµµεσες οικονοµικές απώλειες που σχετίζονται µε τη διακοπή των υπηρεσιών που προσφέρουν τα δίκτυα, την παρεµπόδιση της παραγωγής και της λειτουργίας των επιχειρήσεων, τα έξοδα µετεγκατάστασης ή ενοικίου. Ανθρώπινα θύµατα.

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Εσωτερική αστάθεια διαφόρων κοινωνικών λειτουργιών. Περιβαλλοντική µόλυνση εξαιτίας διαρροών πετρελαίου ή αποβλήτων. Συµπληρωµατικές απώλειες εξαιτίας της αλληλεπίδρασης µεταξύ των συστηµάτων...3. ίκτυα Κοινής Ωφελείας και σεισµικές δράσεις Τα ίκτυα Κοινής Ωφελείας υποβάλλονται κατά τη διάρκεια της ζωής τους σε διάφορες επιπονήσεις τόσο στατικές όσο και δυναµικές (σεισµός). Όπως έχει δείξει η εµπειρία, τα στοιχεία των ικτύων Κοινής Ωφέλειας είναι ιδιαίτερα τρωτά σε ισχυρούς σεισµούς. Για παράδειγµα, είναι σύνηθες φαινόµενο οι αγωγοί των δικτύων ύδρευσης και αποχέτευσης να εµφανίζουν είτε διαρροές είτε θραύσεις µετά από κάποιο σεισµό. Οι σεισµικές δράσεις και κατά συνέπεια οι αστοχίες αυτές µπορεί να οφείλονται στους ακόλουθους παράγοντες: Εδαφική ταλάντωση: Με τον όρο εδαφική ταλάντωση αναφερόµαστε στις αιφνίδιες παραµορφώσεις του εδάφους που προκαλούνται από τη διάδοση των σεισµικών κυµάτων. Η εδαφική ταλάντωση επηρεάζει µεγάλες περιοχές και µπορεί να προκαλέσει διασκορπισµένες αστοχίες. Κατολισθήσεις: Κατολισθητικό φαινόµενο ονοµάζεται κάθε µαζική κίνηση του εδαφικού πρανούς λόγω αστοχίας του εδαφικού πρανούς από διάτµηση κατά µήκος µιας επιφάνειας. Οι συνήθεις τύποι είναι ολισθήσεις µικρού πάχους, αστοχίες πρανών, κατολισθήσεις µεγάλης κλίµακας και εδαφικές ρωγµές. Οι αστοχίες στα ίκτυα Κοινής Ωφελείας οφείλονται κυρίως σε πτώση βράχων λόγω κρούσεων ή από ολισθαίνον έδαφος που συµπαρασύρει και τα δίκτυα. Ρευστοποίηση: Η ρευστοποίηση είναι ένα φαινόµενο που εµφανίζεται σε χαλαρά, κορεσµένα κοκκώδη εδάφη όταν αυτά υπόκεινται σε ισχυρή εδαφική ταλάντωση. Ονοµάζεται η µετατροπή κορεσµένου µη συνεκτικού εδάφους από την στερεά κατάσταση στην υγρή ως αποτέλεσµα της αυξηµένης πίεσης του νερού των πόρων και εξ αυτής µερική ή ολική απώλεια της διατµητικής αντοχής. Πέντε είναι οι κύριοι τύποι εδαφικής αστοχίας που σχετίζονται άµεσα µε τη ρευστοποίηση: οι πλευρικές εξαπλώσεις (lateral spreading), οι ροές (flow failures), η απώλεια της φέρουσας ικανότητας (loss of bearing capacity), οι συµπυκνώσεις (densification) και η καθίζηση (subsidence). Η ρευστοποίηση λόγω της άνωσης ανασηκώνει όλες τις υπόγειες κατασκευές και στην περίπτωση που συνδυάζεται µε κατάλληλες συνθήκες όπως η εδαφική κλίση, µεγάλα επιφανειακά φορτία και δυνατότητα υποβολής ύδατος και ιλύος, τότε αναπτύσσονται µόνιµες παραµορφώσεις που συνήθως καταστρέφουν όλες τις κατασκευές που εδράζονται στο συγκεκριµένο έδαφος. Κατά την καθίζηση υπάρχει απότοµη διαφορική κίνηση, κατά τις ροές, προκαλούνται µετακινήσεις εδάφους µε τη µορφή λάσπης, ύδατος και λίθων ενώ κατά τις πλευρικές εξαπλώσεις αναπτύσσονται µεγάλες θλιπτικές δυνάµεις. Καθιζήσεις: Αστοχίες σε δίκτυα συµβαίνουν λόγω της σχετικής διαφορικής καθίζησης σε ζώνες µετάβασης από χειρότερο σε καλύτερο έδαφος και σε περιοχές αλλουβιακών αποθέσεων που είναι επιρρεπείς σε τοπικές ρευστοποιήσεις. Ζηµιές παρατηρούνται επίσης σε σηµεία όπου οι αγωγοί εισέρχονται σε δεξαµενές ή κτίρια. ιασταυρώσεις µε ρήγµατα: Ρήγµα θεωρείται η σχετική µετατόπιση παρακείµενων πλευρών του φλοιού της γης. Τοπικές µόνιµες εδαφικές παραµορφώσεις εµφανίζονται σε περιοχές επιφανειακών ρηγµάτων. Μεγάλη σηµασία στην απόκριση των δικτύων κατά τη διάρκεια του σεισµού έχει η γωνία που σχηµατίζουν αυτά µε το ίχνος του

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ ρήγµατος. Επίσης είναι σηµαντικό να αποφεύγονται αλλαγές της διεύθυνσης και συνδέσεις κοντά στο ρήγµα. Τέλος, είναι προτιµότερο στις διασταυρώσεις µε ρήγµατα τα δίκτυα να βρίσκονται σε µικρό σχετικά βάθος, ώστε να µπορούν να παραµορφώνονται περισσότερο, χωρίς να υφίστανται σοβαρές ζηµιές. Οι εδαφικές παράµετροι που απαιτούνται για την αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης στην περίπτωση των κτιριακών υποδοµών των δικτύων είναι η µέγιστη εδαφική επιτάχυνση (PGA), οι φασµατικές επιταχύνσεις (PSA) καθώς και οι µόνιµες εδαφικές παραµορφώσεις (PGD). Στην περίπτωση αγωγών είναι απαραίτητη η γνώση της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας (PGV) καθώς αποδείχθηκε ότι συνδέεται άµεσα µε τις εδαφικές παραµορφώσεις και των µόνιµων εδαφικών µετακινήσεων (PGD)... Αστοχίες ικτύων Κοινής Ωφέλειας από σεισµούς... ιεθνής εµπειρία Σκοπός της παρούσης διπλωµατικής είναι η αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών γι αυτό οι βλάβες επικεντρώνονται στα δίκτυα ύδρευσης και αποχέτευσης. Πρέπει να σηµειωθεί ότι οι αστοχίες που παρατηρήθηκαν διεθνώς στα δίκτυα ύδρευσης και αποχέτευσης εντοπίζονται κυρίως στους αγωγούς (Πίνακας.) και όχι τόσο σε αντλιοστάσια, δεξαµενές ή εγκαταστάσεις επεξεργασίας ύδατος (ΕΕΥ). Οι αστοχίες των αγωγών προέρχονται κυρίως από τις µεγάλες µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις σε συνδυασµό µε την δυσκαµψία του κορµού των αγωγών και των συνδέσµων τους, από την γήρανση και την διάβρωση των υλικών ή από συνέργειες µεταξύ του δικτύου ύδρευσηςαποχέτευσης και ηλεκτρικής ενέργειας. Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζονται οι αστοχίες των δικτύων ύδρευσης και αποχέτευσης τριών σηµαντικών σεισµών του παρελθόντος (Loma Prieta, 989; Northridge, 994; Kobe,995). 3

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σύστηµα / Σεισµός Ύδρευση Αποχέτευση Βασικές αναφορές Loma Prieta, 989, Mw=6.9, max. MMI=IX 35 επισκευές στο βασικό δίκτυο του San Francisco, Oakland και του Berkeley, σε σωλήνες χυτοσιδηρούς και ασβεστοτσιµεντοσωλήνες διαµέτρων -mm. Στην περιοχή της Santa Cruz παρατηρήθηκαν 4 αστοχίες στο βασικό δίκτυο. Οι ζηµιές ήταν συγκεντρωµένες σε περιοχές που παρατηρήθηκε ρευστοποίηση. Η απώλεια ηλεκτρικού ρεύµατος είχε σηµαντικές επιπτώσεις στο σύστηµα διανοµής του San Francisco. Οι αγωγοί που αστόχησαν επηρέασαν σηµαντικά την αποτελεσµατικότητα του συστήµατος πυρόσβεσης Λόγω διακοπών του ηλεκτρικού ρεύµατος και της έλλειψης συστηµάτων παροχής ηλεκτρικής ισχύος στα αντλιοστάσια, τα λύµατα απορρίφθηκαν στο San Francisco και στο λιµάνι του Monterey Bays. Υπήρξαν εκτεταµένες καταστροφές στο βασικό δίκτυο αποχέτευσης στην Μαρίνα του San Francisco και στο Watsonville. Μικρές µέχρι µέτριες ζηµιές παρατηρήθηκαν στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυµάτων στο San Francisco και στην περιοχή του κόλπου. Northridge, 994, Mw=6.7, max. MMI=IX Πάνω από 4 επισκευές χρειάστηκαν στο δίκτυο ύδρευσης του Los Angeles από τις οποίες οι βρισκόταν σε αγωγούς µεταφοράς µεγάλης διαµέτρου. Και τα τρία συστήµατα µεταφοράς νερού στο San Fernando διεκόπησαν, ενώ η συµπεριφορά στα φράγµατα, στις γεωτρήσεις και στα αντλιοστάσια ήταν αρκετά καλή παρά τις διακοπές του ηλεκτρικού ρεύµατος. Μικρές ζηµιές παρουσίασαν οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού. Σηµαντικές καταστροφές κατεγράφησαν σε δεξαµενές υπέργειες που κατασκευάστηκαν µε παλιότερους κανονισµούς. Μικρές µέχρι µέτριες ζηµιές καταγράφηκαν στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυµάτων λόγω κυρίως της εδαφικής ταλάντωσης και των ρηγµάτων στις δεξαµενές επεξεργασίας. Η επεξεργασία των λυµάτων παρεµποδίστηκε λόγω απώλειας ηλεκτρικής ισχύος. Όλα τα αντλιοστάσια/ ανυψωτικοί σταθµοί (54) έχασαν την σύνδεση τους µε το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας στην περιοχή του L.A. Το αποχετευτικό δίκτυο καταστράφηκε σε περιοχές εδαφικών παραµορφώσεων. EERI (99), NRC (994) EERI (995), TCLEE (995), NIST (994) Kobe, 995, Mw=6.9, max. JMA=VII Οι 86 υδαταποθήκες (reservoirs) που τροφοδοτούσαν την πόλη του Kobe άδειασαν εντός 4 ωρών. Οι αστοχίες στο δίκτυο ύδρευσης επηρέασαν σηµαντικά το δίκτυο πυρόσβεσης..6 επισκευές στο βασικό δίκτυο και 7.35 επισκευές στις συνδέσεις µε τους καταναλωτές ως αποτελέσµατα των αστοχιών των κτιρίων και των µόνιµων παραµορφώσεων. Απώλειες της ηλεκτρικής ισχύος διέκοψαν την αντλιοδότηση βασικών αγωγών µεταφοράς εµποδίζοντας ταυτόχρονα το κλείσιµο βαλβίδων έκτακτης ανάγκης σε 3 υδαταποθήκες 3 από τις 8 εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυµάτων κατεστράφησαν. Το Higashimada Plant που είναι και το µεγαλύτερο στην περιοχή του Kobe παρουσίασε εκτεταµένες αστοχίες λόγω µόνιµων εδαφικών παραµορφώσεων. Άµεσο αποτέλεσµα του προηγούµενου ήταν ότι τα λύµατα απορρίφθηκαν στο κόλπο του Osaka χωρίς προηγουµένως να έχει µεσολαβήσει κάποιου είδους επεξεργασία. Κάποιες βασικές γραµµές στο σύστηµα αποχέτευσης υπέστησαν ολοκληρωτική καταστροφή σε περιοχές µόνιµων παραµορφώσεων. Η απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας επέδρασε καταλυτικά στην λειτουργία των αντλιοστασίων. NIST (996), NCEER (995) Shrestha ( Πίνακας. Περιληπτική παρουσίαση των αστοχιών των δικτύων ύδρευσης και αποχέτευσης λόγω των σεισµών της Loma Prieta, Northridge και του Kobe. 4

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στον Ευρωπαϊκό χώρο, υπάρχουν περιορισµένες καταγραφές των αστοχιών στα δίκτυα κοινής Ωφελείας. Κατά το σεισµό του Βουκουρεστίου (Bucharest, 977) το δίκτυο ύδρευσης αντιµετώπισε εκτεταµένες αστοχίες τόσο στο δίκτυο διανοµής και µεταφοράς όσο και στις εγκαταστάσεις του. Συγκεκριµένα στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού, οι αντλίες στο υπέστησαν σηµαντικές µετακινήσεις µε αποτέλεσµα να σταµατήσει παροδικά η επεξεργασία πόσιµου νερού Σε τρία σηµεία αστόχησαν οι αγωγοί (-mm) µεταφοράς νερού (συνολικό µήκος: km) µε αποτέλεσµα εκτεταµένες διακοπές στην υδροδότηση. Επίσης, το υδραυλικό πλήγµα που προκλήθηκε µετά από τις εκτεταµένες διακοπές της ηλεκτροδότησης προκάλεσε την αστοχία συνδέσεων στο δίκτυο διανοµής. Το % από τις συνδέσεις ήταν συνδέσεις χαλυβδοσωλήνων ενώ το υπόλοιπο 9% ήταν συνδέσεις τσιµεντοσωλήνων. Οι χυτοσιδεροί σωλήνες και οι αµιαντοτσιµεντοσωλήνες δεν παρουσίασαν αστοχίες. Στο δίκτυο αποχέτευσης δεν αναφέρθηκε καµία αστοχία ούτε στις εγκαταστάσεις ούτε στους αγωγούς (Aldea et, ). Στο σεισµό του Kocaeli (999) κατεγράφησαν µικρές ζηµιές στο εργοστάσιο επεξεργασίας νερού και στο βασικό φράγµα ενώ υπόγειες δεξαµενές αποθήκευσης ύδατος από Ο/Σ ρηγµατώθηκαν. Το 7% του δικτύου διανοµής στο Adapazari (5km) καταστράφηκε ενώ το υπόλοιπο 3% παρουσίασε εκτεταµένες διαρροές. Στο δίκτυο µεταφοράς παρουσιάστηκαν σηµαντικές ζηµιές ιδιαίτερα σε ζώνες που είτε γειτνίαζαν µε ρήγµα είτε µε σηµαντικές µόνιµες εδαφικές παραµορφώσεις (Izmit). Εκτεταµένες ζηµιές παρατηρήθηκαν και στο δίκτυο διανοµής στην περιοχή Golcuk. Περίπου το 45% του δικτύου καταστράφηκε ολοσχερώς ενώ το 55% παρουσίασε διαρροές. Είναι σηµαντικό να τονιστεί ότι τα δίκτυα ύδρευσης της Τουρκίας ήταν παλιά δίκτυα µε εκτεταµένες διαρροές ήδη πριν το σεισµό. Στην εικόνα. παρουσιάζονται αστοχίες σε αγωγούς ως αποτέλεσµα του σεισµού του San Fernando, 96, του Kobe 995, της Loma Prieta,989, και του Northridge,

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Northridge, 994 San Fernando, 96 Loma Prieta, 989 Kobe, 995 Εικόνα.: Εικόνες από αστοχίες αγωγών Στην εικόνα. παρουσιάζονται αστοχίες σε δεξαµενές ως αποτέλεσµα του σεισµού του Kocaelli,999, και του Northridge,

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Kocaelli, 999 Northridge, 994 Εικόνα.: Εικόνες από αστοχίες δεξαµενών (Αλεξούδη 5)... Ελληνική εµπειρία Η ελληνική εµπειρία είναι περιορισµένη όσον αφορά τις επιπτώσεις των σεισµών σε ίκτυα Κοινής Ωφέλειας (.Κ.Ω). Ωστόσο, σύµφωνα µε προφορικές µαρτυρίες και πάντα µε επιφύλαξη, µέχρι πρότινος σε σεισµούς στον Ελλαδικό χώρο, δεν είχαν παρατηρηθεί ιδιαίτερα σηµαντικές αστοχίες. Τόσο οι αστοχίες που παρατηρήθηκαν σε αγωγούς στο σεισµό της Θεσσαλονίκης (978, Mw=6.4, R=9km, PGA=.5g, PGV= 6.7cm/sec, PGD=3.4cm) όσο στο σεισµό της Καλαµάτας (986, Mw= 6., R= km, PGA=.7g, PGV= 3.3cm/sec, PGD=7.cm) και της Κοζάνης ήταν περιορισµένες και τοπικού χαρακτήρα. Επίσης, πρέπει να σηµειωθεί ότι πολλές φορές και επειδή δεν υπάρχει η κατάλληλη εµπειρία, τα αποτελέσµατα των σεισµών γίνονται αντιληπτά αργότερα. Συγκεκριµένα, στην Θεσ/νίκη το 99, για µερικές ηµέρες διακόπηκε η υδροδότηση της πόλης όταν ένα από τα κεντρικά της αντλιοστάσια στο Καλοχώρι τέθηκε εκτός λειτουργίας. Το εν λόγω αντλιοστάσιο µολύνθηκε από την είσοδο πετρελαίου µετά από καταστροφή παρακείµενου αγωγού αργού πετρελαίου. Κατά την αυτοψία αποκαλύφθηκε ρηγµάτωση σε όλη τη διατοµή του χτιστού υδραγωγείου οφειλόµενη στην κακή ποιότητα του εδάφους έδρασης, σε καταπονήσεις λόγω πυρκαγιάς γειτονικών δεξαµενών και στο σεισµό του 978. Κατά το σεισµό της Κοζάνης- Γρεβενών (995, Mw= 6.6, R=9km, PGA=.g, PGV= 8.8cm/sec, PGD=.5cm) διακόπηκε η υδροδότηση στα περισσότερα από τα χωριά, χωρίς όµως να υπάρχουν ενδείξεις ότι η διακοπή οφείλεται σε θραύση αγωγών ή σε άλλα αίτια, όπως σε διακοπή ηλεκτροδότησης. Συστηµατική µελέτη και αποτύπωση αστοχιών του δικτύου ύδρευσης και αποχέτευσης έγινε στην περίπτωση του σεισµού της Λευκάδας (3, Μ w =6.4, PGA trans =,4g, PGA long =.34g, PGA vert =.9g). Στο σεισµό της Λευκάδας, το δίκτυο ύδρευσης υπέστη σηµαντικές αστοχίες. Συγκεκριµένα, πάνω από 3 αστοχίες στο δευτερεύον δίκτυο ύδρευσης (σε συνδέσεις µε καταναλωτές) και αστοχίες στο πρωτεύον δίκτυο κατεγράφησαν και χωροθετήθηκαν σε GIS σε µια πρώτη προσπάθεια συστηµατικής αποτύπωσης (Αλεξούδη, 5). Στο δίκτυο αποχέτευσης κατεγράφησαν αστοχίες κυρίως λόγω των σηµαντικών µόνιµων µετακινήσεων. Ωστόσο λόγω της φύσης του (δίκτυο βαρύτητας µε φυσικό αποδέκτη τη θάλασσα περιµετρικά της πόλης) και της έλλειψης άµεσων συνεπειών δεν κατέστη δυνατή η πλήρης τεκµηρίωση όλων των πιθανών αστοχιών. Ο υψηλός υπόγειος ορίζοντας της πόλης 7

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ της Λευκάδας (περίπου.5m) και η ύπαρξη απορροφητικών βόθρων σε ολόκληρη την περιοχή της παλιάς πόλης, µεγέθυναν τη δυσκολία αποτίµησης της σεισµικής απόκρισης του δικτύου αποχέτευσης. Μόνο δύο αστοχίες καταγράφηκαν. Οι δύο αστοχίες αναφέρονται στον αγωγό που διασχίζει την Γκολέµη (στην παραλιακή ζώνη) στην περιοχή µε µεγάλες κατακόρυφες µετακινήσεις (>5cm) και στον αγωγό που ήταν τοποθετηµένος στη διασταύρωση της 8ης Μεραρχίας και Καραβέλα (Αλεξούδη, 5). Στην πρώτη περίπτωση υπήρξε έντονη δυσοσµία ενώ υπήρχαν σοβαρές ενδείξεις ότι υπήρχε κάποιο πρόβληµα ήδη πριν από το σεισµό και στη δεύτερη περίπτωση διαπιστώθηκε αστοχία του κεντρικού φρεατίου λόγω τοπικής καθίζησης. Η συγκεκριµένη καθίζηση αποτέλεσε και το λόγο αστοχίας της σύνδεσης του βασικού αγωγού µεταφοράς λυµάτων στο βιολογικό καθαρισµό. Μια σύγκριση του ποσοστού των λυµάτων που εισέρχονταν συνήθως στο θαλάσσιο αποδέκτη σε σχέση µε τα λύµατα µετά το σεισµό θα µπορούσε να δώσει µια σχετική ένδειξη του µεγέθους των αστοχιών. Σχετικές χηµικές αναλύσεις στον κόλπο της Λευκάδας δεν πραγµατοποιήθηκαν. Η Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αστικών Αποβλήτων (ΕΕΑΑ) που εξυπηρετεί την πόλη της Λευκάδας (7. άτοµα) δεν υπέστη καµία ζηµία (εικόνα.3). Η ΕΕΑΑ εκτελεί τριτοβάθµιο καθαρισµό από λίµνη οξείδωσης, µε µέση ηµερήσια παροχή 3.8m3/ηµέρα, παροχή αιχµής 35m3/h και ΒOD= 38kg/d. Εικόνα.3: Καµιά αστοχία στην ΕΕΑΑ (Αλεξούδη, 5) Επίσης, ενδιαφέρον παρουσίασε το γεγονός ότι το αντλιοστάσιο δεν έπαθε καµία ζηµιά µολονότι το έδαφος παρουσίασε σχετική καθίζηση της τάξης των cm (εικόνα.4). 8

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Εικόνα.4: Καµιά ζηµιά στο αντλιοστάσιο, τις αντλίες και το εξωτερικό φρεάτιο (Αλεξούδη, 5).3. Η σεισµική µηχανική των ικτύων Κοινής Ωφέλειας Η εκτεταµένη αστικοποίηση των τελευταίων δεκαετιών είχε ως αποτέλεσµα τα ίκτυα Κοινής Ωφέλειας να γίνουν ιδιαίτερα µεγάλα και σύνθετα, αποτελούµενα τόσο από παλαιές όσο και από πιο πρόσφατες κατασκευές, συχνά όµως χωρίς αντισεισµικό σχεδιασµό. Επιπλέον, η λειτουργία των δικτύων είναι σηµαντική τόσο πριν όσο και αµέσως µετά από ένα σεισµό, καθώς ο ρόλος τους είναι ζωτικής σηµασίας για τις επιχειρήσεις έρευνας, διάσωσης και υποστήριξης των πληγεισών περιοχών, αλλά και για την οικονοµική και κοινωνική ζωή της περιοχής. Έτσι, η σεισµική µηχανική των δικτύων κοινής ωφέλειας αποτελεί επίκαιρο, αλλά και στρατηγικής σηµασίας κλάδο. Ο κλάδος της σεισµικής µηχανικής δικτύων κοινής ωφέλειας (lifeline earthquake engineering) ασχολείται µε την εκτίµηση της σεισµικής επικινδυνότητας (seismic hazard) και της τρωτότητας (vulnerability), έχοντας ως στόχο την αποτίµηση (assessment) και διαχείριση (management) της σεισµικής διακινδύνευσης (seismic risk) των δικτύων. Η αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης των δικτύων είχε χρησιµοποιηθεί µέχρι πρόσφατα σε πολύ µικρό βαθµό για την διαχείριση κρίσεων και φυσικών καταστροφών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης των ικτύων Κοινής Ωφέλειας είναι ένα εξαιρετικά σύνθετο αντικείµενο εξαιτίας της πολυπλοκότητας των εκτιθέµενων στοιχείων, της χωρικής µεταβλητότητάς τους και της εκτεταµένης κατανοµής τους στο χώρο. Επιπλέον, η µέχρι πρόσφατα έλλειψη αξιόπιστων δεδοµένων ζηµιών σε 9

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ δίκτυα µετά από ισχυρούς σεισµούς αποτελούσε εµπόδιο στην ανάπτυξη µεθόδων αποτίµησης σεισµικής διακινδύνευσης για δίκτυα. Η κατάσταση αυτή άλλαξε ριζικά την τελευταία δεκαετία, κατά την οποία οι ισχυροί σεισµοί που έλαβαν χώρα έδωσαν τη δυνατότητα συγκέντρωσης πολύτιµων στοιχείων, ενώ οι σηµαντικές άµεσες και έµµεσες απώλειες που οφείλονταν σε αστοχίες των ικτύων Κοινής Ωφέλειας τράβηξαν την προσοχή της επιστηµονικής κοινότητας και των κυβερνητικών αρχών. Παράλληλα, η ανάπτυξη των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών (GIS) προσέφερε ένα εξαίρετο εργαλείο για την εφαρµογή καινοτόµων και αποδοτικών τεχνικών, µε αποτέλεσµα να έχουν προταθεί αρκετές µεθοδολογίες για την αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης δικτύων σε αστικό περιβάλλον. Στόχος της αποτίµησης της σεισµικής διακινδύνευσης δικτύων είναι η εκτίµηση των υλικών και µη απωλειών, η κατά το δυνατόν µείωση αυτών, η βελτίωση της αξιοπιστίας των συστηµάτων και ο καθορισµός προτεραιοτήτων κατά η διαχείριση του σεισµικού κινδύνου. Εποµένως µπορεί να συµβάλλει στον καθορισµό στρατηγικών επεµβάσεων που αφορούν στην προ-σεισµική ενίσχυση και στη µετα-σεισµική αποκατάσταση..3.. Βασικές έννοιες της σεισµικής µηχανικής των ικτύων Κοινής Ωφέλειας Ο σκοπός της αποτίµησης είναι να εκτιµηθεί ο βαθµός βλάβης που θα υποστεί µια συνιστώσα του δικτύου για ένα δεδοµένο επίπεδο σεισµικής έντασης. Η σεισµική διακινδύνευση εκφράζει τις πιθανές απώλειες που οφείλονται όχι µόνο στις άµεσες συνέπειες του σεισµού, όπως οι βλάβες των κατασκευών και οι θάνατοι ή τραυµατισµοί, αλλά και στις έµµεσες συνέπειες, όπως η διακοπή της οικονοµικής, κοινωνικής και πολιτιστικής δραστηριότητας στην πληγείσα περιοχή. Για τον υπολογισµό της σεισµικής διακινδύνευσης (Risk) χρειάζεται να εκτιµηθεί η σεισµική επικινδυνότητα (Hazard), η τρωτότητα (Vulnerability), καθώς και η σπουδαιότητα (Importance) του υπό µελέτη στοιχείου. Η γενικότερη µαθηµατική έκφραση της σεισµικής διακινδύνευσης είναι της µορφής: [Risk] = [Hazard] x [Vulnerability] x [Importance] H σεισµική επικινδυνότητα εκφράζει την πιθανότητα να συµβεί σεισµός συγκεκριµένης έντασης στην εξεταζόµενη περιοχή σε συγκεκριµένο χρονικό διάστηµα. Η τρωτότητα ορίζεται ως ο βαθµός απωλειών ενός συγκεκριµένου στοιχείου εκτιθέµενου σε σεισµικό κίνδυνο, που προκύπτει για ένα δεδοµένο επίπεδο σεισµικής διέγερσης. Συνήθως εκφράζεται µέσω µιας καµπύλης τρωτότητας (fragility curve). Η σπουδαιότητα συνδέεται µε κατάλληλα λειτουργικά, κοινωνικά, οικονοµικά και άλλα κριτήρια..3.. Μελέτες σεισµικής διακινδύνευσης ικτύων Κοινής Ωφέλειας Οι µελέτες ανάλυσης σεισµικής διακινδύνευσης των ικτύων Κοινής Ωφέλειας µπορούν να ταξινοµηθούν σύµφωνα µε τη FEMA (994) σε 5 κατηγορίες: Γενικές µελέτες τρωτότητας στοιχείων και συστηµάτων Μελέτες σεναρίων χωρίς αναλύσεις εξυπηρετικότητας

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Μελέτες σεναρίων µε αναλύσεις εξυπηρετικότητας Μελέτες καθορισµού προτεραιοτήτων αποκατάστασης µετά το σεισµό Άλλες µελέτες που λαµβάνουν υπόψη την αλληλεπίδραση των δικτύων Τυπικά παραδείγµατα της πρώτης κατηγορίας είναι η µεθοδολογία του ATC-3 (985) και η µεταγενέστερη του ATC-5 (99) για την εκτίµηση των άµεσων και έµµεσων απωλειών και της λειτουργικότητας των ικτύων Κοινής Ωφέλειας. Το επίπεδο της λεπτοµέρειας που παρέχουν είναι κατάλληλο για ανάλυση τύπου σεναρίων και µπορούν να προσφέρουν σηµαντική κατανόηση των απωλειών και της επίδρασης του σεισµού. Η µεθοδολογία του RADIUS,999, η οποία κάνει εκτεταµένη χρήση της τεχνολογίας των GIS µπορεί επίσης να ταξινοµηθεί στην πρώτη κατηγορία. Η µεθοδολογία του HAZUS (NIBS, 997, 999, ) αποτελεί την πιο ολοκληρωµένη µεθοδολογία υπολογισµού απωλειών λόγω σεισµού. Η συγκεκριµένη µεθοδολογία, η οποία χρησιµοποιήθηκε και στη συνέχεια, µπορεί να ταξινοµηθεί εν µέρει στην η και εν µέρει στην 4 η κατηγορία. Η µεθοδολογία αυτή χρησιµοποιεί τη λογική σεισµικών σεναρίων, αξιοποιεί βάσεις δεδοµένων για επιλεγµένα στοιχεία, χρησιµοποιεί εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας, αποτιµά το επίπεδο αστοχίας και το χρόνο αποκατάστασης των στοιχείων όλου του συστήµατος ενώ παράλληλα παρέχει λεπτοµερείς χάρτες (σε µορφή GIS) κατάλληλους για διαχείριση του σεισµικού κινδύνου και προτείνει συγκεκριµένα εργαλεία για τον υπολογισµό τόσο των άµεσων όσο και των έµµεσων απωλειών καθώς και τις συνέπειες στην κοινωνία. Ο υπολογισµός των απωλειών µέσω του HAZUS προϋποθέτει µια µεθοδολογία που θα είναι ευέλικτη και θα εξυπηρετεί τις ανάγκες πλήθος χρηστών και εφαρµογών παρέχοντας ταυτόχρονα την σταθερότητα µιας τυποποιηµένης προσέγγισης. Το διάγραµµα ροής της µεθοδολογίας του HAZUS περιλαµβάνει κάθε µία από τις συνιστώσες που περιγράφονται στο σχήµα.: Αναµενόµενος σεισµικός κίνδυνος (Potential Earth Science Hazard), απογραφή των πληροφοριών (Inventory), άµεσες φυσικές απώλειες (Direct Physical Damage), έµµεσες φυσικές απώλειες (Induced Physical Damage), άµεσες κοινωνικοοικονοµικές απώλειες (Direct Economic/Social Loss) και έµµεσες οικονοµικές απώλειες (Indirect Economic Loss). Στη γενική περίπτωση, κάθε µία από τις παραπάνω συνιστώσες απαιτούνται για τον υπολογισµό των απωλειών. Ωστόσο, ο βαθµός της πολυπλοκότητας και το αντίστοιχο κόστος ποικίλουν ανάλογα µε το χρήστη και την εφαρµογή. Είναι εποµένως απαραίτητο οι συνιστώσες να έχουν πολλαπλά επίπεδα λεπτοµέρειας ή ακρίβειας ώστε να ανταποκρίνονται στις ανάγκες των χρηστών. Το HAZUS 97 καθώς και οι εξελίξεις τους αποτέλεσαν σηµαντική τοµή στις µελέτες σεισµικής διακινδύνευσης των ικτύων Κοινής Ωφελείας. Το HAZUS 4 χρησιµοποιείται από τις ΗΠΑ αλλά και διεθνώς για κατάρτιση σχεδίων έκτακτων αναγκών σε εθνικό επίπεδο. Η αστοχία των στοιχείων στο HAZUS παρουσιάζεται περιγραφικά µέσω πέντε επιπέδων βλάβης (µηδενική, µικρή, µεσαία, εκτεταµένη, ολοκληρωτική καταστροφή) ενώ οι καµπύλες τρωτότητας υπολογίζουν την πιθανότητα υπέρβασης ενός συγκεκριµένου επιπέδου βλάβης για ένα καθορισµένο επίπεδο σεισµικής έντασης. Η ισχυρή εδαφική κίνηση περιγράφεται από την µέγιστη εδαφική επιτάχυνση, ταχύτητα και µετακίνηση ανάλογα µε το στοιχείο. Οι καµπύλες αποκατάστασης αποτελούν εξέλιξη των καµπύλων που προτάθηκαν στον ATC-3.

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σχήµα.: ιάγραµµα ροής της µεθοδολογίας του HAZUS 4 Πρόσφατα µια νέα µεθοδολογία µε την ονοµασία RISK-UE (Mouroux et all,4) παρόµοια µε αυτή του HAZUS αναπτύχθηκε στην Ευρώπη που περιλαµβάνει εξελιγµένες µεθόδους στην αποτίµηση της επικινδυνότητας, στην αναγνώριση των ιδιαιτεροτήτων και της τυπολογίας των Ευρωπαϊκών κατασκευών και δικτύων, αποτίµηση των διεθνώς χρησιµοποιούµενων καµπύλων τρωτότητας κ.λ.π. όπως και στο HAZUS έτσι και στο RISK- UE όλες οι αποτυπώσεις, αναλύσεις και η διαχεγµατοποιείται µέσω GIS. Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος SRMLIFE, 3-7 αναπτύχθηκε µία νέα µεθοδολογία αποτίµησης της σεισµικής διακινδύνευσης των ικτύων Κοινής Ωφελείας η οποία ανταποκρίνεται στα δεδοµένα και τις ανάγκες της Ελληνικής πρακτικής. Η

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ µεθοδολογία αυτή, µέρος της οποίας χρησιµοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας, περιγράφεται αναλυτικά στην συνέχεια (.3.3, Κεφάλαιο ). Στις γενικές µελέτες τρωτότητας µπορεί να ενταχθεί η µελέτη που εκπονήθηκε για την πόλη Everett, Washington (Ballantyne & Heubach, 99) για τρία σεισµικά σενάρια για το δίκτυο τηλεπικοινωνιών, φυσικού αερίου, ύδρευσης, αποχέτευσης και ηλεκτρικής ενέργειας. Στη συγκεκριµένη µελέτη αποτιµήθηκε το οικονοµικό κόστος ως το κόστος επισκευής πιθανών αστοχιών (διαρροών, θραύσεων, αντικαταστάσεων κ.λ.π.). Τα τελικά αποτελέσµατα αποτίµησης της σεισµικής διακινδύνευσης βασίστηκαν σε εκτιµήσεις ειδικών (experts) που επισκέφτηκαν τη συγκεκριµένη περιοχή. εν πραγµατοποιήθηκαν αναλύσεις εξυπηρετικότητας ούτε έγιναν µοντέλα ανάλυσης αξιοπιστίας των συστηµάτων, παρόλο που υπολογίστηκαν οι χρόνοι αποκατάστασης. Μια άλλη σηµαντική µελέτη παρουσιάζεται στο FEMA 49 (994) για το σύστηµα ύδρευσης της Κοµητείας San Diego Country και για τη µητροπολιτική περιοχή της Νότιας Καλιφόρνιας. Ο υπολογισµός της σεισµικής επικινδυνότητας πραγµατοποιήθηκε αιτιοκρατικά για δύο σεισµικά σενάρια που ανταποκρινόταν στον πιθανότερο και στο µέγιστο σεισµό. Χρησιµοποιήθηκε το πρόγραµµα LIQT-PC προκειµένου να προσοµοιωθούν οι επιδράσεις των αλλαγών στις πιέσεις σε σηµεία- κόµβους εξαιτίας των διαρροών και των θραύσεων. Εκτεταµένη µελέτη για το σύστηµα διανοµής του δικτύου ύδρευσης του Seattle εκπονήθηκε από τους Ballantyne et al (99A). Τόσο η αξιοπιστία των στοιχείων του δικτύου όσο και του συνολικού συστήµατος αποτέλεσε αντικείµενο µελέτης. Στη συγκεκριµένη µελέτη πραγµατοποιήθηκε υδραυλική ανάλυση µε την βοήθεια του υδραυλικού πακέτου KYPIPE ώστε να εκτιµηθούν οι επιπτώσεις των αστοχιών στο δίκτυο. Παράλληλα έγινε µια πρώτη προσπάθεια να συµπεριληφθούν και δεδοµένα αστοχιών διαρροών από αρκετούς σεισµούς, ενώ ταυτόχρονα αποτιµήθηκε και η συµπεριφορά των αγωγών σε περιοχές µε µεγάλη πιθανότητα ρευστοποίησης. Ο O Rourke (989) ανέπτυξε ένα λογισµικό (Gisalle) που βασίζεται στα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών για την εκτίµηση της εξυπηρετικότητας των δικτύων ύδρευσης. Σε αυτό λαµβάνονται υπόψη οι αβεβαιότητες του σεισµικού κινδύνου, οι δυναµικές ιδιότητες των εδαφικών σχηµατισµών, τα χαρακτηριστικά των αγωγών, οι απαιτήσεις των καταναλωτών και οι απαιτήσεις στην περίπτωση σεναρίου πυρκαγιάς. Συγκεκριµένα, η εκτίµηση της εξυπηρετικότητας του δικτύου πραγµατοποιείται µέσω υπολογισµού των παροχών και των πιέσεων σε συγκεκριµένα και πλήρως ορισµένα σηµεία του δικτύου (κρίσιµα κτίρια και πυροσβεστικούς κρουνούς). Το πρόγραµµα εφαρµόστηκε για το δίκτυο ύδρευσης του San Francisco. Ανάλογο πρόγραµµα βασισµένο σε G.I.S αναπτύχθηκε από τους Sato & Shinozuka (99) και Okumura & Shinozuka 99 (Lifeline-W) µε στόχο την αποτίµηση της αξιοπιστίας των δικτύων ύδρευσης. Η εφαρµογή πραγµατοποιήθηκε για το σύστηµα ύδρευσης του Memphis. Η ανάλυση αξιοπιστίας του βασίζεται σε ανάλυση Monte-Carlo, ενώ η εκτίµηση της εξυπηρετικότητάς του βασίστηκε στον υπολογισµό των παροχών και του επιπέδου συνδετικότητας στο οποίο βρίσκεται το δίκτυο. Επίσης, σε αρκετές µελέτες σεισµικής διακινδύνευσης χρησιµοποιήθηκαν τεχνικές µε ασαφή λογική (fuzzy logic) προκειµένου να ληφθούν υπόψη οι αβεβαιότητες και να υποβοηθηθεί η διαδικασία λήψης αποφάσεων (Katayama et al. 99). Σε άλλες περιπτώσεις χρησιµοποιήθηκαν έµπειρα συστήµατα για εκτίµηση της τελικής απόκρισης των δικτύων. Τέτοιο σύστηµα χρησιµοποιήθηκε από τους Takada et al. (99) για την µελέτη απόκρισης των αγωγών. 3

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Πρόσφατα, οι Menoni et al () πρότειναν µια µεθοδολογία αποτίµησης της σεισµικής διακινδύνευσης, για τα συστήµατα ύδρευσης, αποχέτευσης, φυσικού αερίου, ηλεκτρικής ενέργειας, τηλεπικοινωνιών καθώς και για το οδικό δίκτυο και τα νοσοκοµεία σε επίπεδο χώρας. Η τρωτότητα όλου του συστήµατος καθορίζεται από την τρωτότητα των επιµέρους στοιχείων και από τις αλληλεπιδράσεις µεταξύ των συστηµάτων και του αστικού περιβάλλοντος ανάλογα µε την περίοδο λειτουργίας του (κανονική ή κρίση). Η µελέτη που εφαρµόστηκε στην Lombardia (Ιταλία) είχε ως στόχο την δηµιουργία στρατηγικών αποκατάστασης που βασίζονται στην τρωτότητα και στις αλληλεπιδράσεις των συστηµάτων Περιγραφή της µεθοδολογίας αποτίµησης σεισµικής διακινδύνευσης που χρησιµοποιήθηκε Στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας, η οποία έχει σαν τελικό στόχο την αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών, χρησιµοποιήθηκε µέρος της µεθοδολογίας που περιγράφεται στο διάγραµµα ροής του σχήµατος. (SRMLIFE, 3-7). Συγκεκριµένα, µετά τη συλλογή των πληροφοριών για το δίκτυο η οποία έγινε στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος SRM DGC σε συνεργασία µε τους αρµόδιους τοπικούς φορείς, έγινε ψηφιοποίηση του δικτύου και δηµιουργία της αντίστοιχης βάσης δεδοµένων, τυπολογία των στοιχείων του δικτύου και εκτίµηση των απωλειών µε βάση κατάλληλες σχέσεις τρωτότητας για τα σεισµικά σενάρια µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα. Επίσης, πραγµατοποιήθηκε η µελέτη σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών βάση της οποίας εκτιµήθηκαν οι παράµετροι της σεισµικής εδαφικής κίνησης (εδαφική ταλάντωση) για το σενάριο των, 5 και χρόνων που χρησιµοποιήθηκαν στη συνέχεια για την αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας των υπό κίνδυνο στοιχείων του δικτύου. Για την υλοποίηση της µελέτης σεισµικής απόκρισης πραγµατοποιήθηκαν µονοδιάστατες αναλύσεις σε επιλεγµένες θέσεις µε τη βοήθεια του υπολογιστικού προγράµµατος EERA. Το προαναφερθέν πρόγραµµα υιοθετεί τις ίδιες βασικές έννοιες που χρησιµοποιεί και το SHAKE και χρησιµοποιείται για την πραγµατοποίηση ισοδύναµων γραµµικών αναλύσεων αποτελώντας µια σύγχρονη εφαρµογή των γνωστών εννοιών της ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης της σεισµικής απόκρισης. Η εισαγωγή και εξαγωγή δεδοµένων στο EERA πραγµατοποιείται σε περιβάλλον Excel. Ένα ιδιαίτερα χρήσιµο εργαλείο για την εφαρµογή της συγκεκριµένης µεθοδολογίας αποτελούν τα Γεωγραφικά Συστηµάτων Πληροφοριών (GIS). Ένα δίκτυο καταλαµβάνει αρκετή έκταση, οπότε είναι απαραίτητη η χωρική απεικόνιση τόσο των στοιχείων του δικτύου όσο και της σεισµικής επικινδυνότητας της εν λόγω περιοχής. Έτσι δηµιουργούνται χάρτες µε το υπό µελέτη δίκτυο, που περιλαµβάνουν και την αντίστοιχη βάση δεδοµένων. Επίσης δηµιουργούνται χάρτες που προκύπτουν από την µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας και την επιρροή των τοπικών εδαφικών συνθηκών, που περιλαµβάνουν την χωρική κατανοµή της αναµενόµενης σεισµικής έντασης, εκφρασµένης σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης, ταχύτητας ή φασµατικών τιµών. Στη συνέχεια και µε βάση την ταξινόµηση των συνιστωσών του δικτύου εφαρµόζεται η σχετική µεθοδολογία εκτίµησης τρωτότητας του κάθε στοιχείου, αλλά και όλου του δικτύου συνολικά. Τελικά, εντοπίζονται τα ευπαθή στοιχεία του συστήµατος και γίνονται αναλύσεις σχετικές µε το επίπεδο υπηρεσιών που θα παρέχει το δίκτυο αµέσως µετά τον σεισµό, αλλά και στην περίοδο αποκατάστασης του δικτύου. Σε γενικές γραµµές η αποτίµηση ενός δικτύου ακολουθεί τα εξής στάδια: συλλογή πληροφοριών για το δίκτυο ψηφιοποίηση του δικτύου/ δηµιουργία βάσης δεδοµένων, 4

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΕΙΣΑΓΩΓΗ τυπολογία µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας, µελέτη επιρροής τοπικών εδαφικών συνθηκών (µικροζωνική µελέτη), εφαρµογή των κατάλληλων σχέσεων τρωτότητας, εκτίµηση αναµενόµενων βλαβών, ανάλυση της ολικής αξίας και ιεράρχηση της σπουδαιότητας των συνιστωσών του δικτύου µε βάση κατάλληλα κριτήρια ανάλυση αξιοπιστίας/εξυπηρετικότητας/συνδετικότητας συστήµατος και εκτίµηση επιπέδου παρεχόµενων υπηρεσιών, εκτίµηση του χρόνου αποκατάστασης των βλαβών, εκτίµηση των απωλειών και των οικονοµικών επιπτώσεων. δηµιουργία σεναρίων και ανάπτυξη στρατηγικών και πολιτικής για την διαχείριση της κρίσης, µε βάση τον συνδυασµό των αναµενόµενων βλαβών και της σπουδαιότητας. ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΠΙΚΙΝ ΥΝΟΤΗΤΑ Σεισµικότητα, µοντέλα σεισµικών πηγών, σχέσεις Πληθυσµός, χρήσεις γης, κοινωνικο-οικονοµική δραστηριότητα, δόµηση, κ.τ.λ ΑΝΑΛΥΣΗ ΟΛΙΚΗΣ ΑΞΙΑΣ των δικτύων ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ των δικτύων (αρχικό δίκτυο) ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ των δικτύων (δίκτυο µε βλάβες) Κατασκευαστικά χαρακτηριστικά ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ των στοιχείων των δικτύων ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Καµπύλες τρωτότητας ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ Κατανοµή βλαβών ΑΠΩΛΕΙΕΣ (ανθρώπινες, υλικές, άυλες) ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ (Άµεσες, έµµεσες) ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΣΕΝΑΡΙΑ, 475, χρόνια ΜΙΚΡΟΖΩΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ - Τοπικές εδαφικές συνθήκες - Εδαφική ταλάντωση - Ρευστοποίηση - Κατολισθήσεις - Γειτνίαση µε ρήγµα Παράµετροι της σεισµικής εδαφικής κίνησης -Εδαφική ταλάντωση -Μόνιµες µετακινήσεις ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΕΙΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΚΡΙΣΗΣ Σχήµα.: ιάγραµµα ροής της ακολουθούµενης µεθοδολογίας (SRMLIFE, 3-7) 5

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ. Απογραφή των πληροφοριών- Τυπολογία του δικτύου Αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών.. Εισαγωγή Οι κατάλογοι απογραφής πληροφοριών αποτελούν τη βάση για να κατηγοριοποιηθούν όλα τα στοιχεία των ικτύων Κοινής Ωφέλειας ανάλογα µε τα ιδιαιτέρα χαρακτηριστικά τους και τις κατασκευαστικές και λειτουργικές ιδιοµορφίες τους, σε συγκεκριµένες κατηγορίες που χαρακτηρίζουν την τυπολογία τους. Οι βάσεις δεδοµένων που καταρτίζονται για τα στοιχεία των δικτύων πρέπει να περιλαµβάνουν πληροφορίες που αφορούν στην γεωγραφική θέση, τη γεωµετρία, τις µορφολογικές λεπτοµέρειες, τις ιδιότητες των υλικών, την ηλικία και το επίπεδο αντισεισµικού σχεδιασµού. Υπάρχουν διάφορες βάσεις δεδοµένων για ίκτυα Κοινής Ωφέλειας που διαφέρουν σε αναλυτικότητα και ικανότητα άντλησης πληροφοριών ανάλογα µε τις διαφορετικές απαιτήσεις και τα επίπεδα ακρίβειας των µελετών σεισµικής διακινδύνευσης σε εθνικό ή τοπικό επίπεδο. Πλέον είναι διαθέσιµα αρκετά δεδοµένα, ωστόσο σε αντίθεση µε τις βάσεις δεδοµένων που αναφέρονται στο κτιριακό απόθεµα, οι αντίστοιχες που προσανατολίζονται σε αναλύσεις σεισµικής διακινδύνευσης δικτύων δεν είναι διαθέσιµες σε εθνικό ή έστω και τοπικό επίπεδο. Η πρώτη προσπάθεια δηµιουργίας βάσης δεδοµένων για ίκτυα Κοινής Ωφέλειας παρουσιάστηκε από το ATC-3 (985), ενώ η προσπάθεια συνεχίστηκε από το ATC-5 (99). Στην Ευρώπη έχουν γίνει ως τώρα µόνο ατοµικές προσπάθειες, οι οποίες βασίζονται σε ερευνητικά προγράµµατα που χρηµατοδοτούνται είτε από την Ευρωπαϊκή Ένωση είτε από εθνικά κονδύλια. Τα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών (GIS) αποτελούν ένα πολύτιµο εργαλείο για τη δηµιουργία των βάσεων δεδοµένων. Ωστόσο, ανακύπτουν πολλές δυσκολίες και αβεβαιότητες κατά τη συλλογή των πληροφοριών, οι οποίες σχετίζονται µε την πολυµορφία και πολύπλοκη δοµή των δικτύων, την ηλικία τους (άγνωστη γεωγραφική θέση ή άγνωστα υλικά κλπ), τη διαδικασία ψηφιοποίησης ή την απροθυµία των αρµοδίων να παρέχουν τα απαραίτητα δεδοµένα. Το HAZUS 97 αποτέλεσε το πρώτο ολοκληρωµένο λογισµικό που χρησιµοποίησε τις δυνατότητες των GIS για την µελέτη σεισµικής διακινδύνευσης των ικτύων Κοινής Ωφέλειας. Το HAZUS 97 & 99 βασίστηκε στο MapInfo και στο ArcView (GIS) ενώ το HAZUS 4 στο πιο εξελιγµένο ArcGIS 9.. Το τελευταίο χρησιµοποιήθηκε και στη συγκεκριµένη διπλωµατική εργασία ως βασικό εργαλείο για την µελέτη της σεισµικής τρωτότητας των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών. 6

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ.. ίκτυα αποχέτευσης... Γενική περιγραφή των δικτύων αποχέτευσης Τα δίκτυα αποχέτευσης αποτελούνται από ένα σύνολο στοιχείων που συνεργάζονται µε σκοπό τη συλλογή, µεταφορά, επεξεργασία και διάθεση των αποβλήτων. Εποµένως, τα δίκτυα αποχέτευσης συντίθενται από τα ακόλουθα στοιχεία (σχήµα.): Αγωγοί - Σήραγγες Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Αστικών Αποβλήτων (ΕΕΑΑ) Αντλιοστάσια Συστήµατα αυτόµατου ελέγχου (SCADA) Αγωγοί- Σήραγγες ίκτυο αποχέτευσης Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Αστικών Αποβλήτων Αντλιοστάσια Συστήµατα Αυτόµατου Ελέγχου Σχήµα.: Στοιχεία του δικτύου αποχέτευσης... Κατάλογοι απογραφής για τα επιµέρους στοιχεία των δικτύων αποχέτευσης. Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζονται οι ελάχιστες πληροφορίες που απαιτούνται για την αποτίµηση της τρωτότητας και τη διαδικασία της αποκατάστασης του αντίστοιχου στοιχείου του δικτύου καθώς και οι µέγιστες δυνατές προκειµένου να περιγραφούν µε όλη τη δυνατή λεπτοµέρεια τα στοιχεία. 7

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Στοιχεία Λεπτοµερής περιγραφή Βασικοί παράµετροι Αγωγοί Σήραγγες - Γεωγραφική θέση - Μήκος (m) - ιάµετρος (mm) - Πάχος αγωγού (mm) - Υλικό κατασκευής - Είδος αγωγού (εύκαµπτος, δύσκαµπτος) - Τάση διαρροής/θραύσης: σ y, σ f (Mpa) - Ακριβής θέση των συνδέσεων - Τύπος των συνδέσεων - Ανοχή σε στροφή σύνδεσης - Βάθος τοποθέτησης (m) - Είδος εξωτερικής προστασίας (coating) - Είδος εσωτερικής προστασίας (lining) - Κατεύθυνση της ροής - Υπάρχει διάβρωση? (ναι, όχι, πιθανόν, άγνωστο) - Θέσεις κεντρικών φρεατίων - Επίπεδο σχεδιασµού (χαµηλό, µέσο, υψηλό, πολύ υψηλό) - Μέθοδος κατασκευής - Έτος κατασκευής - Ιστορικό αστοχιών / επιδιορθώσεων (όχι µόνο από σεισµούς αλλά και από λειτουργική χρήση) - Μέθοδος επισκευής - Οικονοµικό κόστος κατασκευής - Κόστος αντικατάστασης αν αστοχήσει από σεισµό - Τύπος καταναλωτή - Εξυπηρετεί κάποια σηµαντικά κτίρια όπως σχολεία, νοσοκοµεία κ.λ.π.? - Γεωγραφική θέση (συντεταγµένες) - ιάµετρος (mm) - Επίπεδο σχεδιασµού (χαµηλό, µέσο, υψηλό, πολύ υψηλό) - Υλικό κατασκευής - Τύπος των συνδέσεων - Βάθος τοποθέτησης (m) - Πάχος αγωγού (mm) - Θέσεις κεντρικών φρεατίων 8

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Αστικών Αποβλήτων - Γεωγραφική θέση (συντεταγµένες) - Είδος επεξεργασίας (πρωτοβάθµιος, δευτεροβάθµιος, τριτοβάθµιος καθαρισµός) - Κατασκευαστικά σχέδια - Κάτοψη της ΕΕΑΑ - Έτος κατασκευής - Όγκος λυµάτων που επεξεργάζεται (µεγάλη µονάδα ΕΕΑΑ, ποσό λυµάτων που επεξεργάζεται >758. m 3 /ηµέρα, µεσαία µονάδα, m 3 / ηµέρα and µικρή µονάδα <89.5 m 3 / ηµέρα) - Αγκυρωµένα εξαρτήµατα (ναι/ όχι) - Είδος αγκύρωσης των εξαρτηµάτων (αντισεισµικός σχεδιασµός µε ειδικούς συνδέσµους ή χωρίς πρόβλεψη) - Ιστορικό αστοχιών / επιδιορθώσεων (όχι µόνο από σεισµούς αλλά και από λειτουργική χρήση) - Μέθοδος επισκευής - Σχεδιασµός σύµφωνα µε αντισεισµικούς κανονισµούς (ναι/όχι). Αν ναι: ποιος κανονισµός χρησιµοποιήθηκε - Οικονοµικό κόστος κατασκευής - Γεωγραφική θέση (συντεταγµένες) - Όγκος λυµάτων που επεξεργάζεται (µεγάλη µονάδα ΕΕΑΑ, ποσό λυµάτων που επεξεργάζεται >758. m 3 /ηµέρα, µεσαία µονάδα, m 3 / ηµέρα and µικρή µονάδα <89.5 m 3 / ηµέρα) - Είδος αγκύρωσης των εξαρτηµάτων (αντισεισµικός σχεδιασµός µε ειδικούς συνδέσµους ή χωρίς πρόβλεψη) 9

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Αντλιοστάσια - Γεωγραφική θέση (συντεταγµένες) - Έτος κατασκευής - Είδος κτιρίου - Αριθµός ορόφων Είδος φέροντος οργανισµού (R/C, µεταλλικό κ.λ.π.) - Κατασκευαστικά σχέδια - Θέσεις βασικών κατασκευαστικών διατάξεων αντλιοστασίου - Συνήθης µέγιστη πίεση λειτουργίας των αντλιών (atm) - Καµπύλες αντλιών - Αριθµός αντλιών - Ισχύς αντλιών (hp) - Τύπος (υπόγειο, υπέργειο, ηµιυπόγειο) - Μέγεθος (µικρό, µεσαίο, µεγάλο 37.9m 3 /ηµέρα) - Τύπος ηλεκτροµηχανικού εξοπλισµού - Τύπος συνδέσεων αγωγών - Βασική λειτουργία - Εναλλακτική µορφή ηλεκτρικής ενέργειας (ναι-όχι) - Αν ναι πως? Π.χ. γεννήτρια, δεύτερη γραµµή τροφοδοσίας - Αγκυρωµένα εξαρτήµατα (ναι-όχι) - Οικονοµικό κόστος κατασκευής - - Κόστος αντικατάστασης αν αστοχήσει από σεισµό - Γεωγραφική θέση (συντεταγµένες) - Έτος κατασκευής - Μέγεθος (µικρό, µεσαίο, µεγάλο 37.9m 3 /ηµέρα) - Αγκυρωµένα εξαρτήµατα (ναιόχι) Πίνακας. Κατάλογος απογραφής για τους αγωγούς, τις ΕΕΑΑ και τα αντλιοστάσια του δικτύου αποχέτευσης

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ..3. Το δίκτυο αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών Το νέο δίκτυο αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών ολοκληρώθηκε στα µέσα του 6. Πρόκειται για ένα χωριστικό δίκτυο το οποίο ήρθε να αντικαταστήσει το υπάρχον παντορροïκό δίκτυο (όµβρια και λύµατα). Το νέο αυτό δίκτυο προϋπολογισµού 4,5 εκατοµµυρίων ευρώ χρηµατοδοτήθηκε κατά 75% από την Ευρωπαϊκή Ένωση και η υλοποίηση του έχει βασικό στόχο την εγγύηση της προστασίας του υπόγειου ορίζοντα και της υγείας του πληθυσµού της διευρυµένης περιοχής της πόλης των Γρεβενών. Το προαναφερθέν δίκτυο λειτουργεί µε βαρύτητα µε συνήθη βάθη τοποθέτησης αγωγών,5 µε 3,5 µέτρα. Το συνολικό µήκος του δικτύου ανέρχεται σε 3,94 km από τα οποία το 79,4% αποτελείται από καινούριους αγωγούς και το,6% από παλιούς. Πρέπει να σηµειωθεί ότι οι παλιοί αγωγοί οι οποίοι είναι κυρίως περιφερειακοί συνδέονται σε αρκετά σηµεία µε τους καινούριους και συνεχίζουν να λειτουργούν συµβάλλοντας στη συγκέντρωση και µεταφορά των λυµάτων στον σταθµό επεξεργασίας (ΕΕΑΑ). Στην περίπτωση του καινούριου δικτύου οι αγωγοί είναι κυκλικής διατοµής και το υλικό τους είναι PVC σειράς 4 ενώ το παλιό δίκτυο αποτελείται από αγωγούς και σήραγγες από σκυρόδεµα ωοειδούς διατοµής. Οι διάµετροι των αγωγών ποικίλουν ανάλογα µε τη λειτουργία τους και την θέση τους στο δίκτυο. Οι αγωγοί ταξινοµούνται ανάλογα µε τη σηµασία τους δίκτυο στον Κεντρικό Αποχετευτικό αγωγό, τον βασικό αγωγό, τους δευτερεύοντες, τους τριτεύοντες, τους λοιπούς, τον υπάρχον κεντρικό αγωγό, τους αγωγούς που αναφέρονται στο δίκτυο εργατικών, τους αγωγούς µε ονοµασία F5 που αναφέρονται σε µία προέκταση του δικτύου καθώς και τους αγωγούς µε ονοµασία agogos που φαίνεται να αποτελούν φθίνουσας σηµασίας τµήµατα του δικτύου. Οι αγωγοί συνδέονται µεταξύ τους µε φρεάτια από τα οποία το 97,5% είναι καινούρια και το υπόλοιπο,5% είναι παλιά. Το υψόµετρο του εδάφους στις θέσεις των φρεατίων κυµαίνεται από 57, m έως 578,5 m ενώ το υψόµετρο του πυθµένα ροής κυµαίνεται από 44, m έως 575,9 m. Η θέση της Μονάδας επεξεργασίας Αποβλήτων βρίσκεται σε ευθεία απόσταση 4 χλµ. από την πόλη των Γρεβενών και συνδέεται µε αυτοκινητόδροµο στο τµήµα Γρεβενών Πόρου πλησίον την κοίτης του Γρεβενιώτικου ποταµού (παραπόταµου του Αλιάκµωνα) που θα είναι ο αποδέκτης των επεξεργασµένων Λυµάτων. Το υψόµετρο των θέσεων Γεώτρησης (µετά τις εκσκαφές που έχουν γίνει) είναι 489 m.

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Το δίκτυο αποχέτευσης που διαχειρίζεται η ΕΥΑΓ ( ηµοτική Επιχείρηση Ύδρευσης και Αποχέτευσης Γρεβενών) παρουσιάζεται στην σχήµα.. Σχήµα.: Χάρτης του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Το δίκτυο αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών όπως περιγράφηκε παραπάνω ψηφιοποιήθηκε στο σύνολο του στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας σε περιβάλλον GIS µε τελικό στόχο την αποτίµηση της τρωτότητας των στοιχείων του δικτύου και την εκτίµηση των πιθανών απωλειών για διάφορα σενάρια σεισµικής διακινδύνευσης...4.περιγραφή της βάσης δεδοµένων ανά συνιστώσα..4..αγωγοί Οι αγωγοί είναι τεχνητά κανάλια που κατασκευάζονται για τη µεταβίβαση και κίνηση των ρευστών. Στα αποχετευτικά δίκτυα, κυριαρχεί η χρήση αγωγών ελεύθερης ροής. Οι αγωγοί ελεύθερης ροής µπορούν να είναι σωληνώσεις ή σήραγγες (τούνελ) µερικώς γεµάτες. Οι κεντρικοί αποχετευτικοί αγωγοί (Κ.Α.Α) µεγάλων διατοµών, βρίσκονται συνήθως σε περιοχές χαµηλότερου υψοµέτρου και συνδέονται µέσω κεντρικών φρεατίων µε τους βασικούς συλλεκτήριους αγωγούς. Οι συλλεκτήριοι αγωγοί είναι γενικά κλειστοί αγωγοί που φέρουν λύµατα µε ελεύθερη ροή εφόσον βρίσκονται υψοµετρικά υψηλότερα από τους Κεντρικούς Αποχετευτικούς Αγωγούς (Κ.Α.Α) ή µε πίεση στην αντίθετη περίπτωση. Οι συλλεκτήριοι αγωγοί ανάλογα µε το είδος του δικτύου µπορεί να είναι χωριστοί (ανεξάρτητοι αγωγοί ακαθάρτων ή οµβρίων) ή παντορροϊκοί. Ο κατάλογος απογραφής που αναπτύχθηκε για τους αγωγούς, περιλαµβάνει τα εξής στοιχεία (Πίνακας.): Όνοµα Αρχείου Τυπολογία Όνοµα Πεδίων Περιγραφή πεδίων agogoi Γραµµή (Line) LENGTH LAYER DIKTYO Material Section D_mm Q_l_s i_m_m Μήκος (m) Ταξινόµηση Ηλικία Υλικό ιατοµή Ονοµαστική διάµετρος (mm) Παροχή (l/s) Κατά µήκος κλίση (m/m) Πίνακας.: Παράµετροι καταλόγου απογραφής των αγωγών αποχέτευσης Στο σχήµα. παρουσιάζεται σε περιβάλλον G.I.S. τµήµα του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών, καθώς και η βάση δεδοµένων που δηµιουργήθηκε για τους αγωγούς. 3

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα.3: Τµήµα του δικτύου αποχέτευσης Γρεβενών. Βάση δεδοµένων για έναν τυχαίο αγωγό του δικτύου..4..φρεάτια Ο κατάλογος απογραφής που αναπτύχθηκε για τα φρεάτια του δικτύου, περιλαµβάνει τα εξής στοιχεία (Πίνακας.3): Όνοµα Αρχείου Τυπολογία Όνοµα Πεδίων Περιγραφή πεδίων freatia σηµείο (point) LAYER NAME TYPE H_surf_m H_pipe_m Ταξινόµηση Ονοµασία Ηλικία Υψόµετρο εδάφους (m) Υψόµετρο πυθµένα ροής (m) Πίνακας.3: Παράµετροι καταλόγου απογραφής των φρεατίων αποχέτευσης Στο σχήµα.4 παρουσιάζεται σε περιβάλλον G.I.S. τµήµα του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών, καθώς και η βάση δεδοµένων που δηµιουργήθηκε για τα φρεάτια. 4

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα.4: Τµήµα του δικτύου αποχέτευσης Γρεβενών. Βάση δεδοµένων για ένα τυχαίο φρεάτιο του δικτύου..4.3.εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Αστικών Αποβλήτων (ΕΕΑΑ) Η ΕΕΑΑ χαρακτηρίζεται από το βαθµό καθαρισµού, ο οποίος καθορίζεται ανάλογα µε τα βλαβερά συστατικά που αποµακρύνονται. Τα ογκώδη στερεά, η άµµος και τα αιωρούµενα στερεά αποµακρύνονται σχεδόν πάντα σε µία ΕΕΑΑ, οπότε και ο καθαρισµός χαρακτηρίζεται πρωτοβάθµιος. Οι βασικές µονάδες σε µια ΕΕΑΑ µε πρωτοβάθµιο καθαρισµό είναι οι εσχάρες (µια σειρά από µεταλλικές ράβδους στις οποίες συγκρατούνται τα ογκώδη στερεά), οι εξαµµωτές (ειδικά σχεδιασµένες δεξαµενές στις οποίες δηµιουργούνται κατάλληλες συνθήκες ροής που προκαλούν την καθίζηση της άµµου σε αυτές) και οι δεξαµενές πρωτοβάθµιας καθίζησης. Ο δευτεροβάθµιος ή συχνά αποκαλούµενος βιολογικός καθαρισµός αποσκοπεί στην αποµάκρυνση και των οργανικών συστατικών και συχνά των παθογόνων µικροοργανισµών. Μια ΕΕΑΑ µε βιολογικό καθαρισµό επιτυγχάνει σχεδόν πλήρη αποµάκρυνση (µεγαλύτερη από 95%) των οργανικών συστατικών. Ο τριτοβάθµιος αφορά την αποµάκρυνση και των θρεπτικών στοιχείων (φωσφόρο και άζωτο) και πραγµατοποιείται όταν τα επεξεργασµένα απόβλητα διοχετεύονται σε ένα αποδέκτη όπου είναι πιθανή η δηµιουργία συνθηκών ευτροφισµού ή όταν αναµένονται λειτουργικά προβλήµατα στην ΕΕΑΑ όπως π.χ η ανύψωση ή η διόγκωση της λάσπης. Στην εικόνα. παρουσιάζονται οι Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Αποβλήτων των Γρεβενών. 5

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Εικόνα.: Εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων (Φωτογραφία: Ενηµερωτικό δελτίο ΕΥΑΓ) Η Μονάδα επεξεργασίας Αποβλήτων των Γρεβενών αποτελείται από τις κάτωθι εγκαταστάσεις και την διάταξή τους που φαίνεται στο σχήµα.5. Μεριστή παροχής Α Γεωµετρικά χαρακτηριστικά µεριστή παροχής Α Συνολικό µήκος 5,5 m Συνολικό πλάτος 5,4 m Μήκος διαµερίσµατος µερισµού, m Πλάτος διαµερίσµατος µερισµού, m εξαµενές βιοεπιλογής Γεωµετρικά χαρακτηριστικά βιοεπιλογέα Αριθµός βιοεπιλογέων Α φάσης 3 Αριθµός διαµερισµάτων / βιοεπιλογέα Πλάτος κάθε διαµερίσµατος 3, m Μήκος κάθε διαµερίσµατος 3, m Συνολικό βάθος µονάδας 4, m Ενεργό βάθος µονάδας 3,7 m 6

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Μονάδα Βιολογικής Αποφωσφόρισης Γεωµετρικά χαρακτηριστικά µονάδας βιολογικής αποφωσφόρωσης Αριθµός δεξαµενών 3 + Μελλοντική Αριθµός διαµερισµάτων / δεξαµενή + Συνολικό µήκος δεξαµενής,3 m Συνολικό πλάτος δεξαµενής 6,5 m Συνολικό βάθος 4, m Ενεργό βάθος 3,7 m Ενεργός όγκος κάθε δεξαµενής 7 m 3 Συνολικός όγκος µονάδας Α φάσης 83 m 3 Μονάδα Απονιτροποίησης Γεωµετρικά χαρακτηριστικά µονάδας προ-απονιτροποίησης Αριθµός δεξαµενών 3 + Μελλοντική Αριθµός διαµερισµάτων / δεξαµενή Συνολικό µήκος,75 m Συνολικό πλάτος 6,5 m Συνολικό βάθος 4, m Ενεργό βάθος 3,7 m Ενεργός όγκος κάθε δεξαµενής 53 m 3 Συνολικός όγκος µονάδων 569 m 3 Μονάδα αερισµού (Οξειδωτικές τάφροι) Γεωµετρικά χαρακτηριστικά οξειδωτικών τάφρων Αριθµός δεξαµενών 3 + Συνολικό µήκος δεξαµενής 47, m Μήκος ευθύγραµµου τµήµατος 34, m δεξαµενής ιάµετρος κυκλικών τµηµάτων 9, m δεξαµενής Αριθµός διαύλων σε κάθε δεξαµενή Πλάτος εκάστου διαύλου 4,5 m Ύψος λυµάτων εντός της δεξαµενής 3,6 m 7

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Κτίριο ιοίκησης Σχήµα.5: ιάταξη των εγκαταστάσεων επεξεργασίας αποβλήτων της πόλης των Γρεβενών..4.4.Αντλιοστάσια Η λειτουργία των αντλιοστασίων έχει ως στόχο την ανύψωση και προώθηση των λυµάτων στο δίκτυο συλλογής ή στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυµάτων. Το συγκεκριµένο δίκτυο λειτουργεί µε βαρύτητα, εποµένως δεν χρησιµοποιούνται αντλίες για την µεταφορά των λυµάτων στην ΕΕΑΑ Συστήµατα αυτόµατου ελέγχου (SCADA) Το σύστηµα ελέγχου παρέχει την δυνατότητα κεντρικής διαχείρισης και ελέγχου της κατάστασης του συνολικού συστήµατος και των στοιχείων από τα οποία αποτελείται. Στο δίκτυο αποχέτευσης των Γρεβενών δεν υπάρχουν συστήµατα αυτόµατου ελέγχου, εποµένως δεν δηµιουργήθηκαν οι αντίστοιχες βάσεις δεδοµένων. 8

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ..5. Τυπολογία των στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών Μετά την επεξεργασία των πληροφοριών του δικτύου προέκυψαν τα παρακάτω στατιστικά στοιχεία για τους αγωγούς και τα φρεάτια που παρουσιάζονται παραστατικά στα παρακάτω διαγράµµατα.,6% new old 79,4% Σχήµα.6: Ηλικία των αγωγών αποχέτευσης unknown U9/35 U6/ Μήκος (km) Σχήµα.7: Τα µήκη (km) των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης ανά διάµετρο 9

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Από το σχήµα.7 παρατηρείται ότι περίπου,8 km αγωγού έχουν άγνωστη διάµετρο. Το τµήµα αυτό του δικτύου αποτελείται από τον υπάρχον παλιό αγωγό. 6,59 5,47 CEM PVC Μήκος (km) Σχήµα.8: Μήκος (km) των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης ανά υλικό,6% PVC CEM 79,4% Σχήµα.9: Υλικά αγωγών του δικτύου αποχέτευσης 3

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ YPARXON_AGOGOS DIKTYO_ERGATIKON F5 AGOGOS LOIPOI TRITEUONTES DEUTEREUONTES BASIKOS KEDRIKOS Μήκος (km) Σχήµα.: Μήκος (km) των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης ανά layer,5% new old 97,5% Σχήµα.: Ηλικία των φρεατίων του δικτύου αποχέτευσης 3

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Στη συνέχεια παρουσιάζεται η τυπολογία των στοιχείων του δικτύου σε µορφή χαρτών όπως αυτοί προέκυψαν µετά από την ψηφιοποίηση και επεξεργασία του ανωτέρω δικτύου σε περιβάλλον GIS. Σχήµα.: Ηλικία των αγωγών των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης 3

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα.3: Υλικά των αγωγών των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης 33

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα.4: ιάµετροι (mm) των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης 34

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα.5: Ταξινόµηση (layer) των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης 35

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ-ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα.6: Παροχή Q (l/sec) των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης 36

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ 3. Τρωτότητα 3.. Εισαγωγή Μια θεµελιώδης απαίτηση για την αποτίµηση της συµπεριφοράς ενός ικτύου Κοινής Ωφέλειας µετά από ισχυρό σεισµό είναι η ικανότητα ποσοτικοποίησης της πιθανότητας βλαβών σαν συνάρτηση του επιπέδου της έντασης του σεισµικού κινδύνου. Σε γενικές γραµµές, ο όρος τρωτότητα εκφράζει τη συµπεριφορά ενός υπό διακινδύνευση στοιχειού που οφείλεται σε ένα φαινόµενο µε µεταβλητή ένταση. ίνεται σε όρους σχέσης τρωτότητας αναφερόµενος σε µια γενική ντετερµινιστική, στατιστική ή πιθανοτική σχέση που συσχετίζει το επίπεδο βλάβης των επιµέρους στοιχείων, τη λειτουργικότητά, τις οικονοµικές απώλειες κτλ. µε το επίπεδο της έντασης της σεισµικού κινδύνου. Η πιθανότητα για δεδοµένη σεισµική ένταση η βλάβη του υπό διακινδύνευση στοιχείου να είναι µεγαλύτερη ή ίση από ένα συγκεκριµένο επίπεδο αναφέρεται συνήθως ως σχέση τρωτότητας ή καµπύλη τρωτότητας (fragility curve). Οι καµπύλες αυτές δίνουν µια σαφή απεικόνιση της σχέσης σεισµική διέγερση και βλάβη που αντιστοιχούν σε µια συνάρτηση κατανοµής. Σχήµα 3.: Απεικόνιση της σχέσης «σεισµική διέγερση και βλάβη» Οι σχέσεις τρωτότητας είναι δυνατόν να έχουν διάφορες µορφές. Για παράδειγµα, για τους υπόγειους αγωγούς χρησιµοποιείται συνήθως µια σχέση, η καµπύλη της οποίας έχει τη µορφή που παρουσιάζεται στο σχήµα 3.. Στην περίπτωση αυτή καθορίζεται µια βασική σχέση τρωτότητας, η οποία τροποποιείται ανάλογα µε τη δεδοµένη διάταξη των στοιχείων του δικτύου. Κάθε στοιχείο αποτελεί ένα τµήµα του δικτύου που έχει σταθερές ιδιότητες (π.χ. υλικό, διαστάσεις, είδος σύνδεσης κλπ) και οµοιόµορφη έκθεση στο σεισµικό κίνδυνο. Αυτή η µορφή δεν παρέχει την πιθανότητα αστοχίας ενός συγκεκριµένου τµήµατος του δικτύου. Ωστόσο, µπορεί να υπολογιστεί η πιθανότητα να εµφανιστεί ζηµιά µέσω του προσδιορισµού 37

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ του σφάλµατος που σχετίζεται µε τον υπολογισµό του επιπέδου βλάβης. Αντίθετα, καµπύλες τρωτότητας µε τη µορφή του σχήµατος 3.3 (όπως αυτές που χρησιµοποιούνται για τις κυλινδρικές δεξαµενές), παρέχουν άµεσα την πιθανότητα να υποστεί ένα συγκεκριµένο στοιχείο ένα δεδοµένο επίπεδο βλάβης ως συνάρτηση της σεισµικής εδαφικής κίνησης. Στην περίπτωση αυτή είναι δυνατός ο υπολογισµός πιθανότητας γιατί η γνώση βασικών παραµέτρων, όπως το ύψος, η διάµετρος, η στάθµη του νερού και το πάχος των τοιχωµάτων της δεξαµενής επιτρέπει τον υπολογισµό τάσεων και παραµορφώσεων, που σχετίζονται άµεσα µε τη ζητούµενη πιθανότητα. Οι σχέσεις τρωτότητας αναµφίβολα περιέχουν τους παράγοντες της αβεβαιότητας και της τυχαιότητας, οι οποίοι πηγάζουν τόσο από τον προσδιορισµό του σεισµικού κινδύνου, όσο και από την απόδοση του ίδιου του στοιχείου στο συγκεκριµένο επίπεδο κινδύνου. Σχήµα 3.: Γενική µορφή των σχέσεων τρωτότητας για υπόγειους αγωγούς 38

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Η διαδικασία αποτίµησης της σεισµικής διακινδύνευσης των ικτύων Κοινής Ωφέλειας και των υποδοµών προϋποθέτει την επιλογή της βέλτιστης σχέσης τρωτότητας η οποία εξαρτάται από το είδος του δικτύου, τις προδιαγραφές των υλικών που χρησιµοποιήθηκαν, την ηλικία του και τις κατασκευαστικές τεχνικές. Όµως η έλλειψη σε Ευρωπαϊκό επίπεδο µια ενιαίας τυπολογίας και ενός κοινού θεσµικού πλαισίου που σχετίζεται µε τις προδιαγραφές των υλικών και τις µεθόδους αποτίµησης της σεισµικής απόκρισης έχει ως άµεση συνέπεια την άκριτη χρήση της Αµερικάνικής τυπολογίας που διαφοροποιείται σηµαντικά από τις Ευρωπαϊκές και Ελληνικές πρακτικές. Σηµαντικό επακόλουθο αποτελεί η υιοθέτηση σχέσεων τρωτότητας που έχουν προέλθει από Αµερικάνικους και Ιαπωνικούς σεισµούς χωρίς να µπορεί να εκτιµηθεί η ορθότητα των αποτελεσµάτων τους και να διαπιστωθεί η αξιόπιστη χρήση τους στην Ευρώπη καθώς δεν υπάρχουν καταγεγραµµένες αστοχίες ικτύων Κοινής Ωφέλειας. Μία πρώτη προσπάθεια πρότασης Ελληνικής τυπολογίας και αποτίµησης των διάφορων σχέσεων τρωτότητας της διεθνούς βιβλιογραφίας έγινε από την Μ. Αλεξούδη, 5. Πρέπει να τονιστεί ότι η αποτίµηση αυτή πραγµατοποιήθηκε µέσω της σύγκρισης των αναµενόµενων αστοχιών µε τις πραγµατικά καταγεγραµµένες αστοχίες για τα δίκτυα ύδρευσης της Λευκάδας (Ελλάδα) και της Duzce (Τουρκια). Σχήµα 3.3: Γενική µορφή των σχέσεων τρωτότητας για υπέργειες κυλινδρικές δεξαµενές 39

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ 3.. Σχέσεις τρωτότητας και επίπεδα αστοχίας των στοιχείων των δικτύων αποχέτευσης 3... Αγωγοί 3... Ιστορική εξέλιξη των σχέσεων τρωτότητας αγωγών Για τους αγωγούς αποχέτευσης συνήθως χρησιµοποιούνται εµπειρικές σχέσεις που συνδέουν την µέγιστη εδαφική ταχύτητα και τις µόνιµες µετακινήσεις µε το ρυθµό επισκευών/ km (RR/km). Στην πρώιµη µορφή τους, δεν υπήρχε διάκριση µεταξύ των επισκευών των αγωγών λόγω της εδαφικής ταλάντωσης και των µόνιµων µετακινήσεων, ενώ συχνά οι αστοχίες των αγωγών συνδέονταν µε την ένταση Mercalli. Αρχικά, οι αστοχίες συσχετίστηκαν ανάλογα µε το µελετητή είτε µε την επιτάχυνση (Katayama, 975) είτε µε την ένταση Mercalli (Eguchi, 983). Επίσης και οι Erel et al (977) πρότειναν σχέσεις µεταξύ του ρυθµού επισκευών/km και της επιτάχυνσης ή της έντασης. Οι Kubo et al (977) διατύπωσαν τις αµφιβολίες τους σχετικά µε το εάν η µέγιστη εδαφική επιτάχυνση αποτελεί κατάλληλο µέτρο για την περιγραφή των αστοχιών. Οι Mohammadi & Ang (98) πρότειναν ως κατάλληλο δείκτη τρωτότητας των αγωγών την ετήσια πιθανότητα αστοχίας τους. Η τελευταία συσχετίζεται άµεσα µε τη σεισµικότητα της περιοχής µελέτης. Οι Shinozuka & Kawakami (977) παρατήρησαν ικανοποιητική συσχέτιση µεταξύ των επιφανειακών παραµορφώσεων και του δείκτη βλαβών. Οι Hindy & Novak (979) πρότειναν σχέσεις για την εκτίµηση των παραµορφώσεων των αγωγών και της ανεκτής καµπύλωσής τους ως αποτέλεσµα των κυµάτων P, S. Οι Shah & Chu (974) ανέπτυξαν απλοποιηµένες σχέσεις για την εκτίµηση των παραµορφώσεων των σχετικών µετακινήσεων µεταξύ του εδάφους και του αγωγού και τις αναπτυσσόµενες διατµητικές δυνάµεις και ροπές τόσο στον κορµό των αγωγών όσο και στις συνδέσεις τους για την περίπτωση της εδαφικής ταλάντωσης. Oι Newmark & Rosenblueth (97) παρουσίασαν µια απλοποιηµένη και πολύ εύχρηστη µέθοδο για την εκτίµηση των παραµορφώσεων των αγωγών από εδαφική ταλάντωση αγνοώντας την αλληλεπίδραση αγωγού- εδάφους. Ανώτερα όρια για τις αξονικές παραµορφώσεις και τις ανεκτές στροφές των συνδέσεων δόθηκαν από τους Hall & Newmark (977) και από τους Wang et al (979) στα πλαίσια των αντίστοιχων εργασιών τους. Απλοποιηµένες εκφράσεις για την εκτίµηση των διαµηκών παραµορφώσεων παρουσιάστηκαν από τους Newmark & Hall (975) για την περίπτωση αγωγών σε γειτνίαση µε ρήγµατα. Οι Katayama et al (988) πρότειναν την τιµή της µέσης φασµατικής ταχύτητας µεταξύ.4 και Hz (ή. και.5sec) ως τον κατάλληλο δείκτη της έντασης που αναπτύσσεται στους αγωγούς. Ο δείκτης αυτός σε συνδυασµό µε τη µέγιστη εδαφική επιτάχυνση χρησιµοποιήθηκε για την παρακολούθηση σε πραγµατικό χρόνο των δικτύων µεταφοράς και διανοµής φυσικού αερίου του Τόκυο. Οι O Rourke και Ayala (993) έδειξαν ότι ο αριθµός επισκευών/ km αγωγών συσχετίζεται ικανοποιητικά µε την εδαφική ταχύτητα και ότι η εδαφική ταχύτητα συνδέεται εύκολα µέσω µαθηµατικών µοντέλων µε τις παραµορφώσεις που εµφανίζονται στους αγωγούς. Σε νεότερη εργασία τους οι O Rourke & Deyoe (4), παρουσίασαν µια σχέση τρωτότητας για υπόγειους αγωγούς δύσκαµπτους που συσχετίζουν τον ρυθµό επιδιορθώσεων/ km µε τις σεισµικές παραµορφώσεις του εδάφους τόσο για την περίπτωση της εδαφικής ταλάντωσης όσο και για τις µόνιµες µετακινήσεις. 4

49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ 3... Η έννοια της αστοχίας αγωγών Σηµαντική επιρροή στην αποτίµηση της απόκρισης των αγωγών έχει και ο ορισµός του επιπέδου αστοχίας. Καθώς η έννοια της αστοχίας των αγωγών δεν είναι πλήρως καθορισµένη, έχουν δοθεί διάφοροι ορισµοί από διάφορους ερευνητές κυρίως βάσει της αξιολόγησης των διαθέσιµων στοιχείων. Η ALA (), θεωρεί ότι ένας αγωγός αστοχεί όταν η πίεση του νερού µειωθεί τόσο ώστε η γραµµή ενέργειας να είναι ίση µε το υψόµετρο της θραύσης. Ο Heubach (995) ως «θραύση» χαρακτηρίζει την αστοχία που έχει ως αποτέλεσµα την ολοκληρωτική διακοπή της µεταφοράς υγρού/ στερεού/ ή αερίου µέσω του αγωγού ενώ ως «αστοχία» θεωρεί οποιαδήποτε δυσλειτουργία που προκαλεί διαρροή αλλά όχι ολοκληρωτική διακοπή της µεταφοράς του υγρού/ στερεού/ ή αερίου. Οι Ballantyne et al (99) θεωρούν τις αστοχίες των αρµών, τις κυκλικές ρωγµές, τις αστοχίες λόγω διάβρωσης και τις µικρές οπές-σχισµές ως διαρροές, ενώ χαρακτηρίζουν ως θραύση τις µεγάλες συνεχείς ρωγµές, τις σχισµές και τις διαρρήξεις. Μία περιµετρική ρωγµή σε χυτοσιδηροσωλήνα ή ασβεστοτσιµεντοσωλήνα σύµφωνα µε τους Ballantyne et al (99) θα µπορούσε να θεωρηθεί θραύση. Σύµφωνα µε τον Rashidov T et al () ορίζονται τέσσερα επίπεδα αστοχίας ανάλογα µε το είδος των ρηγµατώσεων. Ο ATC 3/ FEMA 6 (985) ορίζει επτά επίπεδα αστοχίας αγωγών συσχετίζοντας το επίπεδο αστοχίας µε τις θραύσεις/km και το ποσοστό αστοχίας. Εξέλιξη του ATC 3 αποτελεί ο ATC 5 στον οποίο το επίπεδο αστοχίας συσχετίζεται ως ποσοστό του κόστους αποκατάστασης (Πίνακας 3.). Περιγραφή του επιπέδου αστοχίας % Κόστος αποκατάστασης Μικρή- Μεσαία (Light) -% Μεσαία (Moderate) - 3% Σηµαντική (Heavy) 3-6% Εκτεταµένη- Ολοκληρωτική καταστροφή (Major to destroyed) 6- % Πίνακας 3.: Επίπεδα αστοχίας αγωγών (ATC-5) Μια διαφορετική κατηγοριοποίηση η οποία συσχετίζει το επίπεδο αστοχίας των αγωγών µε τον ρυθµό επισκευών/km παρουσιάζεται από τον Ballantyne, Heubach (996) (Πίνακας 3.). Περιγραφή του επιπέδου αστοχίας Ρυθµός επισκευών/ km Μηδενική (No-damage) R.R. Μικρή (Low).<R.R. Μικρή- Μεσαία (Low- Moderate).< R.R. Μεσαία (Moderate).< R.R.7 Μεσαία Υψηλή (Moderate- High).7< R.R.4 Υψηλή (High).4< R.R Πίνακας 3.: Επίπεδο αστοχίας αγωγών συναρτήσει του ρυθµού επισκευών/km 4

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Οι Wang Y et al, 986 συσχετίζει το επίπεδο αστοχίας µε βάση συγκεκριµένα όρια παραµορφώσεων (Πίνακας 3.3). Περιγραφή του επιπέδου αστοχίας (Wang et al, 986) Μικρή αστοχία ή πλήρης λειτουργία Μεσαία ζηµιά ή διαρροή από χαλάρωση των συνδέσεων Όρια παραµορφώσεων (Liu & Hou, 99) ε p ε L ε L ε p ε f Εκτεταµένη καταστροφή ή θραύση ε f ε p Πίνακας 3.3: Ορισµός του επιπέδου αστοχίας αναλυτικά µε βάση τις παραµορφώσεις Όπου ε p : η παραµόρφωση του αγωγού υπό τα σεισµικά φορτία ε L : η µέγιστη ανεκτή παραµόρφωση που επιτρέπει διαρροή ε L = U/L l, µε U: η απόλυτη µετακίνηση της ένωσης. U=.mm για αγωγούς µε δύσκαµπτες συνδέσεις και.7mm για αγωγούς µε εύκαµπτες συνδέσεις, L : το µήκος του αγωγού ε f : η µέγιστη ανεκτή παραµόρφωση πριν την αστοχία του αγωγού ε f = U /L l, U η απόλυτη µετακίνηση της ένωσης για αποδεκτή διαρροή στον κόµβο της σύνδεσης. U =.mm για αγωγούς µε δύσκαµπτες συνδέσεις και.mm για αγωγούς µε εύκαµπτες συνδέσεις (αποδείχτηκε µε πειράµατα) Το HAZUS 4 θεωρεί δύο επίπεδα αστοχίας: θραύση και διαρροή. Οι δύο καταστάσεις αστοχίας εκτιµώνται εµµέσως µε βάση τη χωροθέτηση των αγωγών σε ζώνες µόνιµων εδαφικών παραµορφώσεων ή εδαφικών ταλαντώσεων. Σύµφωνα µε το HAZUS 4, όταν ένας αγωγός (ύδρευσης, αποχέτευσης, φυσικού αερίου) αστοχεί λόγω µόνιµων εδαφικών παραµορφώσεων (PGD), ο τύπος της αστοχίας που αναµένεται να παρουσιάσει είναι θραύση, ενώ όταν η αστοχία οφείλεται σε εδαφική ταλάντωση (PGV), ο τύπος αστοχίας είναι αξονικός εφελκυσµός ή τοπική σύνθλιψη των συνδέσεων. Γενικά, στο HAZUS 4, θεωρούν ότι σε περιοχές µε εδαφική ταλάντωση το 8% των αστοχιών οφείλεται σε διαρροές και το % σε θραύσεις. Ακριβώς το αντίθετο συµβαίνει στην περίπτωση των µόνιµων εδαφικών παραµορφώσεων. Η ALA (a,b, ), προσδιορίζει την ύπαρξης και τον αριθµό των επιδιορθώσεων µε τη βοήθεια της τεχνικής Monte- Carlo. Ο Πίνακας 3.4 παρουσιάζει συνοπτικά τις εδαφικές παραµέτρους που χρησιµοποιήθηκαν από διάφορους ερευνητές στις σχέσεις τρωτότητας αγωγών. 4

51 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Πίνακας 3.4: Οι εδαφικές παράµετροι που χρησιµοποιήθηκαν σε κάθε σχέση τρωτότητας (Tromas J, 4) Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας-εδαφική ταλάντωση & Μόνιµες µετακινήσεις Katayama et al (975) Erel et al (978) O Katayama et al (975) πρότεινε µια από τις πρώτες σχέσεις για χαλυβδοσωλήνες µε τµήµατα. Ο ρυθµός επισκευής/km αυξάνεται µε ένα παράγοντα για διπλάσια τιµή της εδαφικής επιτάχυνσης. R.R. /km= A+6.39 log(pga) (εξ. 3.) Όπου PGA: η µέγιστη εδαφική επιτάχυνση σε g A: συντελεστής που εξαρτάται από τις εδαφικές συνθήκες, την ηλικία του αγωγού κ.λ.π. Τα δεδοµένα των αστοχιών προέκυψαν από τις κατγραφές των σεισµών Managua 97, Los Angeles 97, Tokachi Oki 968, Niigata 964, Fukui 948, Tokyo 93. Η συγκεκριµένη σχέση δεν διαχωρίζει τις αστοχίες λόγω εδαφικής ταλάντωσης και λόγω µόνιµών µετακινήσεων ενώ υπολογίζει τον ρυθµό επισκευών (Repair Rate /km) συναρτήσει της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και όχι της ταχύτητας που όπως αναφέρθηκε προηγουµένως αποτελεί καταλληλότερο δείκτη. Η παραπάνω σχέση τροποποιήθηκε σε µορφή διαγράµµατος από τον Erel et al (978) το οποίο παρουσιάζεται στο ακόλουθο σχήµα. (σχήµα 3.4) 43

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Σχήµα 3.4: Συσχέτιση του ρυθµού επισκευών/km µε την µέγιστη εδαφική επιτάχυνση (PGA) Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας-εδαφική ταλάντωση Memphis, Tennessee (985) Κατά τους Memphis & Tennessee ο ρυθµός εµφάνισης αστοχίας ανά km αγωγού εξαρτάται από το επίπεδο της εδαφικής ταλάντωσης που εκφράζεται σε όρους έντασης Mercalli, τη διάµετρο και το είδος του εδάφους. Η διαδικασία θραύσης θεωρείται ότι ακολουθεί τη διαδικασία Poisson: = C C d g α MMI β n (εξ. 3.) Όπου n: ρυθµός εµφάνισης αστοχίας /km MMI: η τροποποιηµένη ένταση Mercalli α, β : συντελεστές που κατά O Rourke (985) παίρνουν τις τιµές.8 και.9 αντίστοιχα. C C : συντελεστές που εξαρτώνται από το είδος του εδάφους και τη διάµετρο αντίστοιχα. g, d Η πιθανότητα αστοχίας του αγωγού δίνεται πιθανοκρατικά: nl p fmajor = e Όπου L: το µήκος του αγωγού σε km Η πιθανότητα εµφάνισης διαρροής είναι: p f min or = 5 p fmajor (εξ. 3.3) Οι σχέσεις που αναπτύχθηκαν µε βάση την παραπάνω µεθοδολογία παρότι ήταν αρκετά απλές ως προς την εφαρµογή τους είχαν το µειονέκτηµα ότι συσχέτιζαν την πιθανότητα αστοχίας µε την ένταση Mercalli και όχι µε την µέγιστη εδαφική ταχύτητα (PGV). Βέβαια, υπάρχει η δυνατότητα µετατροπής της µέσω κατάλληλων εµπειρικών σχέσεων σε PGV, εισάγεται όµως µε αυτόν τον τρόπο µια προσθετή αβεβαιότητα στην τελική σχέση τρωτότητας. 44

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Barenberg (988) Το 988 ο Barenberg κατέληξε σε ένα νοµογράφηµα που συνδέει το ρυθµό επισκευών των υπόγειων αγωγών από χυτοσίδηρο µε την µέγιστη εδαφική ταχύτητα. Η σχέση προέκυψε από την επεξεργασία δεδοµένων καταγραφών τριών σεισµών (San Fernando, 97; Sanda Rosa, 969; Puget Sound, 965). Η µεθοδολογία αυτή σε σύγκριση µε την προηγούµενη έχει το πλεονέκτηµα ότι συνδέει τις αστοχίες των αγωγών µε τις παραµέτρους της σεισµικής κίνησης (PGV) και όχι µε την τροποποιηµένη ένταση Mercalli. Ωστόσο, τα δεδοµένα της συγκεκριµένης µελέτης προέρχονται από περιορισµένο αριθµό σεισµών και αναφέρονται µόνο σε αγωγούς από χυτοσίδηρο. Σχήµα 3.5: Συσχέτιση του ρυθµού επισκευών/km µε την PGV (χυτοσίδηροι αγωγοί) Τα Α,B και C του νοµογραφήµατος προέρχονται από τις εξής καταγραφές: Α: San Fernando 97, συνήθεις διάµετροι αγωγών 3-6 inch, PGV=3 cm/sec, παρατηρούµενο ποσοστό βλαβών=.55 βλάβες/km. B: Santa Rosa 969, συνήθεις διάµετροι αγωγών 3-6 inch, PGV=5 cm/sec, παρατηρούµενο ποσοστό βλαβών=.8 βλάβες/km. C: San Fernando 97, συνήθεις διάµετροι αγωγών 3-6 inch, PGV=5 cm/sec, παρατηρούµενο ποσοστό βλαβών=.4 βλάβες/km. D: Puget Sound 965, συνήθεις διάµετροι αγωγών 8- inch, PGV=7.5 cm/sec, παρατηρούµενο ποσοστό βλαβών=.7 βλάβες/km. 45

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Eguchi (99) O Eguchi (983) πρότεινε πρώτος το διαχωρισµό µεταξύ αστοχιών αγωγών λόγω εδαφικής ταλάντωσης και µόνιµων παραµορφώσεων (O Rourke & Liu, 999). Στην ίδια εργασία παρουσίασε µια καµπύλη που συσχετίζει την ένταση MMI µε το ρυθµό επισκευών / km. Τα βασικά δεδοµένα που χρησιµοποίησε προέρχονταν από 4 σεισµούς. Ωστόσο η διασπορά στα αποτελέσµατα ήταν πολύ µεγάλη µε αποτέλεσµα να µην µπορούν να προταθούν καµπύλες καθαρά βάση των αστοχιών. Αργότερα, ο Eguchi (99) τροποποίησε την καµπύλη που είχε προτείνει µε µια διγραµµική που διαφοροποιείται ανάλογα µε το είδος του αγωγού και τον τύπο των συνδέσεων (για ορισµένους τύπους αγωγών) ακολουθώντας τη λογική της συσχέτισης της αστοχίας µε την ένταση Mercalli. Σχήµα 3.6: Συσχέτιση του ρυθµού επισκευών/ feet µε την ένταση Mercalli O Rourke & Ayala (993) Οι O Rourke & Ayala το 993 χρησιµοποίησαν πληροφορίες από καταγραφές τεσσάρων σεισµών στις Η.Π.Α. και δύο του Μεξικού που δεν περιέχονταν στη βάση δεδοµένων του Barenberg (988). Οι πρόσθετες πληροφορίες εντοπίζονται σε αγωγούς µεταφοράς οπλισµένου σκυροδέµατος, σε αµιαντοτσιµεντοσωλήνες µεγάλης διαµέτρου και σε αγωγούς διανοµής (χυτοσίδηρους και αµιαντοτσιµεντοσωλήνες) για τους σεισµούς του Mexico, 985, Tlahuac, 989 και Coalinga, 983. Η εµπειρική σχέση που προτάθηκε για τον υπολογισµό του ρυθµού επισκευών/km ( Repair Rate/ km) που επαληθεύτηκε για τον σεισµό του Northrigde, 994 και για τον σεισµό της Λευκάδας 3 (Αλεξούδη 5) και χρησιµοποιήθηκε και από το HAZUS 997, 999, 4 δίνεται από την παρακάτω σχέση: 46

55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ.5 R.R./km = K (. PGV ) (εξ. 3.4) Όπου PGV: µέγιστη εδαφική ταχύτητα (cm/sec) R.R./km: ρυθµός επισκευών/km K: συντελεστής που σχετίζεται µε το υλικό του αγωγού (ψαθυρός ή εύκαµπτος). K= για άκαµπτους αγωγούς που εµφανίζουν ψαθυρή συµπεριφορά (όπως ασβεστοτσιµεντοσωλήνες, σωλήνες σκυροδέµατος, κ.λ.π.) K=.3 για εύκαµπτους αγωγούς (όπως χαλύβδινους σωλήνες, σωλήνες PVC, κ.λ.π.) Στο σχήµα 3.7 παρουσιάζεται γραφικά η µορφή της σχέσης τρωτότητας των O Rourke & Ayala για την περίπτωση των ψαθυρών αγωγών. Repair Rate [ Repairs/Km ],,,, Peak Ground Velocity (cm/sec) Σχήµα 3.7: Καµπύλη τρωτότητας για αγωγούς ψαθυρής συµπεριφοράς (O'Rourke and Ayala, 993). Eidinger et al. (995, 998) Για την έρευνα αυτή χρησιµοποιήθηκαν εµπειρικά δεδοµένα αστοχιών από περισσότερα από 53 km αγωγών, που εκτέθηκαν σε διάφορα επίπεδα εδαφικής κίνησης στο σεισµό της Loma Prieta (989). Οι περιοχές των αγωγών που παρουσίασαν βλάβη χωρίστηκα σε οµάδες αντιπροσωπεύοντας 4 µέσα επίπεδα ταχύτητας και τρεις τύπους αγωγών: χυτοσιδηροσωλήνες, ασβεστοτριµεντοσωλήνες µε ελαστικές συνδέσεις και σιδηροσωλήνες µε συγκολλητές συνδέσεις. Ο ρυθµός επισκευών µετρήθηκε για κάθε οµάδα οι σχέσεις και οι τυπικές αποκλίσεις που προέκυψαν από την παραπάνω µελέτη για τους τρεις τύπους αγωγών παρουσιάζονται συγκεντρωτικά στον πίνακα

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Υλικό / PGV(cm/sec) Power regression Αµιαντοτσιµέντο - - Χυτοσίδηρος R.R./km=.6 PGV.554 R =.76 Συγκολλητός χάλυβας R.R./km=6-5 PGV.949 R =.94 Logarithmic regression Αµιαντοτσιµέντο R.R./km=.78 In(PGV)-.34 R =.5857 Χυτοσίδηρος R.R./km=.669 In(PGV) R =.778 Συγκολλητός χάλυβας R.R./km=.853 In(PGV) R =.799 Πίνακας 3.5: Σχέσεις και τυπικές αποκλίσεις για τους τρεις τύπους των αγωγών (Loma Prieta) Eidinger J, Avila E (999) Η συγκεκριµένη έρευνα περιλαµβάνει πληροφορίες αστοχιών για περισσότερα από 53 km αγωγών για το σεισµό της Loma Prieta, 89, καθώς και πληροφορίες από άλλους έξι σεισµούς. Μετά από κατάλληλη επεξεργασία της βάσης δεδοµένων που χρησιµοποιήθηκε προέκυψε η ακόλουθη σχέση για την εδαφική ταλάντωση: R.R./km = K.5 (PGV.98 ) (εξ. 3.5) Όπου PGV: η µέγιστη τιµή της εδαφικής ταχύτητας σε m/sec K : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών, το έδαφος, τη διάµετρο και τον τύπο της σύνδεσης. Υλικό Τύπος Χαρακτηρισµός των Έδαφος ιάµετρος Κ σύνδεσης διαθέσιµων στοιχείων Χυτοσίδηρος Τσιµέντο Όλα Μικρή.8 B Χυτοσίδηρος Τσιµέντο ιαβρώσιµο Μικρή. C Χυτοσίδηρος Τσιµέντο Μη διαβρώσιµο Μικρή.5 B Χυτοσίδηρος Φλάντζα Όλα Μικρή.5 D Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση Όλα Μικρή.5 C Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση ιαβρώσιµο Μικρή.8 D Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση Μη διαβρώσιµο Μικρή.3 B Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση Όλα Μεγάλη.5 B Συγκολλητός χάλυβας Φλάντζα Όλα Μικρή.7 B Ασβεστοτσιµέντο Φλάντζα Όλα Μικρή.5 C Ασβεστοτσιµέντο Τσιµέντο Όλα Μικρή. B Ασβεστοτσιµέντο Τσιµέντο Όλα Μεγάλη. D Σκυρόδεµα Συγκόλληση Όλα Μεγάλη. D Σκυρόδεµα Τσιµέντο Όλα Μεγάλη. D Σκυρόδεµα Φλάντζα Όλα Μεγάλη. D PVC Φλάντζα Όλα Μικρή.5 C Μαλακός σίδηρος Φλάντζα Όλα Μικρή.3 C Πίνακας 3.6: Συντελεστής Κ συναρτήσει του υλικού των αγωγών, του τύπου της σύνδεσης, του εδάφους, της διαµέτρου και των διαθέσιµων πληροφοριών 48

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Ο πίνακας 3.6 παράλληλα µε τον προσδιορισµό του συντελεστή K παρέχει στην τελευταία στήλη και έναν χαρακτηρισµό του επιπέδου των διαθέσιµων εµπειρικών στοιχείων. Το επίπεδο των διαθεσίµων στοιχείων διακρίνεται σε τέσσερις κατηγορίες από Α-D. Η κατηγορία Α υποδηλώνει ότι υπάρχει ακόµα αρκετός χώρος για µελλοντική βελτίωση της βάσης δεδοµένων, το Β υποδηλώνει ότι δεν υπάρχει ικανοποιητικός αριθµός εµπειρικών δεδοµένων, το C ότι υπάρχει περιορισµένος αριθµός εµπειρικών δεδοµένων και το D ότι υπάρχει περιορισµένος αριθµός εµπειρικών δεδοµένων και κυρίαρχο ρόλο παίζει η κρίση του αναλυτή. Hwahg & Lin (997) Η προτεινόµενη σχέση τρωτότητας του Hwahg &Lin (997) συσχετίζει τη µέγιστη εδαφική επιτάχυνση PGA µε τις αστοχίες / km. Η συγκεκριµένη σχέση προέκυψε µετά από επανεξέταση των δεδοµένων που παρουσιάστηκαν σε έξι µελέτες (Katayama et al, 975; Eguchi, 99; ASCE/ TCLEE, 99; O Rourke et al, 99; Hamada, 99; Kitaura & Miyajima, 996). Είναι σηµαντικό να τονιστεί ότι η σχέση αυτή δεν προέκυψε από στατιστική επεξεργασία µε βάση το συνδυασµό των παραπάνω δεδοµένων αφού αναπαριστά µια µέση τάση που χρησιµοποιεί εµµέσως τα αποτελέσµατα από 5 διαφορετικούς σεισµούς. Η βασική καµπύλη που προτείνεται από τους Hwahg &Lin (997) βασίζεται σε αγωγούς µε διαµέτρους περίπου 3mm. Isoyama (998) Η σχέση τρωτότητας που προτάθηκε από τον Isoyama (998) βασίζεται σε ένα µεγάλο πλήθος πληροφοριών σχετικά µε τη σεισµική ταλάντωση αγωγών φυσικού αερίου. R.R/km=C p C d (PGV-5).3 (εξ. 3.6) Όπου PGV (cm/sec), C p & C d συντελεστές που εξαρτώνται από το υλικό και τη διάµετρο αντίστοιχα. Η παραπάνω σχέση εφαρµόστηκε σε δύο δήµους που αποτελούσαν προάστια του Kobe και έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσµατα. O Rourke et al (998) Οι O Rourke et al (998) χρησιµοποίησαν το GIS ως εργαλείο επεξεργασίας και ανάλυσης της βάσης δεδοµένων προκειµένου να διερευνηθούν οι παράγοντες που επηρεάζουν τις αστοχίες των δικτύων ύδρευσης. Συγκεκριµένα όλο το δίκτυο ύδρευσης του Los Angeles και της γύρω περιοχής ψηφιοποιήθηκε σε χάρτες :. Αποτέλεσµα της παραπάνω µελέτης σε σχέση µε την εδαφική ταχύτητα ήταν ότι δεν παρατηρήθηκε καµιά αστοχία σε περιοχές µε PGV< cm/sec ενώ µεγάλος αριθµός επισκευών προέκυψε όπως ήταν αναµενόµενο σε περιοχές µε υψηλές τιµές της εδαφικής ταχύτητας. Ένα χρόνο αργότερα οι O Rourke & Jeon έδειξαν ότι η βασική παράµετρος που συσχετίζεται άµεσα µε τις αστοχίες αγωγών είναι η εδαφική ταχύτητα, κυρίως σε περιοχές µε PGV 7 cm/sec. Στη µελέτη του O Rourke & Liu (999) περιλαµβάνονται καµπύλες για αγωγούς που συσχετίζουν τις αστοχίες µε την I MM, την PGA και την PGV. Στις ανωτέρω καµπύλες έχουν χρησιµοποιηθεί και δεδοµένα από το σεισµό του Northridge καθώς και από άλλους τρεις Αµερικάνικους σεισµούς. Οι βέλτιστες σχέσεις που παρουσιάστηκαν από τους O Rourke et 49

58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ al () συσχετίζουν την PGV µε το ρυθµό επισκευών/km για αγωγούς από χυτοσίδηρο και για οποιαδήποτε διάµετρο. O Rourke & Jeon (999) Οι O Rourke & Jeon (999) ανέπτυξαν µια καµπύλη τρωτότητας βασισµένη στην «κανονικοποιηµένη ταχύτητα», µια παράµετρο που βασίζεται στη µέγιστη εδαφική ταχύτητα που κανονικοποιείται προκειµένου να συµπεριλάβει την επιρροή της διαµέτρου. Η έκφραση της κανονικοποιηµένης ταχύτητας δίνεται παρακάτω: R.R=.5 (v scaled ).865, v scaled =PGV/D.38 Όπου PGV: µέγιστη εδαφική ταχύτητα (cm/sec) R.R: ο ρυθµός επισκευών/km D : η διάµετρος των αγωγών (cm) (εξ. 3.7) Isoyama et al () Οι Isoyama et al () συνέχισαν και βελτίωσαν την έρευνα του Shirozu et al (996) για την καµπύλων τρωτότητας βάσει της PGA και PGV για την Ιαπωνική εταιρία ύδρευσης (Japan Water Works Association) µε τη βοήθεια του GIS. Οι Isoyama et al () πραγµατοποίησαν ακόµη λεπτοµερείς έρευνες για την περιοχή της Ashira City και Nishinomiya City. Η σχέση τρωτότητας που προτάθηκε από τους Οι Isoyama et al () βάσει των αναλύσεων που πραγµατοποιήθηκαν δίνεται παρακάτω: R.R( ) B B B B R (X), R (X) a (X-X ) b = p d g L o o = min (εξ. 3.8) R.R(Χ) =.88-6 (PGA-).97 και R.R(Χ) = (PGV-5).3 Για χυτοσιδηρούς αγωγούς Όπου: R.R(Χ): ο ρυθµός επισκευών/km για κάποια παράµετρο της ισχυρής εδαφικής κίνησης Χ (PGA,PGV), Bi: συντελεστές µετατροπής - Β p, B d, B g, B L R o : συνήθης ρυθµός επισκευών/km, για χυτοσιδηρούς αγωγούς (CI) µε διαµέτρους - 5mm που είναι τοποθετηµένοι σε αλλούβια εδάφη χωρίς ρευστοποίηση (συντελεστές Bi=). a, b: συντελεστές X min : η ελάχιστη τιµή είτε της PGA είτε της PGV πάνω από τις οποίες αναµένουµε αστοχίες American Alliances Lifelines Organization () Η σχέση τρωτότητας που προτείνεται από την ALA (a,b) βασίζεται σε 8 στοιχεία από τα οποία τα 38% αναφέρονται σε χυτοσίδηρους αγωγούς. Στην περίπτωση που υπάρχουν συγκεκριµένες πληροφορίες σχετικά µε τα υλικό των αγωγών, το είδος της σύνδεσης τους, το είδος του εδάφους και τη διάµετρο τους, χρησιµοποιείται η ίδια σχέση πολλαπλασιασµένη 5

59 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ µε ένα συντελεστή K. Με κατάλληλη τροποποίηση των µονάδων προκύπτει η νέα έκφραση της: Όπου PGV: µέγιστη εδαφική ταχύτητα (cm/sec) K : συντελεστής (πίνακας 3.7) R.R./km =K.4 PGV (εξ. 3.9) Υλικό αγωγών Τύπος σύνδεσης Έδαφος ιάµετρος Κ Χυτοσίδηρος Τσιµέντο όλα µικρή, Χυτοσίδηρος Τσιµέντο διαβρώσιµο µικρή,4 Χυτοσίδηρος Τσιµέντο µη διαβρώσιµο µικρή,7 Χυτοσίδηρος Φλάντζα όλα µικρή,8 Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση όλα µικρή,6 Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση διαβρώσιµο µικρή,9 Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση µη διαβρώσιµο µικρή,3 Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση όλα µεγάλη,5 Συγκολλητός χάλυβας Φλάντζα όλα µικρή,7 Συγκολλητός χάλυβας Βιδωτή όλα µικρή,3 Συγκολλητός χάλυβας Καρφωτή όλα µικρή,3 Ασβεστοτσιµέντο Φλάντζα όλα µικρή,5 Ασβεστοτσιµέντο Τσιµέντο όλα µικρή, Σκυρόδεµα Συγκόλληση όλα µεγάλη,7 Σκυρόδεµα Τσιµέντο όλα µεγάλη, Σκυρόδεµα Φλάντζα όλα µεγάλη,8 PVC Φλάντζα όλα µικρή,5 Μαλακός σίδηρος Φλάντζα όλα µικρή,5 Πίνακας 3.7: Τιµές του συντελεστή Κ συναρτήσει του υλικού των αγωγών, του τύπου της σύνδεσης, του εδάφους, της διαµέτρου και των διαθέσιµων πληροφοριών (ALA a,b) Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας-μόνιµες µετακινήσεις Porter et al (99) Οι Porter et al (99) πρότειναν µια εµπειρική καµπύλη για χυτοσιδερένιους σωλήνες ύδρευσης µε συνδέσεις τύπου κεφαλής-πείρου. Οι επισκευές / km σε αυτή τη σχέση ανταποκρίνονται σε θραύσεις / feet. Ο ρυθµός των θραύσεων δίνεται ως ποσοστό της µόνιµης εδαφικής µετακίνησης. Η διγραµµική καµπύλη που προτάθηκε προήλθε από επεξεργασία δεδοµένων αστοχιών του σεισµού του San Francisco,96 και του σεισµού της Loma Prieta, 989. Όπως παρατηρείται ο ρυθµός των θραύσεων είναι µια µη γραµµική σχέση του PGD. Συγκεκριµένα, για µικρές τιµές της µόνιµης εδαφικής µετακίνησης αναµένονται σηµαντικές θραύσεις ενώ καθώς η PGD αυξάνεται ο ρυθµός των θραύσεων µειώνεται. Προκειµένου να εξηγήσει αυτή τη µη γραµµικότητα ο Porter et al (99) υποστήριξε ότι για µικρές τιµές του PGD το αρχικό σύστηµα αγωγών κόβεται µε µικρότερα τµήµατα τα οποία µπορούν να κινούνται ελεύθερα µε το περιβάλλον έδαφος ενώ σε µεγαλύτερες µετακινήσεις απαιτείται µεγαλύτερος κατακερµατισµός στα υπόλοιπα άθικτα τµήµατα. 5

60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Παράλληλα ο Porter et al (99) ανέπτυξε µια εµπειρική σχέση για διάφορους τύπους αγωγών που βασίστηκε σε παρατηρήσεις του Eguchi (983). Σχήµα 3.8: Εµπειρική καµπύλη για διάφορους τύπους αγωγών για µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις Honegger & Eguchi (99) Οι Honegger & Eguchi (99) πρότειναν µια σχέση τρωτότητας για την San Diego Country Water Authority (SDCWA) που συνδέει τις µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις µε το ρυθµό επισκευών. Η σχέση αυτή υιοθετήθηκε και από το HAZUS 99: R.R./km =K (7.8 PGD.56 ) Prob (liq)) (εξ. 3.) Όπου PGD: η µέγιστη εδαφική µετακίνηση (m), Prob (liq): Πιθανότητα ρευστοποίησης % K: συντελεστής που σχετίζεται µε το υλικού του αγωγού και παίρνει την τιµή: - K=, για αγωγούς ψαθυρής συµπεριφοράς (όπως ασβεστοτσιµεντοσωλήνες, σωλήνες σκυροδέµατος κ.λ.π.) - K=.3, για αγωγούς ελατής συµπεριφοράς (όπως χαλύβδινους σωλήνες, σωλήνες PVC κ.λ.π.). Στην παραπάνω σχέση δεν διαχωρίζεται το είδος των µόνιµων µετακινήσεων οι οποίες µπορεί να προέρχονται είτε από καθιζήσεις είτε από πλευρικές εξαπλώσεις. 5

61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Repair Rate [Repairs/km] Permanent Ground Deformation (inches) Honegger & Eguchi (99) NIBS Σχήµα 3.9: Καµπύλη τρωτότητας των Honegger and Eguchi (99) για αγωγούς από χυτοσίδηρο Heubach William F. (995) Για την πρόταση σχέσεων τρωτότητας ο Heubach William F (995) χρησιµοποίησε δεδοµένα από το σεισµό του San Fernando (97) τα οποία συµπληρώθηκαν µε δεδοµένα από άλλους σεισµούς. Οι σχέσεις που παρουσιάζονται παρακάτω συνδέουν το ρυθµό επισκευών / km µε τις µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις που σηµειώνονται λόγω της εµφάνισης του φαινοµένου της ρευστοποίησης. Πρέπει να σηµειωθεί ότι οι πληροφορίες για τους αγωγούς (διάµετρο, υλικό, τύπος σύνδεσης) είναι περιορισµένες ενώ τα περισσότερα αξιόπιστα στοιχεία ανταποκρίνονται σε αγωγούς από χυτοσίδηρο και χάλυβα στην περιοχή της Noshiro City και σε αγωγούς από χυτοσίδηρο και πηλό από την Marina District. Υλικό αγωγού/τύπος σύνδεσης Επιδιορθώσεις /km Ελατός σίδηρος (ελαστικές συνδέσεις) [-exp[(.83 PGD).33 ]] Ελατός σίδηρος (άκαµπτες συνδέσεις) [-exp[(.899 PGD). ]] Χυτοσίδηρος (ελαστικές συνδέσεις) [-exp[(.578 PGD).55 ]] Χυτοσίδηρος (άκαµπτες συνδέσεις) [-exp[(. PGD).69 ]] Πηλοσωλήνες (ελαστικές συνδέσεις) [-exp[(.743 PGD).7 ]] Πηλοσωλήνες (άκαµπτες συνδέσεις) [-exp[-(. PGD).76 ]] PVC (ελαστικές συνδέσεις) [-exp[-(.644 PGD).37 ]] PVC (άκαµπτες συνδέσεις) [-exp[-(.53 PGD).6 ]] Ασβεστοτσιµέντο(ελαστικές συνδέσεις) [-exp[-(.96 PGD).64 ]] Ασβεστοτσιµέντο(άκαµπτες συνδέσεις) [-exp[-(.83 PGD).83 ]] Πίνακας 3.8: Σχέσεις τρωτότητας συναρτήσει του υλικού και του τύπου των συνδέσεων. 53

62 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Όπου PGD: µόνιµη εδαφική µετακίνηση λόγω ρευστοποίησης (m) Eidinger, Avila (999) Οι Eidinger, Avila (999) παράλληλα µε τη σχέση για την µέγιστη εδαφική ταχυτητα πρότειναν και µια σχέση για τις µόνιµες µετακινήσεις: R.R./km =K (PGD).53 (εξ. 3.) Όπου PGD: η µόνιµη εδαφική µετακίνηση λόγω ρευστοποίησης (m) K : Συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών και το είδος της σύνδεσης τους. Ο πίνακας 3.9 παράλληλα µε τον προσδιορισµό του συντελεστή K παρέχει στην τελευταία στήλη και έναν χαρακτηρισµό του επιπέδου των διαθέσιµων εµπειρικών στοιχείων. Το επίπεδο των διαθεσίµων στοιχείων διακρίνεται σε τέσσερις κατηγορίες από Α-D. Η κατηγορία Α υποδηλώνει ότι υπάρχει ακόµα αρκετός χώρος για µελλοντική βελτίωση της βάσης δεδοµένων, το Β υποδηλώνει ότι δεν υπάρχει ικανοποιητικός αριθµός εµπειρικών δεδοµένων, το C ότι υπάρχει περιορισµένος αριθµός εµπειρικών δεδοµένων και το D ότι υπάρχει περιορισµένος αριθµός εµπειρικών δεδοµένων και κυρίαρχο ρόλο παίζει η κρίση του αναλυτή. Υλικό Τύπος Χαρακτηρισµός των Κ σύνδεσης διαθέσιµων στοιχείων Χυτοσίδηρος Τσιµέντο, B Χυτοσίδηρος Φλάντζα,7 C Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση,5 C Συγκολλητός χάλυβας Φλάντζα,7 D Ασβεστοτσιµέντο Φλάντζα,8 C Ασβεστοτσιµέντο Τσιµέντο. C Σκυρόδεµα Συγκόλληση,8 D Σκυρόδεµα Τσιµέντο, D Σκυρόδεµα Φλάντζα, D PVC Φλάντζα,8 C Μαλακός σίδηρος Φλάντζα,3 C Πίνακας 3.9: Συντελεστής Κ συναρτήσει του υλικού των αγωγών, του τύπου της σύνδεσης και των διαθέσιµων πληροφοριών American Alliances Lifelines Organization () Η σχέση αυτή προέκυψε από επεξεργασία 57 στοιχείων από τα οποία το % αναφέρεται σε ασβεστοτσιµεντοσωλήνες. Με κατάλληλη τροποποίηση της σχέσης έτσι ώστε να εισάγονται σε αυτή µονάδες του διεθνούς συστήµατος S.I., προκύπτει: R.R./km =K. (PGD).39 (εξ. 3.) Όπου PGD: η µέγιστη εδαφική µετακίνηση (m) K : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών και το είδος της σύνδεσης τους. Η εξίσωση 3. καθώς και οι συντελεστές K προέκυψαν από δείγµα που περιλαµβάνει αγωγούς από χυτοσίδηρο, ασβεστοτσιµέντο και χάλυβα. Οι συντελεστές Κ για τις άλλες κατηγορίες εκτιµήθηκαν µε βάσει εµπειρικά κριτήρια. 54

63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Υλικό αγωγών Τύπος σύνδεσης Κ Χυτοσίδηρος Τσιµέντο, Χυτοσίδηρος Φλάντζα,8 Χυτοσίδηρος Μηχανική,7 Συγκολλητός χάλυβας Συγκόλληση,5 Συγκολλητός χάλυβας Φλάντζα,7 Ασβεστοτσιµέντο Φλάντζα,8 Ασβεστοτσιµέντο Τσιµέντο, Σκυρόδεµα Συγκόλληση,6 Σκυρόδεµα Τσιµέντο, Σκυρόδεµα Φλάντζα,7 PVC Φλάντζα,8 Μαλακός σίδηρος Φλάντζα,5 Πίνακας 3.: Τιµές του συντελεστή Κ συναρτήσει του υλικού των αγωγών και του τύπου της σύνδεσης (ALA a,b) Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας - Εδαφικές παραµορφώσεις Ο Rourke & Deyoe (4) Πρόσφατα, οι Ο Rourke & Deyoe (4) πρότειναν µια σχέση τρωτότητας για την εδαφική ταλάντωση, που συσχετίζει τον ρυθµό επισκευών/km µε τις εδαφικές παραµορφώσεις για την περίπτωση άκαµπτων αγωγών: Όπου ε: οι εδαφικές παραµορφώσεις K =. για άκαµπτους αγωγούς R.R./km =K 53 ε.89 (εξ. 3.3) Παράλληλα, οι Ο Rourke & Deyoe (4) πρότειναν και µια σχέση τρωτότητας που αποτελεί συνδυασµό της εδαφικής ταλάντωσης και των µόνιµων παραµορφώσεων επίσης για την περίπτωση άκαµπτων αγωγών: Όπου ε: οι εδαφικές παραµορφώσεις K =. για άκαµπτους αγωγούς R.R./km =K 74 ε.89 (εξ. 3.4) Εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας - Είδος του σεισµικού κύµατος Ο Rourke & Deyoe (4) Επίσης οι Rourke & Deyoe (4) πρότειναν σχέσεις τρωτότητας για την εδαφική ταλάντωση που συσχετίζουν τον ρυθµό επισκευών/km µε την µέγιστη εδαφική ταχύτητα για την περίπτωση άκαµπτων αγωγών λόγω κυµάτων R και κυµάτων S: R.R./km =k.34 PGV.9 (λόγω κυµάτων Rayleigh) (εξ. 3.5) R.R./km =k.35 PGV.9 (λόγω διατµητικών κυµάτων) (εξ. 3.6) PGV: µέγιστη εδαφική ταχύτητα (cm/sec) K =. για άκαµπτους αγωγούς 55

64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Συγκεντρωτικοί πίνακες των εµπειρικών σχέσεων - Συµπεράσµατα Συγκεντρωτικά, οι βασικές σχέσεις τρωτότητας που προέκυψαν βάσει εµπειρικών δεδοµένων για την εδαφική ταλάντωση παρουσιάζονται στον πίνακα 3.. Εµπειρικές σχέσεις log(r.r/km)= A+6,39 log(pga) 6.6 PGA R.R/km= PGA α MMI β n = C C d g Νοµογράφηµα Νοµογράφηµα R.R/ km =K (. PGV.5 ) R.R/km =. PGV.7677 R.R/km =.6 PGV.554 R.R/km =6-5 PGV.949 R.R./km = Cp Cd (PGV-5).3 Ε ΑΦΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ Παράγοντες εξάρτησης PGA (g) Α: συντελεστής ο οποίος εξαρτάται από τις εδαφικές συνθήκες, την ηλικία του αγωγού κ.λ.π. (g) Για χυτοσιδηρούς αγωγούς n: ρυθµός εµφάνισης αστοχίας/km Ι mm : η ένταση Mercalli α, β: συντελεστές C g, C d : συντελεστές που εξαρτώνται από το είδος εδάφους και τη διάµετρο αντίστοιχα. PGV (cm/sec) Υλικό αγωγών: χυτοσίδηρος Ι mm : Mercalli Υλικό αγωγών R.R./km =.5log(PGA-.63) PGA (cm/sec ) R.R=.5 (v scaled ).865, v scaled = PGV/ D o.38 PGV (cm/sec) Κ: συντελεστής που σχετίζεται µε το υλικό του αγωγού (εύκαµπτος, άκαµπτος) PGV (cm/sec) Υλικό: αµιαντοτσιµέντο, χυτοσίδηρος, συγκολλητός χάλυβας αντίστοιχα PGV (cm/sec), C p & C d : συντελεστές που εξαρτώνται από το υλικό και τη διάµετρο αντίστοιχα Όπου: R.R: ο ρυθµός επισκευών/ km, PGV (cm/sec): η µέγιστη εδαφική ταχύτητα, D o (cm): η διάµετρος των αγωγών. Βιβλιογραφική αναφορά Katayama et al. (975) Isoyama & Katayama (98) Memphis, Tennessee (985) Barenberg (988) Eguchi (99) O Rourke & Ayala (993) Eidinger (et al. 995), Eidinger (998) Isoyama (998) O Rourke et al (998) O Rourke & Leon (999) 56

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ R.R./km = K.5 (PGV.98 ) PGV (m/sec) Κ : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών, τον τύπο σύνδεσης, το έδαφος και τη διάµετρο. Eidinger, Avila E (999) R.R./km =K.4 PGV R.R(Χ) = Β p B d B g B L R o (X), R o (X) = a (X-X min ) b R.R(Χ) =.88-6 (PGA-).97 και R.R(Χ) = (PGV-5).3 Για χυτοσιδηρούς αγωγούς R.R./km =K.4 PGV PGV (m/sec) Κ : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών, τον τύπο σύνδεσης, το έδαφος και τη διάµετρο. R.R(Χ): ο ρυθµός επισκευών/km B i : συντελεστές µετατροπής - Β p, B d, B g, B L R o : συνήθης ρυθµός επισκευών/km, για χυτοσιδηρούς αγωγούς (CI) µε διαµέτρους - 5mm που είναι τοποθετηµένοι σε αλλούβια εδάφη χωρίς ρευστοποίηση (συντελεστές Bi=). a, b: συντελεστές X min : η ελάχιστη τιµή είτε της PGA είτε της PGV PGV (m/sec) Κ : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών, τον τύπο σύνδεσης, το έδαφος και τη διάµετρο. ALA () Isoyama et al () ΑLA () Πίνακας 3.: Συγκεντρωτικός πίνακας των εµπειρικών σχέσεων - εδαφική ταλάντωση (Αλεξούδη, 4) Συγκρίνοντας τις καµπύλες των Isoyama & Katayama (98) και των Isoyama et al () µε την σχέση των O Rourke et al (998) παρατηρούµε ότι δίνουν παρόµοιες εκτιµήσεις για επιταχύνσεις της τάξης των - 3cm/sec ενώ για µικρές PGA, οι σχέσεις των Isoyama εκτιµάνε µικρότερο ρυθµό επισκευών από την σχέση των O Rourke et al (998). Γενικά για PGA>cm/sec, η σχέση των O Rourke et al (998) δίνει µικρότερο αριθµό αστοχιών από την Ιαπωνική σχέση. Οι τιµές που δίνουν οι δύο καµπύλες διαφέρουν σηµαντικά (.9 και 6.4 αντίστοιχα) για τιµές της επιτάχυνσης µεταξύ 4-8cm/sec. Παράλληλα, οι καµπύλες που παρουσιάζονται στη µεθοδολογία HAZUS 97, 99, 4 δηλαδή των O Rourke & Ayala (993) για ταχύτητες µεγαλύτερες από cm/sec δίνουν σαφώς µεγαλύτερες τιµές από τις αντίστοιχες του Isoyama (998) και της ALA (). Η ίδια καµπύλη προσοµοιάζει µε την αντίστοιχη που προέρχεται από τον Eidinger & Avila (999) ενώ δίνει µικρότερα αποτελέσµατα από τη σχέση του Eidinger (998). Συγκριτικά οι παραπάνω παρατηρήσεις παρουσιάζονται στα παρακάτω σχήµατα (Σχήµα 3., 3.). Αξιολογώντας τις παραπάνω σχέσεις µε βάση καταγραφές ζηµιών στην Ελλάδα (Λευκάδα) και την Τουρκία (Duzce), (Αλεξούδη, 5; Pitilakis et al, 5) βλέπουµε ότι η σχέση που προτείνεται για την εδαφική ταλάντωση από το HAZUS (O Rourke & Ayala, 57

66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ 993) για την αποτίµηση της τρωτότητας αγωγών δίνει αξιόπιστα αποτελέσµατα τόσο σε απόλυτους αριθµούς όσο και χωρικά. Το γεγονός αυτό αποδείχτηκε στο δίκτυο ύδρευσης της Λευκάδας αλλά και στην περίπτωση του δικτύου ύδρευσης της Duzce, όπου παρόλες τις σηµαντικές αβεβαιότητες, φαίνεται ότι η συγκεκριµένη σχέση δίνει τα καλύτερα αποτελέσµατα σε απόλυτα µεγέθη αστοχιών για το σεισµό της Duzce. Η σχέση της ALA (a,b) υποεκτιµά σηµαντικά τις αστοχίες ως αποτέλεσµα της εδαφικής ταλάντωσης, ενώ των Isoyama (998) δίνει αστοχίες περίπου στο µέσο όρο των αστοχιών της ALA (a,b) και των O Rourke & Ayala (993). Η σχέση των Eidinger & Avila (999) αν και πιο συντηρητική από των O Rourke & Ayala (993) εκτιµά αριθµό αστοχιών µέσα στα πλαίσια των πολλαπλών αβεβαιοτήτων (Αλεξούδη, 5). Σχήµα 3.: Σύγκριση των σχέσεων τρωτότητας αγωγών µε βάση τις επιταχύνσεις PGA (cm/sec ) (Tromas, 4) Σχήµα 3.: Σύγκριση των σχέσεων τρωτότητας αγωγών για την περίπτωση της εδαφικής ταλάντωσης (εύκαµπτοι αγωγοί) 58

67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Συγκεντρωτικά, οι βασικές σχέσεις τρωτότητας που προέκυψαν βάσει εµπειρικών δεδοµένων για την µόνιµες µετακινήσεις παρουσιάζονται στον πίνακα 3.. ΜΟΝΙΜΕΣ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ Εµπειρικές σχέσεις Παράγοντες εξάρτησης Βιβλιογραφική αναφορά ιγραµµική σχέση R.R./km =Κ(7.8 PGD.56 ) [-exp[(.83 PGD).33 ]] [-exp[(.899 PGD). ]] [-exp[(.578 PGD).55 ]] [-exp[(. PGD).69 ]] [-exp[(.743 PGD).7] ] [-exp[-(. PGD).76 ]] [-exp[-(.644 PGD).37 ]] [-exp[-(.53 PGD).6 ]] [-exp[-(.96 PGD).64] ] [-exp[-(.83 PGD).83 ]] R.R./km = K (PGD).53 R.R./km = K.3 PGD.39 PGD (inches) Υλικό αγωγών PGD (m) Κ: συντελεστής που σχετίζεται µε το υλικό του αγωγού PGD (m) Υλικό αγωγών Τύπος σύνδεσης PGD (m) Κ : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών και το είδος σύνδεσής τους. PGD (m) Κ : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό των αγωγών και το είδος σύνδεσής τους Porter et al (99) Honegger & Eguchi (99) Heubach (995) Eidinger et al (999) ΑLA (a,b) Πίνακας 3.: Συγκεντρωτικός πίνακας των εµπειρικών σχέσεων - µόνιµες µετακινήσεις (Αλεξούδη, 4) Ανάλογες συγκρίσεις πραγµατοποιήθηκαν και για τις ευρέως χρησιµοποιούµενες σχέσεις τρωτότητας για τις µόνιµες µετακινήσεις (Σχήµα 3.) όπου οι αποκλίσεις είναι ιδιαίτερα σηµαντικές. Όπως αποδείχθηκε από την Αλεξούδη, 5 η σχέση που προτείνει το HAZUS (Honegger & Eguchi,99) δίνει τα καλύτερα αποτελέσµατα ως προς τον αναµενόµενο αριθµό αστοχιών σε σύγκριση µε τις πραγµατικά καταγεγραµµένες από το σεισµό της Λευκάδας. Οι υπόλοιπες σχέσεις που εξετάστηκαν υπερεκτιµούν τον αριθµό αστοχιών µε πρώτη τη σχέση των Eidinger & Avila (999) και µετά της ΑLA (). 59

68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Σχήµα 3.: Σύγκριση των σχέσεων τρωτότητας αγωγών για την περίπτωση µόνιµων µετακινήσεων (εύκαµπτοι αγωγοί) Οι εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας που προέκυψαν βάσει των εδαφικών παραµορφώσεων παρουσιάζονται στον πίνακα 3.3. R.R./km =K 53 ε.89 R.R./km =K 74 ε.89 ΣΧΕΣΕΙΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ Εµπειρικές σχέσεις Παράγοντες εξάρτησης Βιβλιογραφική αναφορά ε: εδαφικές παραµορφώσεις Εδαφική ταλάντωση Άκαµπτοι αγωγοί K =. ε: εδαφικές παραµορφώσεις Εδαφική ταλάντωση & µόνιµες µετακινήσεις Άκαµπτοι αγωγοί K =. Πίνακας 3.3: Σχέσεις τρωτότητας βάσει εδαφικών παραµορφώσεων (Ο Rourke & Deyoe E, 4) Ο Rourke & Deyoe (4) Ο Rourke & Deyoe (4) Τέλος, οι εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας που προέκυψαν βάσει του είδους του σεισµικού κύµατος παρουσιάζονται στον πίνακα

69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ R.R./km =k.34 PGV.9 ΣΧΕΣΕΙΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ Εµπειρικές σχέσεις Παράγοντες εξάρτησης Βιβλιογραφική αναφορά R.R./km =k.35 PGV.9 Εδαφική ταλάντωση PGV (cm/sec) Άκαµπτοι αγωγοί, k =., Κύµατα Rayleigh Εδαφική ταλάντωση PGV (cm/sec) Άκαµπτοι αγωγοί, k =., ιατµητικά κύµατα S Ο Rourke & Deyoe (4) Ο Rourke & Deyoe (4) Πίνακας 3.4: Σχέσεις τρωτότητας βάσει του είδους του σεισµικού κύµατος (Ο Rourke & Deyoe E, 4) Στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας για την αποτίµηση της τρωτότητας των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών χρησιµοποιήθηκε η σχέση τρωτότητας που προτείνονται στο HAZUS για την εδαφική ταλάντωση (O Rourke και Ayala, 993). Πιο συγκεκριµένα χρησιµοποιήθηκε η προτεινόµενη από τους O Rourke και Ayala (993) καµπύλη τρωτότητας, η οποία έχει ως παράµετρο της εδαφικής κίνησης την µέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV (θεωρώντας έτσι ως αιτία της αστοχίας την εδαφική ταλάντωση). Η σχέση αυτή έχει περιγραφεί λεπτοµερώς παραπάνω. Στο σηµείο αυτό πρέπει να σηµειωθεί ότι δεν χρησιµοποιήθηκε σχέση τρωτότητας που να συνδέει την αστοχία των αγωγών µε τις µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις καθώς δεν ήταν διαθέσιµες τιµές για τις µόνιµες µετακινήσεις PGD Σήραγγες Οι σήραγγες είναι υπόγειες κατασκευές οι οποίες αποτελούν τµήµα του µεταφορικού οδικού δικτυού. Ευπαθή σηµεία σε µια σήραγγα είναι οι µεταβατικές ζώνες υλικών ενώ οι αρµοί και οι συνδέσεις αποτελούν σηµεία ιδιαίτερης σηµασίας. Παρατηρήσεις βλαβών από παρελθόντες σεισµούς αποδεικνύουν ότι οι σήραγγες είναι τρωτές τόσο στην εδαφική ταλάντωση όσο και στις µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις (λόγω ρευστοποίησης, διασταύρωσης µε σεισµικό ρήγµα ή κατολισθήσεων). Έως τώρα η εκτίµηση της τρωτότητας σηράγγων βασίζεται κυρίως σε εµπειρικές καµπύλες τρωτότητας που έχουν προκύψει από παρατηρήσεις βλαβών σε προηγούµενους σεισµούς ανά τον κόσµο (Dowding and Rozen, 978, Owen and Scholl, 98, Wang, 985, Sharma and Judd, 99). Ο ATC3 (985) ανέπτυξε µητρώα πιθανότητας βλάβης για σήραγγες σε βράχο, αλουβιακές αποθέσεις και cut & cover συναρτήσει της τροποποιηµένης κλίµακας Mercalli (ένταση ΙΜΜ), βάσει της «έµπειρης κρίσης» (expert judgement) µηχανικών των ΗΠΑ. Το HAZUS (NIBS, 4) διακρίνει τις σήραγγες σε ολοµέτωπης διάνοιξης και cut & cover και προτείνει εµπειρικές καµπύλες τρωτότητας για διάφορα επίπεδα βλάβης εκφρασµένες σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης για την εδαφική ταλάντωση και µόνιµης εδαφικής µετακίνησης για περίπτωση εδαφικής αστοχίας (σχήµατα ). Η American Lifelines Alliance (ALA, ) προτείνει εµπειρικές καµπύλες τρωτότητας συναρτήσει της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης για σήραγγες ολοµέτωπης διάνοιξης και cut & cover, που ταξινοµούνται ποιοτικά µε βάση τις γενικότερες συνθήκες της κατασκευής (καλή ή µέτρια/κακή) και του εδάφους (βράχος ή αλούβια), βασισµένες στην στατιστική επεξεργασία 6

70 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ στοιχείων από σεισµικές βλάβες ανά τον κόσµο (σχήµατα ). Ο ορισµός των επιπέδων βλάβης στις παραπάνω περιπτώσεις καµπύλων τρωτότητας είναι ποιοτικός, καθώς βασίζεται κυρίως στην έκταση των ρωγµών της επένδυσης της σήραγγας. Γενικά, οι εµπειρικές καµπύλες προέρχονται είτε από εκτιµήσεις (ΗΑΖUS) είτε από στατιστική επεξεργασία παρατηρήσεων από προηγούµενους σεισµούς (ΑLA), χωρίς να λαµβάνεται υπόψη ο τύπος του εδάφους. Ωστόσο, ο ρόλος του εδάφους είναι σηµαντικός για την εκτίµηση της συµπεριφοράς της σήραγγας υπό σεισµικά φορτία στην περίπτωση σηράγγων σε αλουβιακές αποθέσεις. Για το σκοπό αυτό, για την αποτίµηση της τρωτότητας των σηράγγων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών θα γίνει χρήση αναλυτικών καµπύλων τρωτότητας (Αργυρούδης και συνεργάτες, 6), όπου λαµβάνεται υπόψη ο τύπος του εδάφους (σχήµατα 3.-3.). Μέγιστη εδαφική επιτάχυνση (PGA) Ταξινόµηση Επίπεδο αστοχίας Μέση τιµή (g) Τυπική απόκλιση (β) Ολοµέτωπη διάνοιξης (HTU) Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Cut & Cover (HTU) Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Μόνιµη εδαφική µετακίνηση (PGD) Ταξινόµηση Επίπεδο αστοχίας Μέση τιµή (in) Τυπική απόκλιση (β) Ολοµέτωπη διάνοιξης (HTU) Μικρές/Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες Καθολικές βλάβες Cut & Cover (HTU) Μικρές/Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες Καθολικές βλάβες Πίνακας 3.5 Παράµετροι καµπύλων τρωτότητας για σήραγγες (HAZUS 4). 6

71 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Σχήµα 3.3: Καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες ολοµέτωπης διάνοιξης εκφρασµένες σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (HAZUS 4) Σχήµα 3.4: Καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες cut & cover εκφρασµένες σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (HAZUS 4) 63

72 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Σχήµα 3.5: Καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες (ολοµέτωπης διάνοιξης και cut & cover) εκφρασµένες σε όρους µόνιµης εδαφικής µετακίνησης (HAZUS 4). Γεωλογικές συνθήκες και µέθοδος κατασκευής κατά στάθµη βλάβης Κακές έως µέτριες Βράχος Καλές Cut & cover ή αλούβια Κακές έως µέτριες Εκτεταµένες (β=.5). g /.95 g / Καλές Μέτριες (β=.4).55 g.8 g.45 g.7 g Μικρές (β=.4).35 g.6 g.3 g.5 g Πίνακας 3.6 Παράµετροι καµπύλων τρωτότητας για σήραγγες (ALA, ). 64

73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Cumulative fragility curves Probability to exceed loss level PGA (g) Slight Moderate Heavy Σχήµα 3.6: Καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες για κακές έως µέτριες τεχνικές κατασκευής σε συνθήκες βράχου εκφρασµένες σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (ALA, ). Cumulative fragility curves Probability to exceed loss level PGA (g) Slight Moderate Σχήµα 3.7: Καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες για καλές τεχνικές κατασκευής σε συνθήκες βράχου εκφρασµένες σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (ALA, ). 65

74 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Cumulative fragility curves Probability to exceed loss level PGA (g) Slight Moderate Heavy Σχήµα 3.8: Καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες για κακές έως µέτριες τεχνικές κατασκευής σε αλλούβια ή cut & cover εκφρασµένες σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (ALA, ). Cumulative fragility curves Probability to exceed loss level PGA (g) Slight Moderate Σχήµα 3.9: Καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες για καλές τεχνικές κατασκευής σε αλλούβια ή cut & cover εκφρασµένες σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (ALA, ). 66

75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Επίπεδο βλάβης Μικρή (g) Μεσαία (g) Εκτεταµένη (g) β c Κυκλική Έδαφος Β Έδαφος C Έδαφος D Ορθογωνική Έδαφος Β Έδαφος C Έδαφος D Πίνακας 3.7 Παράµετροι καµπυλών τρωτότητας για σήραγγες σε αλουβιακές αποθέσεις (Αργυρούδης και συνεργάτες, 6)., Σήραγγες σε αλλουβιακές αποθέσεις Κυκλική διατοµή Πιθανότητα υπέρβασης,75,5,5,,,,4,6,8,,,4 PGA (g) Μικρές βλάβες-έδαφος Β Μέτριες βλάβες-έδαφος C Μικρές βλάβες-έδαφος C Εκτεταµένες βλάβες-έδαφος C Μικρές βλάβες-έδαφος D Σχήµα 3. Αναλυτικές καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες σε αλουβιακές αποθέσεις για κυκλική διατοµή (Αργυρούδης και συνεργάτες, 6). 67

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Σήραγγες σε αλλουβιακές αποθέσεις Oρθογωνική διατοµή, Πιθανότητα υπέρβασης,75,5,5,,,,4,6,8,,,4 PGA (g) Μικρές βλάβες-έδαφος Β Μικρές βλάβες-έδαφος C Εκτεταµένες βλάβες-έδαφος C Μέτριες βλάβες-έδαφος D Μέτριες βλάβες-έδαφος Β Μέτριες βλάβες-έδαφος C Μικρές βλάβες-έδαφος D Σχήµα 3. Αναλυτικές καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες σε αλουβιακές αποθέσεις για ορθογωνική διατοµή (Αργυρούδης και συνεργάτες, 6) Εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων (ΕΕΑ) Οι ΕΕΑ είναι σύνθετες εγκαταστάσεις οι οποίες αποτελούνται από πολλά υποστοιχεία. ιεθνώς, µόνο το HAZUS 4 δίνει καµπύλες τρωτότητας για τις ΕΕΑ (Σχήµατα ) ως αποτέλεσµα της απόκρισης κάποιων από τα υποστοιχεία από τα οποία απαρτίζεται. Το HAZUS 4, διακρίνει τις ΕΕΑ, σε µεγάλου/ µεσαίου µεγέθους και µικρές εγκαταστάσεις µε αγκυρωµένα ή µη αγκυρωµένα εξαρτήµατα. Στην Ελλάδα, όλα τα υποστοιχεία αγκυρώνονται µε κοχλιώσεις χωρίς ωστόσο να ακολουθείται κάποια συγκεκριµένη οδηγία ή προδιαγραφή όπως στις Η.Π.Α. Λαµβάνοντας υπόψη την απόκριση των υποστοιχείων (Πίνακας 3.8) όπως δίνεται από το HAZUS και τις αβεβαιότητες που προκύπτουν από την αγκύρωση βάσει της ελληνικής πρακτικής καταρτίστηκε µια νέα καµπύλη τρωτότητας για τις ΕΕA (Σχήµα 3.6) ανεξαρτήτου µεγέθους αφού στην Ελλάδα δεν µεταβάλλονται οι προδιαγραφές που χρησιµοποιούνται. Γενικώς, οι ΕΕΑ στην Ελλάδα µπορούν να χαρακτηριστούν ως µικρού/ µεσαίου µεγέθους για τα δεδοµένα του HAZUS. Ο ορισµός των επιπέδων αστοχίας είναι βασικός στην διαµόρφωση της τελικής καµπύλης τρωτότητας. Στα πλαίσια του RISK-UE, η αστοχία προσδιορίστηκε βάσει κριτηρίων εξυπηρετικότητας/ λειτουργικότητας και κόστους επισκευής και περιγραφικής εκτίµησης των επιπέδων αστοχίας (Πίνακας 3.9). 68

77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Κριτήρια εξυπηρετικότητας Καθόλου νερό Μειωµένη παροχή και πίεση Κανονική παροχή και πίεση Κριτήρια Λειτουργικότητας Μη επιδιορθώσιµες βλάβες Λειτουργικές οι ΕΕΑ µετά από επισκευές Λειτουργικές οι ΕΕΑ χωρίς επισκευές Κόστος αποκατάστασης (%) 75 Περιγραφή του επιπέδου αστοχίας (ΗΑΖUS 99) Ολοκληρωτική καταστροφή 5 75 Εκτεταµένη 3 5 Μεσαία 3 Μικρή / Μηδενική Ολοκληρωτική καταστροφή όλων των αγωγών σύνδεσης ή των κτιρίων που στεγάζουν τις Η/Μ εγκαταστάσεις Οι σωλήνες που συνδέουν τις διάφορες δεξαµενές ή οι δεξαµενές καθίζησης. υσλειτουργία της ΕΕΑ (διάστηµα µίας εβδοµάδας) λόγω απώλειας ηλεκτρικής ενέργειας και εναλλακτικής πηγής ενέργειας (εάν υπάρχει), εκτεταµένες βλάβες σε αρκετά Η/Μ εξαρτήµατα, µέτριες βλάβες στις δεξαµενές καθίζησης και στις εγκαταστάσεις χλωρίωσης χωρίς απώλεια του περιεχοµένου ή µέτριες ζηµιές στις δεξαµενές µε τα χηµικά. υσλειτουργία της ΕΕΑ (διάστηµα µικρότερο των 3 ηµερών) λόγω απώλειας ηλεκτρικής ενέργειας και εναλλακτικής πηγής ενέργειας (εάν υπάρχει), υπολογίσιµη βλάβη σε αρκετές Η/Μ εγκαταστάσεις, µικρή βλάβη στις δεξαµενές καθίζησης ή χλωρίωσης ή στις δεξαµενές µε τα χηµικά. Πίνακας 3.8: Περιγραφή των επιπέδων αστοχίας για τις ΕΕΑ 69

78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Σχήµα 3.: Καµπύλες τρωτότητας για µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (HAZUS 4) Σχήµα 3.3: Καµπύλες τρωτότητας για µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ χωρίς αγκυρωµένα εξαρτήµατα (HAZUS 4) 7

79 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Σχήµα 3.4: Καµπύλες τρωτότητας για µεγάλου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (HAZUS 4) Σχήµα 3.5: Καµπύλες τρωτότητας για µεγάλου µεγέθους ΕΕΑ χωρίς αγκυρωµένα εξαρτήµατα (HAZUS 4) 7

80 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Μέγιστη εδαφική επιτάχυνση Υποστοιχεία Επίπεδο αστοχίας Μέση τιµή (g) Τυπική απόκλιση (β) Απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας (αλληλεπίδραση µε το τοπικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας) Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Εγκαταστάσεις χλωρίωσης Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες εξαµενές κροκίδωσης και καθίζησης Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες εξαµενές µε χηµικά Ηλεκτροµηχανολογικός Εξοπλισµός (Η/Μ) Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Μέτριες βλάβες.8.6 Υπέργειες σωληνώσεις Εκτεταµένες βλάβες Καθολικές βλάβες Κτίριο (ΟΣ..Χ.Υ) Κτίριο (ΟΣ..Χ.Χ) Καθολικές βλάβες.4.73 Καθολικές βλάβες.7.73 Πίνακας 3.9: Επίπεδο αστοχίας υποστοιχείων για ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα βάσει της ελληνικής πρακτικής Τυπολογία Μικρές/ µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (κτίρια ΟΣ..Χ.Υ) Επίπεδο αστοχίας Ολοκληρωτική καταστροφή Μέση τιµή PGA (g) β..5 Εκτεταµένη.45.5 Μεσαία.3. Μικρή / Μηδενική.5.35 Μικρές/ µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (κτίρια ΟΣ..Χ.Χ) Ολοκληρωτική καταστροφή.5.5 Εκτεταµένη.45.5 Μεσαία.3. Μικρή / Μηδενική.5.35 Πίνακας 3.: Παράµετροι καµπύλων τρωτότητας για µικρές/µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (Κτίρια Οπλισµένου Σκυροδέµατος, Πλαισιακά χωρίς πυλωτή, Χαµηλού ύψους και Χαµηλού/Υψηλού Επιπέδου Αντισεισµικού Κανονισµού) (Pitilakis et al). 7

81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ, ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα Πιθανότητα υπέρβασης,8,6,4,,,,,4,6,8,,,4,6,8, PGA (g) Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες Καθολικές βλάβες_οσ..χ.υ Καθολικές βλάβες_οσ..χ.χ Σχήµα 3.6: Καµπύλες τρωτότητας για µικρές/µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ (εδαφική ταλάντωση) µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (Pitilakis et al). 73

82 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 4. Μελέτη Σεισµικής Απόκρισης Εδαφικών Σχηµατισµών 4.. Μικροζωνική Μελέτη. Ορισµός, σηµασία Εισαγωγή Η ανάγκη για µικροζωνική µελέτη της σεισµικής επικινδυνότητας µιας περιοχής και η πρόταση µέτρων αντισεισµικής δόµησης έχει γίνει πλέον συνείδηση στην Χώρα µας, και όχι χωρίς λόγο: η δόµηση είναι πυκνή, η γεωλογική σύσταση και δοµή πολυσύνθετη, η σεισµική δράση έντονη και συχνή και τα πρακτικά οφέλη από την εκπόνηση της µικροζωνικής µελέτης άµεσα. Αντίθετα όµως οι στόχοι, τα µέσα και η έκταση µιας τέτοιας µελέτης δεν έχουν ακόµη διασαφηνισθεί. Κύριο µέληµα αποτελεί ο καθορισµός των στόχων µιας µικροζωνικής µελέτης οι οποίοι καθορίζουν τις µεθοδολογίες που ακολουθούνται καθώς και το είδος και την ακρίβεια των αναµενόµενων αποτελεσµάτων. Σε γενικές γραµµές, ως κύριος στόχος µιας µικροζωνικής µελέτης µπορεί να θεωρηθεί η χρήση των αποτελεσµάτων της σε µελέτες αποτίµησης του σεισµικού κινδύνου για διαφορετικά σεισµικά σενάρια. Αναλυτικότερα, η διαδικασία που ακολουθείται περιλαµβάνει καταρχήν την µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής µέσω της οποίας εκτιµάται το σεισµικό φορτίο στο οιωνεί βραχώδες υπόβαθρο για τα διάφορα σεισµικά σενάρια. Ακολουθεί η έρευνα των γεωλογικών συνθηκών που αποσκοπεί στην εκτίµηση των γεωλογικών-τεκτονικών χαρακτηριστικών της υπό εξέταση περιοχής τα οποία είναι δυνατόν να επηρεάσουν τη συµπεριφορά του εδάφους σε σεισµό. Τέτοια χαρακτηριστικά αποτελούν η στρωµατογραφική διάρθρωση, η λιθολογική σύσταση και το πάχος των γεωλογικών σχηµατισµών, οι φυσικές και µηχανικές ιδιότητές τους, η ύπαρξη ρηγµάτων, τα υπόγεια νερά, κ.α. Απαραίτητη είναι επίσης η γεωτεχνική έρευνα για την εκτίµηση των φυσικών, µηχανικών και δυναµικών ιδιοτήτων των εδαφικών σχηµατισµών και του υποκειµένου γεωλογικού υπόβαθρου, τα οποία επηρεάζουν τη σεισµική τους απόκριση. Στη συνέχεια πραγµατοποιείται η µελέτη σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών σε χαρακτηριστικές εδαφικές τοµές (που προσδιορίζονται µε βάση τα αποτελέσµατα της γεωλογικής, γεωφυσικής καις γεωτεχνική έρευνας της περιοχής), βάση της οποίας εκτιµώνται οι παράµετροι της σεισµικής εδαφικής κίνησης (εδαφική ταλάντωση, µόνιµες µετακινήσεις) που χρησιµοποιούνται τελικά για την αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης των υπό κίνδυνο στοιχείων (κτιρίων, δικτύων και υποδοµών). Η µικροζωνική µελέτη αποτελεί τη βάση για τον καθορισµό των (άµεσων και έµµεσων) απωλειών και την διαχείριση του σεισµικού κινδύνου και χάραξη αντισεισµικής πολιτικής. Γενικά, η µικροζωνική µελέτη συνίσταται στην χωρισµό της περιοχής σε ζώνες διαφορετικής σεισµικής έντασης ανάλογα µε τις τοπικές εδαφικές συνθήκες για έναν ισχυρό σεισµικό κραδασµό στο βραχώδες υπόβαθρο και καταλήγει στη σύνταξη χαρτών (µε χρήση των GIS) µέσο των οποίων καθίσταται δυνατή η περιγραφή της χωρικής µεταβλητότητας της κίνησης. Γενικά, µια µικροζωνική µελέτη πρέπει να είναι σε θέση να περιγράφει την µεταβλητότητα σχετικά µε: - τις παραµέτρους της σεισµικής επικινδυνότητας. - την ένταση της εδαφικής ταλάντωσης. - την επιφανειακή εµφάνιση του ρήγµατος και τις τεκτονικές µετακινήσεις. - φαινόµενα ρευστοποίησης, πλευρικής εξάπλωσης και συνίζησης. 74

83 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ - προβλήµατα που σχετίζονται µε την ευστάθεια πρανών όπως κατολισθήσεις ή κατακρηµνίσεις βράχων. - Πληµµύρες προκαλούµενες από σεισµούς Επιµέρους στάδια µιας µελέτης σεισµικής απόκρισης Η µελέτη σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών σύµφωνα µε τις συστάσεις του Οργανισµού Αντισεισµικού Σχεδιασµού και Προστασίας/ΥΠΕΧΩ Ε περιλαµβάνει τα ακόλουθα επιµέρους στάδια:. Υπολογισµό της επίδρασης των τοπικών εδαφικών συνθηκών στα χαρακτηριστικά της σεισµικής κίνησης, λαµβάνοντας υπόψη τις γεωλογικές συνθήκες και την σεισµικότητα της περιοχής. Οι προσεγγιστικές εκτιµήσεις µπορούν να βασισθούν σε εµπειρικές σχέσεις από τη βιβλιογραφία, σε απλοποιηµένες δυναµικές προσοµοιώσεις του εδάφους, σε µικροσεισµικές µετρήσεις ( Microtremors), κλπ.. Αναγνώριση των χαλαρών, µη συνεκτικών εδαφικών σχηµατισµών που κινδυνεύουν να παρουσιάσουν φαινόµενα αποσταθεροποίησης λόγω του σεισµού (π.χ. ρευστοποίηση, καθίζηση, κατολίσθηση). Για τον σκοπό αυτό µπορούν να χρησιµοποιηθούν γεωλογικά και σεισµολογικά κριτήρια από την βιβλιογραφία. 3. Αναλυτικό υπολογισµό της εδαφικής απόκρισης για όλες τις αντιπροσωπευτικές εδαφικές τοµές, που ορίσθηκαν στα πλαίσια της γεωλογικής-γεωφυσικής-γεωτεχνικής έρευνας, καθώς και τις πιθανές σεισµικές κινήσεις του βραχώδους υπόβαθρου, που εκτιµήθηκαν κατά την µελέτη σεισµικότητας της περιοχής. Οι αναλυτικοί υπολογισµοί πρέπει να λαµβάνουν απαραιτήτως υπόψη την ανοµοιοµορφία του εδάφους και την ανελαστική συµπεριφορά του κατά τη διάρκεια της σεισµικής φόρτισης. Τα αποτελέσµατα πρέπει να περιλαµβάνουν: την θεµελιώδη ιδιοπερίοδο κάθε εδαφικής τοµής την µέγιστη σεισµική επιτάχυνση, ταχύτητα και µετατόπιση στην επιφάνεια του εδάφους τα ελαστικά φάσµατα απόκρισης στην επιφάνεια του εδάφους, για κτίρια και άλλες συνήθεις κατασκευές, µε διάφορους βαθµούς απόσβεσης, καθώς και επιταχυνσιογραφήµατα, ή άλλο ισοδύναµο σύνολο πληροφοριών, για την ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους και για διάφορα βάθη µέσα στο υπέδαφος. 4. Αναλυτική εκτίµηση του κινδύνου ρευστοποίησης και δυναµικής συνίζησης χαλαρών, µη συνεκτικών εδαφικών σχηµατισµών καθώς και του κινδύνου αστοχίας (κατολίσθηση ή πλευρική εξάπλωση φυσικών και τεχνητών πρανών. Οι υπολογισµοί µπορεί να βασισθούν στα αποτελέσµατα των αναλύσεων σεισµικής απόκρισης, σε συνδυασµό µε αποτελέσµατα από συνήθεις επιτόπου (in situ) και εργαστηριακές δοκιµές που εκτελέστηκαν στα πλαίσια της γεωτεχνικής έρευνας. 5. Ειδικές αναλύσεις σεισµικής απόκρισης οι οποίες λαµβάνουν λεπτοµερώς υπόψη τις ιδιαιτερότητες του έργου (π.χ. τρισδιάστατη τοπογραφία, ισχυρή σεισµική δόνηση ή συσσώρευση πίεσης πόρων και πλαστικών παραµορφώσεων) και να προτείνουν συγκεκριµένα µέτρα αντιµετώπισης πιθανών φαινοµένων αστοχίας του εδάφους (π.χ. ρευστοποίηση, δυναµική συνίζηση ή αστοχία πρανών). Οι υπολογισµοί θα πρέπει να βασισθούν τόσο σε αναλυτική όσο και σε εργαστηριακή προσοµοίωση της ελαστοπλαστικής συµπεριφοράς και της αποµείωσης της διατµητικής αντοχής του εδάφους υπό δυναµική- ανακυκλιζόµενη φόρτιση. 75

84 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Στο σηµείο αυτό κρίνεται σκόπιµο να τονιστεί ότι σύµφωνα µε τις συστάσεις του Οργανισµού Αντισεισµικού Σχεδιασµού και Προστασίας/ΥΠΕΧΩ Ε, η µικροζωνική µελέτη δεν αντικαθιστά τον κανονισµό σε µία περιοχή αλλά τον συµπληρώνει τουλάχιστον σε ότι αφορά τις κατηγορίες εδαφών. Επίσης, οι συστάσεις αναφέρουν ότι πρέπει να είναι ξεκάθαροι οι στόχοι της µικροζωνικής µελέτης και ότι χρησιµοποιείται κυρίως σε µελέτες αποτίµησης του σεισµικού κινδύνου Στρατηγικές σχεδιασµού για τη µείωση των απωλειών Βασικοί λόγοι εµφάνισης απωλειών λόγω σεισµού. Σε γενικές γραµµές η µείωση του σεισµικού κινδύνου (Risk) µπορεί να επιτευχθεί µέσω της µείωσης της σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής (Hazard), της τρωτότητας (Vulnerability) ή της σπουδαιότητας (Importance) του υπό διακινδύνευση στοιχείου, καθώς τα παραπάνω συνδέονται µέσω της σχέσης: [Risk] = [Hazard] x [Vulnerability] x [Importance]. Η σεισµική επικινδυνότητα δεν µπορεί να µειωθεί, οπότε θα πρέπει να επικεντρωθεί κανείς στην µείωση της τρωτότητας και της σπουδαιότητας του στοιχείου που εκτίθεται στον σεισµικό κίνδυνο. Οι απώλειες εξαιτίας ενός σεισµικού γεγονότος οφείλονται κυρίως στις ακόλουθες αιτίες: Η σεισµική επικινδυνότητα πολλές φορές δεν λαµβάνεται κατάλληλα υπόψη. Τυπικά παραδείγµατα αποτελούν οι κατασκευές σε ακατάλληλες περιοχές όπου οι επιδράσεις ενός καταστροφικού σεισµού είναι πολύ συχνές (ζώνες επικίνδυνες για ρευστοποίηση ή συνίζηση, ζώνες επιδεκτικές σε κατολισθήσεις ή κατακρηµνίσεις βράχων κ.λ.π.). Κλειδί για την αντιµετώπιση του παραπάνω προβλήµατος αποτελεί η κατάλληλη διαχείριση της χρήσης γης χρησιµοποιώντας ως εργαλείο τη µικροζωνική µελέτη. Η τρωτότητα των κατασκευών και υποδοµών συχνά δεν λαµβάνει υπόψη τη σεισµική επικινδυνότητα της περιοχής. Μέτρο για την αντιµετώπιση του παραπάνω προβλήµατος αποτελεί ο σχεδιασµός σεισµικά ανθισταµένων κατασκευών σύµφωνα µε τους σύγχρονους αντισεισµικούς κανονισµούς. Έτσι, τα νέα κτίρια και υποδοµές οφείλουν να σχεδιάζονται και να κατασκευάζονται µε βάση τους σύγχρονους αντισεισµικούς κανονισµούς. Το παραπάνω δεν µπορεί εν γένει να ακολουθηθεί και για τις υφιστάµενες κατασκευές οι οποίες έχουν σχεδιαστεί και δοµηθεί µε βάση παλαιότερους αντισεισµικούς κανονισµούς ή και χωρίς αντισεισµικό κανονισµό. Στην περίπτωση αυτή µια σεισµική αναβάθµιση απαιτεί σηµαντικό κόστος. Παρόλα αυτά υφιστάµενα κτίρια και υποδοµές µεγάλης σπουδαιότητας οφείλουν να ενισχυθούν σε ικανοποιητικό βαθµό. Τα µέσα επισκευής και ενίσχυσης µιας κατασκευής που παρουσίασε βλάβες µετά από έναν σεισµό πιθανόν να µην αντιδρούν άµεσα και αποτελεσµατικά κατά τη διάρκεια ή µετά το πέρας του σεισµικού γεγονότος. Για την αντιµετώπιση του παραπάνω προβλήµατος πρέπει να εξασφαλιστεί η ετοιµότητα και η ικανότητα των µέσων επέµβασης έτσι ώστε να µπορούν να ανταποκριθούν ικανοποιητικά στον σεισµικό κίνδυνο. 76

85 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Η µικροζωνική µελέτη ως εργαλείο για την διαχείριση των χρήσεων γης. Οι µικρής κλίµακας χάρτες σεισµικής επικινδυνότητας που περιέχονται στους αντισεισµικούς κανονισµούς (π.χ. χάρτης σεισµικής επικινδυνότητας της Ελλάδος) παρέχουν γενικές οδηγίες για την εφαρµογή των κανονισµών και τον υπολογισµό της σεισµικής διακινδύνευσης µιας περιοχής. Στην πραγµατικότητα, η σεισµική επικινδυνότητα κατανέµεται χωρικά σε σχέση µε τις σεισµικές πηγές (σεισµικά ρήγµατα) και τις τοπικές γεωλογικές και γεωµορφολογικές συνθήκες της περιοχής µελέτης. Ένας χάρτης που περιγράφει την µεταβολή της σεισµικής επικινδυνότητας σε κλίµακα πολεοδοµικού συγκροτήµατος καθιστά δυνατή την επιλογή ασφαλέστερων περιοχών για την κατασκευή των κατάλληλων εγκαταστάσεων και υποδοµών. Με αυτόν τον τρόπο το αστικό µοντέλο ανάπτυξης µπορεί να οριοθετηθεί µεταξύ σχετικά ασφαλών ζωνών γεγονός που οδηγεί στη µείωση των απωλειών. Οι χάρτες που προκύπτουν από µια µικροζωνική µελέτη σε κατάλληλη κλίµακα σχεδιασµού αντιπροσωπεύουν την χωρική µεταβλητότητα της εδαφικής ταλάντωσης, φαινόµενων ρευστοποίησης, συνίζησης καθώς και κατολισθητικών φαινοµένων. Οι χάρτες αυτοί παρέχουν την βάση για ασφαλή αντισεισµικό σχεδιασµό σε επίπεδο πολεοδοµικού συγκροτήµατος ή και µεγαλύτερο. Οι παραπάνω χάρτες παρέχουν έναν πιο λεπτοµερή υπολογισµό για τη ένταση ενός σεισµού και µπορούν να αποτελέσουν ένα πολύτιµο οδηγό για τον πολεοδοµικό σχεδιασµό και ανάπτυξη. Η αναγνώριση περιοχών παρόµοιας διακινδύνευσης εξαιτίας διακριτών σεισµικών κινδύνων µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την χάραξη αντισεισµικής πολιτικής ως ένας παράγοντας ανάπτυξης και ασφαλούς κατασκευής κτιρίων και υποδοµών. Η γνώση των διαφόρων σεισµικών κινδύνων σε επίπεδο µικροζωνικής µελέτης είναι επίσης σηµαντική τόσο για το µελετητή όσο και για τον κατασκευαστή καθιστώντας τους ικανούς να προλαµβάνουν προβλήµατα που σχετίζονται µε την ενίσχυση της ταλάντωσης, φαινόµενα ρευστοποίησης και κατολισθήσεων. Ωστόσο, ο σχεδιασµός µιας συγκεκριµένης κατασκευής πιθανόν να απαιτεί περαιτέρω έρευνα (π.χ. εργαστηριακές ή και επί τόπου δοκιµές) Η µικροζωνική µελέτη ως η βάση για τον καθορισµό προτεραιοτήτων αποκατάστασης. Οι χάρτες που προκύπτουν από µια µικροζωνική µελέτη µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την µείωση της σεισµικής διακινδύνευσης µέσω του καθορισµού προτεραιοτήτων αποκατάστασης σε περιοχές στις οποίες η µείωση της τρωτότητας είναι καθοριστική. Το τελευταίο µπορεί να πραγµατωθεί ακολουθώντας τα επόµενα βήµατα:. Αναγνώριση των υπό διακινδύνευση στοιχείων σε ένα κρίσιµο ίκτυο Κοινής Ωφελείας. Αποτίµηση της σηµασίας κάθε στοιχείου του δικτύου κατατάσσοντας τα σε κλάσεις ανάλογα µε τη σπουδαιότητα τους (πρωταρχική, σηµαντική, δευτερεύουσα), διασφαλίζοντας µε αυτόν τον τρόπο την απρόσκοπτη λειτουργία του συστήµατος.. Υπέρθεση του δικτύου στο χάρτη σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής. 3. Αποτίµηση της τρωτότητας των κρίσιµων στοιχείων του δικτύου κάνοντας χρήση εµπειρικών µεθόδων. 77

86 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 4. Μείωση της τρωτότητας του συστήµατος σύµφωνα µε τις προτεραιότητες αποκατάστασης που καθορίζονται τόσο από την επικινδυνότητα της περιοχής µελέτης όσο και από την τρωτότητα καθενός στοιχείου του δικτύου Η µικροζωνική µελέτη ως η βάση για την αποτίµηση των µέσων επισκευής και ενίσχυσης. Τα αναγκαία µέσα επισκευής και ενίσχυσης µετά από έναν σεισµό µιας κατασκευής που έχει παρουσιάσει βλάβες µπορούν να καθοριστούν µέσω µιας µικροζωνικής µελέτης. Το παραπάνω µπορεί να επιτευχθεί µέσω της αποτίµησης του βαθµού βλάβης της κατασκευής για διάφορα επίπεδα σεισµικής έντασης, η οποία κατατάσσεται σε µια συγκεκριµένη κατηγορία τρωτότητας µε βάση τον τύπο της και κάποια κρίσιµα χαρακτηριστικά της. Η σεισµική ένταση µπορεί να εκφραστεί είτε µέσω της δωδεκαβάθµιας τροποποιηµένης κλίµακας Mercalli (ένταση I MM ), είτε µε τη δωδεκαβάθµια κλίµακα Medvedev Sponheur Karnik (I MSK ) είτε µε την πλέον πρόσφατη εκδοχή τους, την EMS (I EMS, βλ. Grünthal 998). Λόγω της υποκειµενικότητας της µακροσεισµικής έντασης τα τελευταία χρόνια επιχειρείται η έκφραση της σεισµικής έντασης µέσω µιας συνεχούς και µετρήσιµης παραµέτρου όπως η µέγιστη εδαφική επιτάχυνση, ταχύτητα, µετακίνηση ή και οι αντίστοιχες τους φασµατικές τιµές. Έτσι, οι βλάβες (θραύση, διαρροή) των αγωγών συσχετίζονται καλύτερα µε την µέγιστη εδαφική ταχύτητα (εδαφική ταλάντωση) και την µέγιστη εδαφική µετακίνηση (µόνιµες µετακινήσεις) ενώ οι βλάβες στις κτιριακές υποδοµές των δικτύων (π.χ. δεξαµενές, ΕΕΑ) µε την µέγιστη εδαφική επιτάχυνση (PGA), τις φασµατικές επιταχύνσεις (PSA) και τις µόνιµες εδαφικές παραµορφώσεις (PGD). 4.. Μελέτη σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών της περιοχής των Γρεβενών 4... Εισαγωγή Μεγάλος αριθµός ερευνητών, διεθνώς, έχει επικεντρώσει τις προσπάθειες του στην ανάπτυξη µεθοδολογιών για την εκτίµηση της εδαφικής απόκρισης και τη µελέτη της φυσικής των επιδράσεων της τοπικής γεωλογίας. Επισκόπηση της εκτενούς βιβλιογραφίας περιλαµβάνονται στις εργασίες των Finn (99), Aki (993) Bard (995). Η ανάλυση της επίδρασης των τοπικών εδαφικών συνθηκών στα χαρακτηριστικά της σεισµικής κίνησης και της αντίστοιχης φόρτισης των κατασκευών αποτελεί έναν από τους κύριους στόχους κάθε Μικροζωνικής µελέτης. Για το σκοπό αυτό, στην παρούσα µελέτη έγινε χρήση όλων των δεδοµένων και πληροφοριών σχετικά µε τα χαρακτηριστικά του εδάφους τα οποία συλλέχθηκαν στα πλαίσια της επεξεργασίας των γεωτεχνικών δεδοµένων, των γεωερευνητικών εργασιών και των γεωφυσικών δοκιµών οι οποίες πραγµατοποιήθηκαν στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος SRM - DGC. Επιπρόσθετα, εκτιµήθηκε η σεισµική απόκριση του υπεδάφους για τα σεισµικές διεγέρσεις που καθορίστηκαν από τα αποτελέσµατα της ειδικής σεισµολογικής µελέτης και της µελέτης σεισµικής επικινδυνότητας της ευρύτερης περιοχής (SRM DGC, παραδοτέο D3). Συγκεκριµένα, στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας επιχειρήθηκε αρχικά ένας προσεγγιστικός διαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους για τα σενάρια των, 5 και χρόνων αντίστοιχα. Ο προσδιορισµός της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA και ταχύτητας PGV στην επιφάνεια έγινε µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας 78

87 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ (καµπύλες σεισµικής επικινδυνότητας, SRM DGC, παραδοτέο D3) και τους συντελεστές S που ορίζονται στον EC8 ανάλογα µε την κατηγορία του εδάφους. Παράλληλα, διενεργήθηκε µια σειρά προκαταρκτικών αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης του υπεδάφους η οποία επικεντρώθηκε σε τρεις θέσεις της περιοχής των Γρεβενών για τρία σεισµικά σενάρια (, 5 και χρόνια) και για 5 σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Στις παραπάνω θέσεις εξετάστηκαν δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα (συνολικού πάχους -3 m και m αντίστοιχα) προκειµένου να ελεγχθεί η αξιοπιστία των προσοµοιωµάτων δεδοµένου ότι υπάρχουν δύστµητοι σχηµατισµοί µεγάλου βάθους που οδηγούν σε πρόσθετες ενισχύσεις σε µικρές περιόδους (ή σε µεγάλες συχνότητες αντίστοιχα). Tα χαρακτηριστικά της απόκρισης των θεωρητικών προκαταρκτικών προσοµοιωµάτων συγκρίθηκαν σε επίπεδο θεµελιώδους ιδιοπεριόδου και λόγου ενίσχυσης µε τα διαθέσιµα αποτελέσµατα ενόργανων µεθόδωντεχνικών µελέτης της σεισµικής απόκρισης (τεχνική οριζόντιας προς κατακόρυφης συνιστώσας (HVSR)) από δοκιµές µέτρησης µικροθορύβου καθώς και γεωφυσικών δοκιµών οι οποίες εκτελέστηκαν µε την πρόοδο του έργου (SRM-DGC, Ενότητα Εργασίας ). Η παραπάνω σύγκριση οδήγησε στον σχεδιασµό 9 αντιπροσωπευτικών µονοδιάστατων εδαφοδυναµικών τοµών πάχους από 5 έως 4 m (SRM-DGC, Ενότητα Εργασίας 3, Anastasiadis, Manakou, Senetakis). Η δεύτερη σειρά αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης επικεντρώθηκε στις 9 θέσεις της περιοχής των Γρεβενών για τρία σεισµικά σενάρια (, 5 και χρόνια) και για 6 σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Οι τρεις θέσεις των προκαταρκτικών αναλύσεων επαναπροσδιορίστηκαν κατά τη δεύτερη σειρά αναλύσεων παρουσιάζοντας ελαφρώς διαφοροποιηµένα εδαφικά προσοµοιώµατα και αγνοώντας τη συµβολή των κατώτερων πολύ δύστµητων εδαφικών σχηµατισµών. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων χρησιµοποιήθηκαν για την εκτίµηση των µέσων φασµάτων σχεδιασµού, µέσων φασµατικών συντελεστών ενίσχυσης/αποµείωσης επιτάχυνσης, της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (PGA) της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας (PGV), του δυναµικού ενίσχυσης, των κατανοµών της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της διατµητικής παραµόρφωσης µε το βάθος (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) καθώς και των χαρακτηριστικών σεισµικής απόκρισης σε κάθε θέση που εξετάστηκε. Με βάση τα γεωφυσικά, γεωλογικά και γεωτεχνικά χαρακτηριστικά της περιοχής πραγµατοποιήθηκε µια αντιστοίχηση των αποτελεσµάτων και σε γειτονικές θέσεις ώστε να επιτευχθεί ο διαχωρισµός της πόλης των Γρεβενών σε ζώνες όµοιας σεισµικής απόκρισης του εδάφους και για τον προσδιορισµό των σεισµικών δράσεων σχεδιασµού στην επιφάνεια και σε βάθος - 3m από την επιφάνεια (τυπική στάθµη έδρασης των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης) της κάθε ζώνης. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων δίνονται υπό µορφή πινάκων, διαγραµµάτων και χαρτών (µε χρήση των GIS) µέσω των οποίων καθίσταται δυνατή η περιγραφή της χωρικής µεταβλητότητας της κίνησης. Φαινόµενα διαφοροποίησης της σεισµικής κίνησης ή και φαινόµενα εδαφικής αστάθειας όπως ρευστοποίηση ή και συνίζηση λόγω σεισµικών φορτίων δεν θεωρήθηκαν πιθανά καθώς τα εξεταζόµενα εδάφη δεν παρουσιάζουν έντονες µεταβολές της δυσκαµψίας µεταξύ των εδαφικών στρώσεων και αποτελούνται από σχετικά δύστµητους σχηµατισµούς που δεν είναι σεισµικώς ευαίσθητοι. Επίσης, δεν ελήφθησαν υπόψη στην ανάλυση µόνιµες µετακινήσεις οφειλόµενες στη διασταύρωση µε πιθανά σεισµικά ρήγµατα. Τέλος, άλλα φαινόµενα εδαφικής αστάθειας, όπως για παράδειγµα κατολισθήσεις φυσικών πρανών ή κατακρηµνίσεις βράχων λόγω σεισµικού φορτίου οµοίως δεν απετέλεσαν αντικείµενο ειδικής ανάλυσης. 79

88 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 4...Περιγραφή της µεθοδολογίας Η σεισµική απόκριση του εδάφους στις 9 θέσεις της ευρύτερης περιοχής των Γρεβενών υπολογίσθηκε αναλυτικά, υποθέτοντας ότι τα σεισµικά κύµατα έχουν την µορφή οριζόντια πολωµένων κυµάτων τα οποία µεταδίδονται κατακόρυφα, από το σεισµικό υπόβαθρο προς την ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους (σχήµα Ι.4, Παράρτηµα Ι). Η βασική αυτή παραδοχή δεν είναι απόλυτα ακριβής για την παρούσα µελέτη λόγω της ύπαρξης κάποιων περιοχών µε σηµαντική κλίση του υποβάθρου. Ωστόσο, η παραπάνω µεθοδολογία αποτελεί διεθνώς τη συνήθη πρακτική (ή το πρώτο βήµα στην µελέτη σεισµικής απόκρισης) σε παρόµοια προβλήµατα. Σύµφωνα µε την προηγούµενη παραδοχή, το σύνθετο πρόβληµα της σεισµικής απόκρισης της εδαφικής στήλης ανάγεται στο απλούστερο πρόβληµα της µονοδιάστατης διάδοσης διατµητικών κυµάτων σε οριζόντια στρωµατοποιηµένο έδαφος. Οι εδαφικές στρώσεις υποβάλλονται σε σεισµικές κινήσεις στη βάση τους οι οποίες θεωρούνται αντιπροσωπευτικές των κινήσεων που είναι πιθανόν να λάβουν χώρα στην περιοχή µελέτης. Κατά τη χαρτογράφηση της περιοχής καθορίζονται συντελεστές ενίσχυσης για κάθε στοιχείο του δικτύου. Το πρόβληµα επιλύεται αριθµητικά µε τη βοήθεια του υπολογιστικού προγράµµατος EERA το οποίο λειτουργεί σε περιβάλλον Excel και υιοθετεί τις ίδιες βασικές έννοιες µε το πρόγραµµα SHAKE. Οι επιµέρους παράµετροι που απαιτούνται για την ανάλυση της εδαφικής απόκρισης είναι η ταχύτητα των διατµητικών κυµάτων, η πυκνότητα, ο λόγος απόσβεσης και το πάχος των επιµέρους στρώσεων. Οι διαφορικές εξισώσεις της διάδοσης των σεισµικών κυµάτων επιλύονται στο πεδίο των συχνοτήτων µε χρήση της ανάλυσης Fourier (frequency domain analysis). Συγκεκριµένα: Η µη περιοδική σεισµική κίνηση στο βραχώδες υπόβαθρο αναλύεται σε πεπερασµένο αριθµό αρµονικών συνιστωσών. Η απόκριση της εδαφικής στήλης υπολογίζεται αναλυτικά για κάθε µία αρµονική συνιστώσα της διέγερσης και Όλες οι επιµέρους αποκρίσεις που υπολογίσθηκαν κατ αυτόν τον τρόπο επαλληλίζονται µε τη χρήση της αντίστροφης ανάλυσης Fourier προκειµένου να υπολογιστεί η τελική απόκριση της εδαφικής επιφάνειας. Η ακριβής εφαρµογή της ανωτέρω µεθοδολογίας προϋποθέτει ένα γραµµικώς βισκοελαστικό µέσο, µε σταθερό µέτρο διάτµησης (G) και σταθερό λόγο υστερητικής απόσβεσης (D). Η πραγµατική όµως συµπεριφορά του εδάφους υπό δυναµική-ανακυκλιζόµενη φόρτιση, όπου το µέτρο διάτµησης (G) όσο και η απόσβεση (D) αποτελούν συναρτήσεις του πλάτους της επιβαλλόµενης διατµητικής παραµόρφωσης (γ) λαµβάνεται υπόψη µε επαναληπτική εφαρµογή της παραπάνω µεθοδολογίας: οι χρησιµοποιούµενες τιµές των παραµέτρων (G) και (D) τροποποιούνται διαδοχικά µέχρι να γίνουν συµβιβαστές µε τις αντίστοιχες τιµές της διατµητικής παραµόρφωσης (γ) που προκύπτουν από την ανάλυση (σχήµα Ι.6, Παράρτηµα Ι). Η ισοδύναµη γραµµική ανάλυση είναι µία εµπειρική µέθοδος η οποία έχει δοκιµαστεί εδώ και πολλά χρόνια και δίδει αξιόπιστα αποτελέσµατα σε σχετικά µικρού πάχους εδαφικά προσοµοιώµατα, σε χαµηλά έως µέσα πλάτη παραµόρφωσης και σε περιπτώσεις εδαφών µικρής κλίσης όπου η επιρροή των D φαινοµένων δεν είναι σηµαντική ( Ι..6, Παράρτηµα Ι). Αναλυτικότερη περιγραφή της ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης, του τρόπου και των ορίων εφαρµογής της γίνεται στο Παράρτηµα Ι. 8

89 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σεισµικό Υπόβαθρο Ως σεισµικό υπόβαθρο ορίζεται το ελαστικό µέσο αυξηµένης δυστµησίας (δηλ. η εδαφική στρώση όπου χαρακτηρίζεται από µεγάλες τιµές του µέτρου διάτµησης-υψηλές ταχύτητες διάδοσης των διατµητικών κυµάτων) επί του οποίου επικάθονται οι σχετικά µικρότερης δυστµησίας επιφανειακές εδαφικές αποθέσεις και µέσω των οποίων διαδίδονται τα σεισµικά κύµατα νωρίτερα από την άφιξή τους στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους. Οι προϋποθέσεις αυτές καλύπτονται σύµφωνα µε την µεθοδολογία που ακολουθήθηκε από οποιαδήποτε στρώση εδάφους ή βράχου µε διατµητική δυσκαµψία σηµαντικά µεγαλύτερη από αυτή των υπερκείµενων εδαφικών στρωµάτων. Κατά καιρούς έχουν διατυπωθεί ορισµένα ποσοτικά κριτήρια τα οποία συνίστανται ουσιαστικά στον καθορισµό µιας ελάχιστης τιµής της ταχύτητας διάδοσης των διατµητικών κυµάτων Vs (π.χ.75m/s) ή του µέτρου διάτµησης σε µικρά πλάτη παραµόρφωσης G max (π.χ. Μpa). Τα κριτήρια αυτά δεν ευρίσκουν γενική εφαρµογή δεδοµένου ότι πολύ σηµαντικό ρόλο διαδραµατίζει η µεταβολή των ανωτέρω παραµέτρων µε το βάθος από την ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους έως το σεισµικό υπόβαθρο (SRM-DGC, Ενότητα Εργασίας ). Εναλλακτικά το σεισµικό υπόβαθρο καθορίζεται µε βάση την γεωλογική ηλικία των σχηµατισµών της περιοχής µελέτης δεδοµένου ότι κατά κανόνα η διατµητική δυσκαµψία αυξάνει µε το βάθος και την ηλικία του σχηµατισµού. Το πλεονέκτηµα αυτού του ορισµού είναι ότι προσφέρει ένα αντικειµενικό και πρακτικό τρόπο αντιµετώπισης του προβλήµατος στην περίπτωση που το είδος και το βάθος του γεωλογικού υποβάθρου είναι γνωστά από γεωλογικές µελέτες. Στην περιοχή των Γρεβενών το σεισµικό υπόβαθρο καθορίστηκε µε συνδυασµό των παραπάνω, λαµβάνοντας υπόψη τόσο τις τιµές της ταχύτητας διάδοσης των διατµητικών κυµάτων των βαθύτερων σχηµατισµών που προσδιορίστηκαν από γεωφυσικές διασκοπήσεις επιφανείας ( κυκλικές µετρήσεις καταγραφής θορύβου ΜΕΜ) και δοκιµές µικροθορύβου όσο και το είδος των βαθύτερων γεωλογικών σχηµατισµών που προέκυψε από τα αποτελέσµατα των δειγµατοληπτικών γεωτρήσεων (SRM-DGC, Ενότητα Εργασίας ). Πρέπει να σηµειωθεί ότι στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος SRM DGC πραγµατοποιήθηκαν 37 γεωτρήσεις από τις οποίες οι 7 (τυπικού βάθους -5 m) διενεργήθηκαν εντός της πόλης και οι υπόλοιπες (τυπικού βάθους 3-4 m) στην είσοδο της πόλης (SRM-DGC, Ενότητα Εργασίας ). Για τον προσδιορισµό του σεισµικού υποβάθρου της περιοχής των Γρεβενών πραγµατοποιήθηκε όπως ήδη αναφέρθηκε µια σειρά προκαταρκτικών αναλύσεων σε εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα στα οποία θεωρήθηκε το σεισµικό υπόβαθρο στα - 3m και στα m αντίστοιχα ώστε να ελεγχθεί η αξιοπιστία των προσοµοιωµάτων δεδοµένου ότι υπάρχουν δύστµητοι σχηµατισµοί µεγάλου βάθους που οδηγούν σε πρόσθετες ενισχύσεις σε µικρές περιόδους. Στη συνέχεια πραγµατοποιήθηκε µια δεύτερη σειρά αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης κατά την οποία η θέση του σεισµικού υπόβαθρου διαφοροποιείται για τις περιοχές εντός (-5 m) και στην είσοδο (3-4 m) της πόλης. Το σεισµικό υπόβαθρο πρακτικά αποτελείται από πλειο-πλειστοκαινικούς σχηµατισµούς οι οποίοι εκτείνονται µέχρι περίπου τα m. Στο σχήµα 4. δίνεται η συσχέτιση των αποτελεσµάτων που προέκυψαν από την γεωφυσική έρευνα και τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής ενώ στο σχήµα 4. οι θέσεις των γεωτρήσεων και των µετρήσεων καταγραφής θορύβου ΜΕΜ (SRM DGC, Οκτώβριος 7, Μ. Μανάκου). Η µέση πυκνότητα µάζας του σεισµικού υποβάθρου για τα διάφορα εδαφικά προσοµοιώµατα (για τη δεύτερη σειρά αναλύσεων) που εξετάστηκαν θεωρήθηκε ίση µε.-.5 Mg/m 3 ενώ η ταχύτητα διάδοσης των διατµητικών κυµάτων κυµαίνεται από 8 έως 9 m/s. 8

90 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.: Συσχέτιση αποτελεσµάτων γεωφυσικής έρευνας και γεωλογίας (SRM - DGC, Οκτώβριος 7, Μ. Μανάκου) Σχήµα 4.: Θέσεις γεωτρήσεων και µετρήσεων καταγραφής θορύβου ΜΕΜ στην περιοχή των Γρεβενών (SRM - DGC, Οκτώβριος 7, Μ. Μανάκου) Τυπικές Εδαφοδυναµικές Τοµές Με βάση τα αποτελέσµατα της γεωτεχνικής έρευνας, των υπαρχόντων δυναµικών χαρακτηριστικών των εδαφικών σχηµατισµών καθώς επίσης και τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής (σχήµα 4.), σχεδιάστηκαν διδιάστατες εδαφοδυναµικές τοµές (σχήµα 4.3) οι οποίες αποτέλεσαν οδηγό για τον προσδιορισµό των 6 αρχικών (πρώτη σειρά αναλύσεων) και των 9 τελικών (δεύτερη σειρά αναλύσεων) τυπικών µονοδιάστατων 8

91 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ εδαφοδυναµικών τοµών στην ευρύτερη περιοχή, (SRM-DGC, Ενότητα Εργασίας 3, Οκτώβριος 7 Anastasiadis, Manakou, Messini, Senetakis). Με βάση τα γεωφυσικά, γεωλογικά και γεωτεχνικά χαρακτηριστικά της περιοχής πραγµατοποιήθηκε µια αντιστοίχηση των αποτελεσµάτων και σε γειτονικές θέσεις ώστε να επιτευχθεί ο διαχωρισµός της πόλης των Γρεβενών σε ζώνες όµοιας σεισµικής απόκρισης του υπεδάφους. Στα σχήµατα 4.4 και 4.5 παρουσιάζεται υπό µορφή χάρτη ο κάνναβος της περιοχής µελέτης (µέγεθος στοιχείου του καννάβου,5 x,5 km) και οι θέσεις στις οποίες προσδιορίστηκαν οι D τοµές για τις δύο σειρές αναλύσεων ενώ στο σχήµα 4.6 ο διαχωρισµός της περιοχής σε ζώνες όµοιας σεισµικής απόκρισης µε βάση τα αποτελέσµατα των αναλύσεων σεισµικής απόκρισης στις 9 αντιπροσωπευτικές εδαφικές τοµές (Ε, G_, G_, G_, G_, H6, H7, H8, H9, I-J, K, K_, Κ_ L9_, L9_, P3, P4, P5 και P6). Πρέπει να σηµειωθεί ότι κατά τη δεύτερη σειρά αναλύσεων τα σηµεία G_, G_, G_, G_, K_, Κ_ και L9_, L9_ αντίστοιχα δεν αναφέρονται σε εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα της ίδιας θέσης αλλά σε διαφορετικά εδαφικά προσοµοιώµατα σε γειτονικές θέσεις. Στο σχήµα 4.7 παρουσιάζεται µια τυπική µονοδιάστατη εδαφοδυναµική τοµή για τη θέση H9 όπως προσδιορίστηκε κατά την πρώτη σειρά αναλύσεων, στην οποία θεωρήθηκε σεισµικό υπόβαθρο στα 3m (H9_). Στο ίδιο σχήµα παρουσιάζεται η µεταβολή της ταχύτητας διάτµησης µε το βάθος για την ανωτέρω εδαφοδυναµική τοµή. Στα σχήµατα παρουσιάζονται επίσης τυπικές µονοδιάστατες τοµές για τέσσερις θέσεις όπως αυτές προσοµοιώθηκαν για την διεξαγωγή των κυρίων αναλύσεων. Σχήµα 4.3: Τυπική διδιάστατη εδαφοδυναµική τοµή (SRM - DGC, Οκτώβριος 7, Anastasiadis, Manakou, Messini, Senetakis) 83

92 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.4: Κάνναβος της περιοχής των Γρεβενών (µέγεθος στοιχείου του καννάβου,5 x,5 km). Θέσεις D εδαφοδυναµικών τοµών σχεδιασµού για την πρώτη σειρά αναλύσεων. 84

93 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.5: Κάνναβος της περιοχής των Γρεβενών (µέγεθος στοιχείου του καννάβου,5 x,5 km). Θέσεις D εδαφοδυναµικών τοµών σχεδιασµού για τη δεύτερη σειρά αναλύσεων. 85

94 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.6: ιαχωρισµός της περιοχής σε ζώνες όµοιας σεισµικής απόκρισης µε βάση τα αποτελέσµατα των αναλύσεων σεισµικής απόκρισης σε 9 αντιπροσωπευτικές εδαφικές τοµές. Θέσεις D εδαφοδυναµικών τοµών σχεδιασµού. 86

95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Vs (m/sec) 5 5 D epth (m) Σχήµα 4.7: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Η9 (Η9_) και κατανοµή V s µε το βάθος (πρώτη σειρά αναλύσεων). 87

96 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 Σχήµα 4.8: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση P3 και κατανοµή V s µε το βάθος (δεύτερη σειρά αναλύσεων). 88

97 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Vs (m/sec) Depth (m) Σχήµα 4.9: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Ε και κατανοµή V s µε το βάθος (δεύτερη σειρά αναλύσεων). 4 89

98 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Vs (m /sec) 5 Depth (m) 5 5 Σχήµα 4.: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Κ και κατανοµή V s µε το βάθος (δεύτερη σειρά αναλύσεων) 9

99 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 5 Σχήµα 4.: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Η7 και κατανοµή V s µε το βάθος (δεύτερη σειρά αναλύσεων). 9

100 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Μελέτη σεισµικής επικινδυνότητας-σεισµικές ιεγέρσεις Σχεδιασµού Η πιθανοτική ανάλυση της σεισµικής επικινδυνότητας προσδιορίζει µέσω κατάλληλων σχέσεων εξασθένησης, την συχνότητα εµφάνισης της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας στην ευρύτερη περιοχή, δηλαδή τις καµπύλες σεισµικής επικινδυνότητας. Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος SRM - DGC, εκπονήθηκε η µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας της ευρύτερης περιοχής των Γρεβενών (SRM - DGC, Ενότητα Εργασίας, Παραδοτέο D3, Φεβρουάριος 7, Χρήστος Παπαιωάννου). Για την πραγµατοποίηση της τελευταίας χρησιµοποιήθηκαν κατάλληλα σεισµολογικά δεδοµένα (σχήµα 4.) της περιοχής (ιστορικοί σεισµοί, ενόργανες καταγραφές, σεισµικά ρήγµατα) βάση των οποίων καθορίστηκαν οι σεισµικές πηγές (επιφάνειες και σεισµικά ρήγµατα). Οι σχέσεις εξασθένισης που χρησιµοποιήθηκαν στην ανωτέρω µελέτη είναι αυτή του Margaris et al. () για σεισµούς µεγέθους σεισµικής ροπής M w 5. και του Skarlatoudis et al. (4) για σεισµούς µεγέθους σεισµικής ροπής 4. Mw 4.9. Οι καµπύλες σεισµικής επικινδυνότητας σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και ταχύτητας που προτάθηκαν για δύο κατηγορίες υπεδάφους (βράχος, σκληρό έδαφος) δίνονται στα σχήµατα Επίσης, µέσω της διαδικασίας αποάθροισης των αποτελεσµάτων σεισµικής επικινδυνότητας προσδιορίστηκε το πιθανότερο σεισµικό σενάριο (σεισµική πηγή) για τις δύο κατηγορίες εδαφών (Β και C κατά NEHRP) και για περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα. Σε όλες τις περιπτώσεις πιθανότερο σεισµικό σενάριο είναι η ίδια σεισµική πηγή η οποία αντιστοιχεί στο ρήγµα που έδωσε το σεισµό της Κοζάνης 995. Στα σχήµατα δίνεται ένας πρώτος προσεγγιστικός διαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους (κατηγορία εδάφους Α και B κατά EC8) για το σενάριο των, 5 και χρόνων αντίστοιχα. Οι τιµές της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (σχήµατα ) στην επιφάνεια προέκυψαν µε πολλαπλασιασµό των αντίστοιχων προτεινόµενων τιµών στο βράχο (έδαφος Β κατά NEHRP) από τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας µε τους συντελεστές ενίσχυσης S που προτείνονται στον EC8 ανάλογα µε την κατηγορία του εδάφους. Οι τιµές της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας στην επιφάνεια (σχήµατα ) προέκυψαν από τις αντίστοιχες προτεινόµενες τιµές για έδαφος Β και C κατά NEHRP (έδαφος Α και Β κατά EC8) από τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας. 9

101 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.: Χάρτης σεισµικότητας της ευρύτερης περιοχής των Γρεβενών (SRM - DGC, Παραδοτέο D3, Φεβρουάριος 7, Χρήστος Παπαιωάννου) Σχήµα 4.3: Καµπύλη σεισµικής επικινδυνότητας σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (PGA) για δύο κατηγορίες υπεδάφους κατά NEHRP (SRM - DGC, Παραδοτέο D3, Φεβρουάριος 7, Χρήστος Παπαιωάννου) 93

102 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.4: Καµπύλη σεισµικής επικινδυνότητας σε όρους µέγιστης εδαφικής ταχύτητας (PGV) για δύο κατηγορίες υπεδάφους κατά NEHRP (SRM - DGC, Παραδοτέο D3, Φεβρουάριος 7, Χρήστος Παπαιωάννου) Σχήµα 4.5: ιαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους για το σενάριο των χρόνων. Προσδιορισµός PGA στην επιφάνεια µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας και τους συντελεστές S κατά EC8. 94

103 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.6: ιαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους για το σενάριο των 5 χρόνων. Προσδιορισµός PGA στην επιφάνεια µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας και τους συντελεστές S κατά EC8. Σχήµα 4.7: ιαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους για το σενάριο των χρόνων. Προσδιορισµός PGA στην επιφάνεια µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας και τους συντελεστές S κατά EC8. 95

104 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.8: ιαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους για το σενάριο των χρόνων. Προσδιορισµός PGV στην επιφάνεια µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας. Σχήµα 4.9: ιαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους για το σενάριο των 5 χρόνων. Προσδιορισµός PGV στην επιφάνεια µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας. 96

105 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.: ιαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους για το σενάριο των χρόνων. Προσδιορισµός PGV στην επιφάνεια µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας. Στα πλαίσια της ανωτέρω πιθανοτικής ανάλυσης της σεισµικής επικινδυνότητας προσδιορίστηκε η µέγιστη αναµενόµενη τιµή επιτάχυνσης στην περιοχή των Γρεβενών για συνθήκες στο οιωνεί βραχώδες υπόβαθρο ίση µε.4g,.44g και.33g για τα σενάρια µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα Για την ανάλυση της εδαφικής απόκρισης χρησιµοποιήθηκαν 6 σεισµικές διεγέρσεις (πραγµατικά επιταχυνσιογραφήµατα) οι οποίες υποβλήθηκαν σε κατάλληλη κλίµακα (µέγιστη εδαφική επιτάχυνση.4g,.44g και.33g) ώστε να ανταποκρίνονται στα σενάρια µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα. Οι σεισµικές διεγέρσεις που χρησιµοποιήθηκαν στις αναλύσεις οι οποίες αναφέρονται σε συνθήκες επιφανειακής εµφάνισης βραχώδους υποβάθρου, οιωνεί βραχώδες υπόβαθρο, δίδονται στο σχήµα σχήµατα 4. έως 4.6 ενώ στον πίνακα 4. παρουσιάζονται συγκεντρωτικά κάποιες παράµετροι και σχετικές πληροφορίες των καταγραφών. Πρέπει να σηµειωθεί ότι για την διεξαγωγή της δεύτερης σειράς αναλύσεων χρησιµοποιήθηκαν 6 ενώ κατά τις προκαταρκτικές αναλύσεις 5 σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (δεν χρησιµοποιήθηκε ο σεισµός της Καλαµάτας ως σεισµική διέγερσης εισαγωγής). Στο σχήµα 4.7a δίδονται τα ελαστικά φάσµατα απόκρισης των σεισµικών διεγέρσεων εισαγωγής, η µέση τιµή τους και η τυπική τους απόκλιση όπως αυτά προέκυψαν για τις προκαταρκτικές αναλύσεις ενώ στο σχήµα 4.7b τα αντίστοιχα κανονικοποιηµένα σε σύγκριση µε τα ελαστικά φάσµατα για κατηγορία εδάφους Α (βράχος) σύµφωνα µε τον EAK και τον Ευρωκώδικα (ΕC8/Draft No4-). Στo σχήµα 4.8a.b.c. δίνονται τα ελαστικά φάσµατα απόκρισης των σεισµικών διεγέρσεων εισαγωγής, η µέση τιµή και η τυπική τους απόκλιση,όπως αυτά προέκυψαν για 97

106 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ τη δεύτερη σειρά αναλύσεων, κατάλληλα διαµορφωµένα ώστε να αντιστοιχούν σε σεισµούς µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα ενώ στο σχήµα 4.8.d. τα αντίστοιχα κανονικοποιηµένα σε σύγκριση µε τα ελαστικά φάσµατα για κατηγορία εδάφους Α (βράχος) σύµφωνα µε τον EAK και τον Ευρωκώδικα (ΕC8/Draft No4-). Σεισµός εισαγωγής KED99d 3 acceleration (m/sec ) t (sec) Σχήµα 4.: Σεισµική διέγερση εισαγωγής KED99d Σεισµός εισαγωγής ΚOZ95-L acceleration (m/sec ),5,5,5 -,5 - -,5-5 5 t (sec) Σχήµα 4.: Σεισµική διέγερση εισαγωγής KOZ95-L Σεισµός εισαγωγής ΚOZ95-T,5 acceleration (m/sec ),5 -, ,5 t (sec) Σχήµα 4.3: Σεισµική διέγερση εισαγωγής KOZ95-T 98

107 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σεισµός εισαγωγής 855-Y 3 acceleration (m/sec ) t (sec) Σχήµα 4.4: Σεισµική διέγερση εισαγωγής 855-Y Σεισµός εισαγωγής Kalam ata acceleration (m/sec ) t (sec) Σχήµα 4.5: Σεισµική διέγερση εισαγωγής Kalamata Σεισµός εισαγωγής STU8 3 acceleration (m/sec ) t (sec) Σχήµα 4.6: Σεισµική διέγερση εισαγωγής STU8 99

108 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Code Name Earthquake Country Date Time (UTC) Lat. Long. F.Depth (Km) M w Mech. Station Name Geology V s,3 Ep.Dist. (m/s) (Km) Closest Distance(Km) PGA (g's) KOZ95L KOZ95T Kozani Greece 3/5/995 8:47:5 4,8,66,6 6,5 normal Prefecture-Kozani Rock ,/,4 KED99d Athens Greece 7/9/999 :56: 38,9 3,63 5,9 normal ATH_3 Very Stiff (.) STU8 Irpinia Italy 3//98 9:34: 4,8 5,34 9,5 6,9 normal ENEL-Sturno Rock 3, Y Umbria-Marche Italy 5/4/998 5:5: 43,9,7 4,8 normal Cubbio-Piene Rock 8,35 KAL_86_D Kalamata Greece 3/9/986 7:4:34 37,,9 5,9 normal Kalamata-OTE Building Stiff soil 399,99 Πίνακας 4.: Βασικές παράµετροι και σχετικές πληροφορίες των καταγραφών που επιλεχθήκαν για την πραγµατοποίηση των µονοδιάστατων αναλύσεων. Spectral Acceleration (g),9 _a_stu,8,7 _kede_t,6 _koz_t,5 _koz_l,4,3,, 3 4 Spectral Acceleration (g) 4 3,5 3 EAK,5 EC8 Normalized,5,5,5,5,5 3 3,5 4 Σχήµα 4.7: a. Ελαστικά φάσµατα των σεισµικών διεγέρσεων εισαγωγής, µέση τιµή τους και ± τυπική απόκλιση και b. σύγκριση των αντίστοιχων κανονικοποιηµένων µε τα φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ και του EC8 για έδαφος Α (βράχος) (πρώτη σειρά αναλύσεων).

109 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ _a_stu PSA (g),6 _kede_t,5 _koz_t,4 _koz_l,3,,,,,5,,5,,5 3, PSA (g) _a_stu,8 _kede_t,6 _koz_t _koz_l,4,,5,5,5 3 PSA (g),4 _a_stu, _kede_t _koz_t,8 _koz_l,6,4,,5,5,5 3 Spectral Acceleration (g) 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 EAK EC8 Normalized Σχήµα 4.8: a.b.c. Ελαστικά φάσµατα των σεισµικών διεγέρσεων εισαγωγής, µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση κατάλληλα διαµορφωµένα ώστε να αντιστοιχούν σε σεισµούς µε T m =, 5 και χρόνια αντίστοιχα d. σύγκριση των αντίστοιχων κανονικοποιηµένων µε τα φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ και του EC8 για έδαφος Α (βράχος) (δεύτερη σειρά αναλύσεων).

110 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Πιο συγκεκριµένα οι σεισµικές διεγέρσεις είναι οι εξής: KED99d: Η αποσυνέλιξη της καταγραφής στον σταθµό ATH_3 στην Αθήνα του σεισµού της 7 Σεπτεµβρίου 999 µε µέγεθος σεισµικής ροπής Μ w =5.9, επικεντρική απόσταση R=6 Κm και εστιακό βάθος H=m. Ο σεισµός αυτός, που προκλήθηκε από την ενεργοποίηση ενός κανονικού ρήγµατος, αναφέρεται σε πολύ σκληρό έδαφος µε ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s,3 =5 m/sec. Επίσης, χαρακτηρίζεται από µέγιστη εδαφική επιτάχυνση.33g, από σχετικά πλούσιο περιεχόµενο σε µεσαίες και υψηλές συχνότητες, δεσπόζουσα περίοδο.sec και ισχυρή διάρκεια της τάξης των 8 sec. KOZ95-L: Η διαµήκης συνιστώσα της καταγραφής στον σταθµό Prefecture-Kozani στην Κοζάνη του σεισµού της 3 Μαΐου 995 µε µέγεθος σεισµικής ροπής Μ w =6.6, επικεντρική απόσταση R=7 Κm και εστιακό βάθος H=,6m. Ο σεισµός αυτός, που προκλήθηκε από την ενεργοποίηση ενός κανονικού ρήγµατος, αναφέρεται σε συνθήκες επιφανειακής εµφάνισης βραχώδους υποβάθρου µε ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s,3 =66 m/sec. Επίσης, χαρακτηρίζεται από µέγιστη εδαφική επιτάχυνση.g, από σχετικά πλούσιο περιεχόµενο σε µεσαίες συχνότητες, δεσπόζουσα περίοδο.sec και ισχυρή διάρκεια της τάξης των 9 sec. KOZ95-T: Η εγκάρσια συνιστώσα της καταγραφής στον σταθµό Prefecture-Kozani στην Κοζάνη του σεισµού της 3 Μαΐου 995 µε µέγεθος σεισµικής ροπής Μ w =6.6, επικεντρική απόσταση R=7 Κm και εστιακό βάθος H=,6m. Ο σεισµός αυτός, που προκλήθηκε από την ενεργοποίηση ενός κανονικού ρήγµατος, αναφέρεται σε συνθήκες επιφανειακής εµφάνισης βραχώδους υποβάθρου µε ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s,3 =66 m/sec. Επίσης, χαρακτηρίζεται από µέγιστη εδαφική επιτάχυνση.4g, από σχετικά πλούσιο περιεχόµενο σε µεσαίες και υψηλές συχνότητες, δεσπόζουσα περίοδο.sec και ισχυρή διάρκεια της τάξης των sec. 855-Υ: Η καταγραφή στον σταθµό Cubbio-Piene στην πόλη Umbria-Marche της Ιταλίας του σεισµού της 5 Απριλίου 998 µε µέγεθος σεισµικής ροπής Μ w =4.8, επικεντρική απόσταση R=8 Κm και εστιακό βάθος H=m. Ο σεισµός αυτός, που προκλήθηκε από την ενεργοποίηση ενός κανονικού ρήγµατος, αναφέρεται σε συνθήκες ελεύθερου πεδίου σε επιφανειακή εµφάνιση του βραχώδους υποβάθρου. Επίσης, χαρακτηρίζεται από µέγιστη εδαφική επιτάχυνση.48g, από σχετικά πλούσιο περιεχόµενο σε µεσαίες και υψηλές συχνότητες, δεσπόζουσα περίοδο.38 sec και ισχυρή διάρκεια της τάξης των 5 sec. KAL_86_D: Η αποσυνέλιξη της καταγραφής στον σταθµό Kalamata-OTE Building στην Καλαµάτα του σεισµού της 3 Σεπτεµβρίου 986 µε µέγεθος σεισµικής ροπής Μ w =5.9, επικεντρική απόσταση R= Κm και εστιακό βάθος H=m. Ο σεισµός αυτός, που προκλήθηκε από την ενεργοποίηση ενός κανονικού ρήγµατος, αναφέρεται σε πολύ σκληρό έδαφος µε ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s,3 =399 m/sec. Επίσης, χαρακτηρίζεται από µέγιστη εδαφική επιτάχυνση.99g, από σχετικά πλούσιο περιεχόµενο σε µεσαίες και υψηλές συχνότητες, δεσπόζουσα περίοδο.3sec και ισχυρή διάρκεια της τάξης των sec.

111 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ STU8: Η καταγραφή στον σταθµό ENEL-Sturno στην πόλη Irpinia της Ιταλίας του σεισµού της 3 Νοεµβρίου 98 µε µέγεθος σεισµικής ροπής Μ w =6.9, επικεντρική απόσταση R=3 Κm και εστιακό βάθος H=9.5m. Ο σεισµός αυτός, που προκλήθηκε από την ενεργοποίηση ενός κανονικού ρήγµατος, αναφέρεται σε συνθήκες επιφανειακής εµφάνισης βραχώδους υποβάθρου µε ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s,3 = m/sec. Επίσης, χαρακτηρίζεται από µέγιστη εδαφική επιτάχυνση.35g, από σχετικά πλούσιο περιεχόµενο σε µεσαίες και υψηλές συχνότητες, δεσπόζουσα περίοδο.4 sec και ισχυρή διάρκεια της τάξης των 4 sec. Για τις αναλύσεις της σεισµικής απόκρισης, όπως ήδη αναφέρθηκε όλες οι παραπάνω σεισµικές διεγέρσεις στο οιονεί βραχώδες υπόβαθρο διαµορφώνονται κατάλληλα ώστε να έχουν µέγιστη επιτάχυνση ίση µε.4g,.44g και.33g για συνθήκες βράχου για τα σενάρια µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα. Οι φασµατικές τιµές επιτάχυνσης των σεισµικών διεγέρσεων σχεδιασµού βρίσκονται σε καλή συµφωνία µε τα αντίστοιχα ελαστικά φάσµατα σε συνθήκες βράχου που προτείνονται στον ΕΑΚ και στον Ευρωκώδικα 8 (Σχήµατα 4.7b και 4.8d) Παρουσίαση και Ανάλυση Αποτελεσµάτων Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων που πραγµατοποιήθηκαν για όλες τις εδαφοδυναµικές τοµές σχεδιασµού µε τις ανωτέρω σεισµικές διεγέρσεις δίδονται υπό τη µορφή χαρτών, πινάκων και διαγραµµάτων. Πιο συγκεκριµένα, για τις προκαταρκτικές αναλύσεις σε κάθε θέση (G, H9, K) και για τα δύο εναλλακτικά προσοµοιώµατα (στα -3m και στα 65-75m) προσδιορίσθηκαν: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β. Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού (_koz_t, _a_stu, s) για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Το δυναµικό ενίσχυσης θεωρώντας ως σεισµική διέγερση την εγκάρσια συνιστώσα του σεισµού της Κοζάνης (_koz_t) η οποία διαµορφώνεται κατάλληλα ώστε να έχει µέγιστη επιτάχυνση στο βραχώδες υπόβαθρο ίση µε.g. H παραπάνω συνάρτηση µεταφοράς τοποθετήθηκε σε κοινό διάγραµµα µε αυτές που προέκυψαν από τα σενάρια µε περίοδο επαναφοράς 5 και χρόνια. 3

112 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA (µέση τιµή και τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Η κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης δρώσας διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Η µέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -m και -3m (τυπική στάθµη έδρασης των αγωγών αποχέτευσης). Στα σχήµατα 4.9 έως 4.34 καθώς και στους πίνακες 4. και 4.3 δίδονται αντιπροσωπευτικά αποτελέσµατα για τη θέση H9 για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_ (µε το σεισµικό υπόβαθρο στα 3 m και στα 65 m αντίστοιχα) για τις ανωτέρω σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των 5 χρόνων. Για την δεύτερη σειρά αναλύσεων σε κάθε µία από τις 9 θέσεις προσδιορίσθηκαν: Η δεσπόζουσα ιδιοπερίοδος της εδαφικής απόθεσης T o (και η αντίστοιχη δεσπόζουσα ιδιοσυχνότητα) και η µέση ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s. Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β. Μέσοι φασµατικοί συντελεστές ενίσχυσης/ αποµείωσης επιτάχυνσης (τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους σε σχέση µε τις φασµατικές τιµές σε συνθήκες επιφανειακής εµφάνισης βραχώδους υποβάθρου για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Η µέση µέγιστη εδαφική επιτάχυνση PGΑ (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην επιφάνεια και σε βάθος 3m για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Η µέση µέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην επιφάνεια και σε βάθος 3m για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Η µέση µέγιστη εδαφική µετακίνηση PGD (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην επιφάνεια και σε βάθος 3m για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. 4

113 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Επίσης υπολογίστηκε µέσω της αντιστοίχησης των αποτελεσµάτων και σε γειτονικές θέσεις (σχήµα 4.6) η χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και ταχύτητας στην επιφάνεια και στα -3m για το σενάριο των, των 5 και των χρόνων αντίστοιχα. Τα αποτελέσµατα όλων των αναλύσεων δίνονται αναλυτικά στο Παράρτηµα ΙΙ. Στον πίνακα 5.4 δίνεται η δεσπόζουσα ιδιοπερίοδος της εδαφικής απόθεσης T o και η µέση ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s για όλα τα εδαφικά προσοµοιώµατα. Στα σχήµατα 4.35 έως 4.38 δίδονται µέσα φάσµατα επιτάχυνσης (και σύγκριση των αντίστοιχων κανονικοποιηµένων µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β) και ταχύτητας καθώς και οι µέσοι φασµατικοί συντελεστές ενίσχυσης επιτάχυνσης για τέσσερις µονοδιάστατες εδαφοδυναµικές τοµές της περιοχής των Γρεβενών (σχήµατα ) για τις ανωτέρω 6 σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού για το σενάριο των 5 χρόνων. Τέλος, στα σχήµατα παρουσιάζεται υπό µορφή χαρτών η χωρική µεταβλητότητα της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και ταχύτητας στην επιφάνεια και σε βάθος 3m για τα τρία σεισµικά σενάρια. Οι χάρτες αυτοί χρησιµοποιήθηκαν στη συνέχεια για την αποτίµηση της τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών (Κεφάλαιο 5). Spectral Acceleration (g) Εδαφικό προσοµοίωµα H9 a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Spectral Acceleration (g) Εδαφικό προσοµοίωµα H9 a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Σχήµα 4.9: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Η9_ και Η9_. 5

114 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Από τα παραπάνω µέσα φάσµατα επιτάχυνσης στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα στη θέση H9 παρατηρείται το µεγαλύτερο εύρος του φάσµατος απόκρισης στην περιοχή των υψηλών επιταχύνσεων του µεγαλύτερου πάχους εδαφικού προσοµοιώµατος (Η9_). Το τελευταίο εξηγείται από το γεγονός ότι στο τελευταίο αναµένονται πρόσθετες ενισχύσεις σε µεγάλες περιόδους. Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t s Averege Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t s Averege Σχήµα 4.3: Μέσα φάσµατα ταχυτήτων (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. 6

115 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Spectral Acceleration (g) 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Spectral Acceleration (g) 4 3,5 3,5,5,5 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5 3 Σχήµα 4.3: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. Τα µέσα κανονικοποιηµένα φάσµατα επιτάχυνσης στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους προσεγγίζουν ικανοποιητικά τα αντίστοιχα ελαστικά φάσµατα που προτείνονται στον ΕΑΚ για έδαφος κατηγορίας Α (βράχος) ενώ παρατηρείται απόκλιση των αποτελεσµάτων για έδαφος Β (σχήµα 4.3). 7

116 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Eδαφικό προσοµοίωµα H9_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5 _a_stu _koz_t s,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Amplification Ratio 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t s Σχήµα 4.3: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. Από τη µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης µε τη συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) µπορεί να προκύψει η δεσπόζουσα περίοδος της εδαφικής απόθεσης η οποία παρουσιάζεται διαφοροποιηµένη για τα δύο εναλλακτικά προσοµοιώµατα. Συγκεκριµένα, για το µεγαλύτερου πάχους εδαφικό προσοµοίωµα (Η9_) παρατηρείται µια µετατόπιση της δεσπόζουσας περιόδου προς τις µικρές συχνότητες (µεγάλες περιόδους) σε σχέση µε το µικρότερου πάχους εδαφικό προσοµοίωµα. Το τελευταίο, όπως ήδη αναφέρθηκε και για τα φάσµατα απόκρισης στην επιφάνεια, µπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι στα µεγάλου πάχους εδαφικά προσοµοιώµατα (Η9_) αναµένονται πρόσθετες ενισχύσεις σε µεγάλες περιόδους (σχήµα 4.3). Επίσης, το σχήµα της καµπύλης συντονισµού παρουσιάζει σηµαντική διαφοροποίηση στα δύο εδαφικά προσοµοιώµατα. 8

117 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ 3,5 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,g 5 years years,, 5,, 5,, 5, 3, Frequency (Hz) Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Amplification Ratio 4,5 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, 3, Frequency (Hz),g 5 years years Σχήµα 4.33: Σύγκριση του δυναµικού ενίσχυσης που προκύπτει θεωρώντας ως σεισµική διέγερση την εγκάρσια συνιστώσα του σεισµού της Κοζάνης (_koz_t) η οποία διαµορφώνεται κατάλληλα ώστε να έχει PGA ίση µε.g µε αυτών που προέκυψαν από τα σενάρια των 5 και χρόνια για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. Από τη σύγκριση του δυναµικού ενίσχυσης που προκύπτει θεωρώντας ως σεισµική διέγερση την εγκάρσια συνιστώσα του σεισµού της Κοζάνης (_koz_t) η οποία διαµορφώνεται κατάλληλα ώστε να έχει PGA ίση µε.g µε αυτών που προέκυψαν από τα σενάρια των 5 και χρόνια για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_ προκύπτει η εξάρτηση της κίνησης από την ένταση της διέγερσης. Συγκεκριµένα για πολύ µικρές εντάσεις (PGA =.g) παρατηρείται σχεδόν ελαστική συµπεριφορά µε πολύ µικρή απόσβεση (σχήµα 4.33). 9

118 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Maximum acceleration (g),,,3,4,5,6 Maxim um shear strain (%),,, 5 5 Depth (m) 5 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Maximum acceleration (g),,,3,4,5,6,7 Maximum shear strain (%),,, Depth (m) 3 4 Depth (m) Σχήµα 4.34: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA και της µέγιστης δρώσας διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_.

119 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Από την κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής παρατηρούνται σηµαντικές διαφορές για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. Στο µεγαλύτερου πάχους εδαφικό προσοµοίωµα προκύπτουν σηµαντικά µεγαλύτερες επιταχύνσεις και διατµητικές παραµορφώσεις στην επιφάνεια σε σχέση µε το µικρότερου πάχους εδαφικό προσοµοίωµα (σχήµα 4.34). Το παραπάνω οφείλεται επίσης στις προσθετές ενισχύσεις σε µεγάλες περιόδους που αναµένονται στο µεγαλύτερου πάχους εδαφικό προσοµοίωµα. Πάντως, και για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα οι επιταχύνσεις που αναµένονται στην επιφάνεια για το σενάριο των 5 χρόνων είναι αρκετά υψηλές. Αυτό οφείλεται στους σχετικά δύστµητους εδαφικούς σχηµατισµούς της περιοχής που οδηγούν σε σηµαντική ενίσχυση της κίνησης σε επίπεδο επιταχύνσεων. Αποτέλεσµα των υψηλών επιταχύνσεων στην επιφάνεια είναι η πιθανότητα εµφάνισης σηµαντικών βλαβών στην Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών. Εδαφικό προσοµοίωµα Η9_ PGV (cm/sec) Depth (m) _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t s, 4,3 7, 7,69 8,7 5,7 6,7 3, 3,83 6,84 6,83 8,3 5, 6,5 Πίνακας 4.: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -m και -3m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για το εδαφικό προσοµοίωµα Η9_. Εδαφικό προσοµοίωµα Η9_ PGV (cm/sec) Depth (m) _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t s, 7,98 4,5,43 9,5 3,58 6,73 3, 7,3 4, 9,7 8,3 3,86 6,5 Πίνακας 4.3: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -m και -3m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για το εδαφικό προσοµοίωµα Η9_. Η µέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -m και -3m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εδαφικά προσοµοιώµατα παρουσιάζει σηµαντικές ενισχύσεις στην περίπτωση του εδαφικού προσοµοιώµατος Η9_ σε σχέση µε το Η9_. Ωστόσο, και στις δύο περιπτώσεις οι µέγιστες εδαφικές ταχύτητες στα -m και -3m που αναµένονται στη θέση Η9 για το σενάριο των 5 χρόνων είναι µικρές (λόγω των σχετικά δύστµητων εδαφικών σχηµατισµών) και δεν αναµένεται να προκαλέσουν σηµαντικές βλάβες στους αγωγούς του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών.

120 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ T o (sec) V s,average (m/sec) F o (Hz) g_,8 44,33 3,54 g_,9 49,33 3,4 h9,3 43,53 3, h8,9 4, 3,4 h7,5 398,4 3,98 h6,9 47,5 5, g_,3 436,8 4,37 g_, 4, 5,3 k_, 366,67 5,9 k_,33 4,43 3, k,33 49,4 3,7 L9_,9 49,33 3,49 L9_,6 43, 3,78 I-J,9 48,33 3,49 P3,5 44,67 6,74 P4,5 44, 6,73 P5,6 369,33 6,6 P6,6 364,67 6,8 E,37 436,,73 Πίνακας 4.4: εσπόζουσα ιδιοπερίοδος (και ιδιοσυχνότητα) T o και µέση ταχύτητα διατµητικών κυµάτων V s για όλα τα εδαφικά προσοµοιώµατα. Παρατηρείται ότι τα παραπάνω εδαφικά προσοµοιώµατα έχουν δεσπόζουσα ιδιοπερίοδο που κυµαίνεται από,5 έως,37 sec (ιδιοσυχνότητα από,73 έως 6,74 Hz) και µέση ταχύτητα των διατµητικών κυµάτων από 364,67 έως 436,8 m/sec και εποµένως ανήκουν στην κατηγορία εδάφους Β κατά EC8.

121 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Spectral Acceleration (g),8,6,4,,8,6,4, Εδαφικό προσοµοίωµα P3,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu Spectral Acceleration (g) Εδαφικό προσοµοίωµα Ε _kede_t _koz_l _koz_t,5 _a_stu,5,5,5,5 3 Εδαφικό προσοµοίωµα Κ _kede_t Εδαφικό προσοµοίωµα Η7 _kede_t Spectral Acceleration (g),5,5,5 _koz_l _koz_t _a_stu Spectral Acceleration (g),5,5,5 _koz_l _koz_t _a_stu,5,5,5 3,5,5,5 3 Σχήµα 4.35: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα τέσσερα εδαφικά προσοµοιώµατα για το σενάριο των 5 χρόνων. 3

122 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Εδαφικό προσοµοίωµα P3 Εδαφ ικό προσοµοίωµα Ε Spectral Relative Velocity (cm/sec) 8 6 4,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu Averege Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu Averege Εδαφικό προσοµοίωµα Κ Εδαφικό προσοµοίωµα Η7 Spectral Relative Velocity (cm/sec) 8 6 4,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu Averege Spectral Relative Velocity (cm/sec) 8 6 4,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu Averege Σχήµα 4.36: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα τέσσερα εδαφικά προσοµοιώµατα για το σενάριο των 5 χρόνων. 4

123 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Εδαφικό προσοµοίωµα P3 Εδαφικό προσοµοίωµα Ε Spectral Acceleration (g) 4,5 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β Spectral Acceleration (g) 3,5 Normalized 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Εδαφικόπροσοµοίωµα Κ Εδαφικό προσοµοίωµα Η7 Spectral Acceleration (g) 4 3,5 3,5,5,5 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β Spectral Acceleration (g) Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5 3,5,5,5 3 Σχήµα 4.37: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα τέσσερα εδαφικά προσοµοιώµατα για το σενάριο των 5 χρόνων. 5

124 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ S a,soil /S a,rock Εδαφικό προσοµοίωµα P3,5,5,5,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu S a,soil /S a,rock Εδαφικό προσοµοίωµα Ε 3,5,5,5,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu S a,soil /S a,rock Εδαφικό προσοµοίωµα Κ _kede_t 3 _koz_l,5 _koz_t,5 _a_stu,5,5,5,5 3 S a,soil /S a,rock Εδαφικό προσοµοίωµα Η7 3,5,5,5,5,5,5 3 _kede_t _koz_l _koz_t _a_stu Σχήµα 4.38: Μέσοι φασµατικοί συντελεστές ενίσχυσης/ αποµείωσης επιτάχυνσης (τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους σε σχέση µε τις φασµατικές τιµές σε συνθήκες επιφανειακής εµφάνισης βραχώδους υποβάθρου, για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα τέσσερα εδαφικά προσοµοιώµατα για το σενάριο των 5 χρόνων. 6

125 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Από τα παραπάνω µέσα φάσµατα επιτάχυνσης (σχήµα 4.35) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τα τέσσερα εδαφικά προσοµοιώµατα για το σενάριο των 5 χρόνων, παρατηρείται ότι όσο µεγαλύτερου πάχους είναι το εδαφικό προσοµοίωµα τόσο µεγαλύτερο το εύρος του φάσµατος απόκρισης στην περιοχή των υψηλών επιταχύνσεων και τόσο µεγαλύτερη η µετατόπιση του σε µεγαλύτερες περιόδους. Το τελευταίο εξηγείται από το γεγονός ότι στα µεγαλύτερου πάχους εδαφικά προσοµοιώµατα αναµένονται πρόσθετες ενισχύσεις σε µεγάλες περιόδους του φάσµατος. Οι µέσοι φασµατικοί συντελεστές ενίσχυσης επιτάχυνσης (σχήµατα 4.38) για τα τέσσερα εδαφικά προσοµοιώµατα προέκυψαν ως οι λόγοι των µέσων φασµάτων επιτάχυνσης στην ελεύθερη επιφάνεια προς τα αντίστοιχα φάσµατα στο βράχο (µέσα φάσµατα των σεισµικών διεγέρσεων εισαγωγής) για το σενάριο των 5 χρόνων. Από τη συγκριτική παρουσίαση των ανωτέρω φασµατικών λόγων παρατηρείται µια µετατόπιση του φασµατικού συντελεστή ενίσχυσης επιτάχυνσης προς µεγαλύτερες ιδιοπεριόδους όσο αυξάνει το πάχος και η δεσπόζουσα ιδιοπερίοδος του προσοµοιώµατος. Στο σηµείο αυτό κρίνεται σκόπιµο να τονιστεί η σηµασία του φασµατικού συντελεστή ενίσχυσης καθώς πολλαπλασιαζόµενος µε το φάσµα σχεδιασµού του κανονισµού (ΕΑΚ ή EC8) για έδαφος κατηγορίας Α (βράχος) προκύπτει ένα ελαστικό φάσµα σχεδιασµού που ανταποκρίνεται στις ιδιαίτερες εδαφικές συνθήκες της περιοχής µελέτης. 7

126 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.39: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA στην επιφάνεια στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων. 8

127 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.4: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA στην επιφάνεια στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των 5 χρόνων. 9

128 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.4: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA στην επιφάνεια στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων.

129 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.4: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας PGV στην επιφάνεια στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων.

130 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.43: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας PGV στην επιφάνεια στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των 5 χρόνων.

131 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.44: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας PGV στην επιφάνεια στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων. 3

132 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.45: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA στα -3 m στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων. 4

133 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.46: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA στα -3 m στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των 5 χρόνων. 5

134 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.47: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA στα -3 m στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων. 6

135 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.48: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας PGV στα -3 m στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων. 7

136 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.49: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας PGV στα -3 m στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των 5 χρόνων. 8

137 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Ε ΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Σχήµα 4.5: Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας PGV στα -3 m στην περιοχή των Γρεβενών για το σενάριο των χρόνων. 9

138 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ 5. Αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών 5.. Εισαγωγή Σε προηγούµενο κεφάλαιο της παρούσης διπλωµατικής εργασίας (Κεφάλαιο 3) παρουσιάστηκαν οι σχέσεις τρωτότητας για τους αγωγούς, τις σήραγγες και την Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων ενός δικτύου αποχέτευσης. Το κεφάλαιο αυτό επικεντρώνεται στην περιγραφή της απλοποιηµένης µεθοδολογίας που ακολουθείται (HAZUS 4) η οποία επιτρέπει ένα γρήγορο υπολογισµό της σεισµικής απόκρισης του συστήµατος. Η παραπάνω προσέγγιση βασίζεται σε µελέτες της απόκρισης συστηµάτων που έγιναν για τα δίκτυα ύδρευσης στο Oakland, στο Tokyo, and στο San Francisco. Στη µελέτη που έγινε για το δίκτυο ύδρευσης στο Tokyo (Isoyama and Katayama, 98), ο υπολογισµός της σεισµικής απόκρισης του δικτύου προσοµοιώθηκε για δύο διαφορετικά επίπεδα αποκατάστασης: () προτεραιότητα αποκατάστασης για σηµεία µε µεγαλύτερες απαιτήσεις και () προτεραιότητα αποκατάστασης για σηµεία µε µικρότερες απαιτήσεις. Στην εικόνα 5. αναπαράγονται προσεγγιστικά σε µια διαφορετική µορφή οι καλύτερες και οι χειρότερες σεισµικές αποκρίσεις. Η πιθανότητα αστοχίας ενός αγωγού, που υποτέθηκε ότι ακολουθεί την κατανοµή Poisson, αντικαταστάθηκε από το µέσο ρυθµό αστοχιών (Breaks/km) που υπολογίστηκε βασιζόµενο σε ένα δίκτυο αγωγών µήκους περίπου 5 km. Πρόσφατα, έρευνες στο πανεπιστήµιο του Cornell (Markov, Grigoriu &O'Rourke, 994) µελέτησαν το βοηθητικό σύστηµα παροχής νερού του San Francisco (AWSS). Κάποια από τα αποτελέσµατα που εξήγαγαν παρουσιάζονται στο σχήµα 5.. Οι G&E (994) πραγµατοποίησαν µια αντίστοιχη µελέτη για το σύστηµα παροχής νερού EBMUD (East Bay Municipal District). Οµοίως τα αποτελέσµατα τους παρουσιάζονται στο σχήµα 5.. Βασιζόµενοι στα παραπάνω αποτελέσµατα, οι σχέσεις τρωτότητας που προτάθηκαν για τον απλοποιηµένο υπολογισµό της σεισµικής απόκρισης του συστήµατος ορίζονται από µια αθροιστική λογαριθµική συνάρτηση κανονικής κατανοµής η οποία έχει µέση τιµή περίπου, επιδιωρθώσεις/ km και τυπική απόκλιση β=,85 (Σχήµα 5.). Έτσι, δοθέντος της ταξινόµησης και του µήκους των αγωγών µπορεί να υπολογιστεί η τρωτότητα του συστήµατος. Αναλυτικότερα, οι σχέσεις τρωτότητας που ορίστηκαν σε προηγούµενο κεφάλαιο δίνουν το ρυθµό επισκευών ανά χιλιόµετρο και εποµένως και τον συνολικό αναµενόµενο αριθµό επισκευών (πολλαπλασιάζοντας τον αναµενόµενο αριθµό επισκευών/km για κάθε αγωγό µε το µήκος του σε km και αθροίζοντας το ανωτέρω για όλους τους αγωγούς του δικτύου). Στη συνέχεια υπολογίζεται ο µέσος ρυθµός επισκευών ως ο λόγος του αναµενόµενου συνολικού αριθµού επισκευών προς το ολικό µήκος των αγωγών του δικτύου. 3

139 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα 5.: Συσχέτιση των δεικτών βλάβης µε το µέσο ρυθµό αστοχιών (Breaks/km) για τον υπολογισµό της τρωτότητας του συστήµατος (HAZUS 4). 5.. Εφαρµογή στο δίκτυο αποχέτευσης της ευρύτερης περιοχής των Γρεβενών 5... Γενικά Τα υπό διακινδύνευση στοιχεία του δικτύου αποχέτευσης της περιοχής των Γρεβενών στα οποία επικεντρώθηκε η αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας είναι οι αγωγοί, οι σήραγγες (αγωγοί διαµέτρου µεγαλύτερης από 9mm) και η Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αστικών Αποβλήτων. Τα παραπάνω στοιχεία του δικτύου απεικονίζονται υπό µορφή χάρτη µε τη βοήθεια των GIS στο σχήµα 5.. 3

140 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα 5.: Τα υπό διακινδύνευση στοιχεία του δικτύου αποχέτευσης της περιοχής των Γρεβενών 3

141 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ 5... Αγωγοί Για την εκτίµηση της τρωτότητας των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης της περιοχής των Γρεβενών υπολογίστηκε ο ρυθµός επισκευών ανά χιλιόµετρο µήκους αγωγού (Repairs/km). Ο υπολογισµός έγινε λαµβάνοντας υπόψη µόνο την εδαφική ταλάντωση, καθώς δεν ήταν διαθέσιµες τιµές για τις µόνιµες µετακινήσεις PGD. Οι τιµές της PGV σε βάθος 3 m (µέσο τυπικό βάθος έδρασης των αγωγών αποχέτευσης) που χρησιµοποιήθηκαν για τον υπολογισµό της τρωτότητας των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών προέκυψαν από τη µικροζωνική µελέτη της περιοχής (σχήµατα ,Κεφάλαιο 4) και αφορούν σεισµούς µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια. Αφού υπολογίστηκε ο ρυθµός επισκευών [Repairs/km] (εξίσωση 3.4, Κεφάλαιο 3) για κάθε αγωγό και για κάθε σεισµικό σενάριο, ο αριθµός αυτός πολλαπλασιάστηκε επί το µήκος του αγωγού και προέκυψε ο αριθµός των επισκευών για κάθε αγωγό για το σενάριο των, 5 και χρόνων αντίστοιχα.. Το άθροισµα των επισκευών όλων των αγωγών για κάθε σενάριο αποτελεί τον συνολικό αναµενόµενο αριθµό επισκευών ολόκληρου του υπό µελέτη δικτύου. Ο µέσος ρυθµός επισκευών του δικτύου υπολογίστηκε ως ο λόγος του συνολικού αναµενόµενου αριθµού επισκευών προς το ολικό µήκος των αγωγών του δικτύου. Όπως έχει ήδη αναφερθεί στο Κεφάλαιο 3, σύµφωνα µε το HAZUS 4, οι αστοχίες που οφείλονται σε εδαφική ταλάντωση αποτελούνται σε ποσοστό 8% από διαρροές (leaks) και σε ποσοστό % από θραύσεις (breaks). Αντίθετα, οι αστοχίες που οφείλονται στις µόνιµες µετακινήσεις αποτελούνται σε ποσοστό 8% από θραύσεις και σε ποσοστό % από διαρροές. Εποµένως, από τις επισκευές που υπολογίστηκαν µε χρήση της σχέσης τρωτότητας των O Rourke και Ayala, το 8% αποτελεί επισκευές διαρροών, ενώ το % αποτελεί επισκευές θραύσεων. Στην υπό µελέτη περίπτωση όπου ο υπολογισµός έγινε λαµβάνοντας υπόψη µόνο την εδαφική ταλάντωση, προέκυψε ο αριθµός των διαρροών και θραύσεων των αγωγών του δικτύου για τα τρία σεισµικά σενάρια µε βάση τα ποσοστά των αστοχιών που οφείλονται στην εδαφική ταλάντωση σύµφωνα µε τη µεθοδολογία του HAZUS 4. Επίσης, υπολογίστηκε το ποσοστό % του δικτύου που έχει παρουσιάσει διαρροές και θραύσεις για κάθε σενάριο ως ο λόγος του µήκος του δικτύου που αναµένεται να υποστεί θραύσεις και διαρροές αντίστοιχα προς το ολικό µήκος του αγωγού. Στη συνέχεια εντοπίστηκαν οι αγωγοί στους οποίους εµφανίζονται οι θραύσεις και οι διαρροές µε τον εξής τρόπο. Έστω ότι για κάποιο σεισµικό σενάριο το δίκτυο εκτιµάται να εµφανίσει x αστοχίες λόγω εδαφικής ταλάντωσης από τις οποίες, όπως αναφέρθηκε, οι,x θα είναι θραύσεις και οι,8x διαρροές. Τότε, οι αγωγοί που θα παρουσιάσουν θραύση είναι αυτοί που έχουν τους,x πρώτους µεγαλύτερους αριθµούς βλαβών, ενώ οι αγωγοί που θα παρουσιάσουν διαρροή είναι αυτοί που έχουν τους,8x επόµενους µεγαλύτερους αριθµούς βλαβών. Στους πίνακες 5. και 5. παρουσιάζονται συγκεντρωτικά οι βλάβες που εκτιµήθηκαν για τους αγωγούς του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών και το ποσοστό % του δικτύου που έχει παρουσιάσει διαρροές και βλάβες για τα 3 σεισµικά σενάρια που µελετήθηκαν, ενώ στα σχήµατα παρουσιάζεται η χωρική κατανοµή των αστοχιών αυτών. 33

142 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σεισµικό σενάριο Εδαφική Ταλάντωση (HAZUS 4) Συνολικός αριθµός επισκευών Αριθµός Θραύσεων Αριθµός ιαρροών χρόνων 5 χρόνων χρόνων Πίνακας 5.: Συνολικός αριθµός εκτιµώµενων αστοχιών των αγωγών αποχέτευσης της ΕΥΑΓ. Σεισµικό σενάριο χρόνων 5 χρόνων χρόνων Ποσοστό % ιαρροή,87,87 Θραύση Πίνακας 5.: Ποσοστό % των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ που έχει παρουσιάσει διαρροές και θράυσεις. Σύµφωνα µε την παραπάνω µεθοδολογία, για την περίπτωση των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών, αναµένονται θραύσεις και διαρροές, θραύσεις και διαρροή και θραύσεις και διαρροή για τα σενάρια των, 5 και χρόνων αντίστοιχα. Το ποσοστό % των αγωγών του δικτύου που αναµένεται να παρουσιάσει διαρροές είναι %,,87% και,87% και θραύσεις %, % και % για το σενάριο µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα. Λαµβάνοντας υπόψη το συνολικό µήκος των αγωγών του δικτύου (L total =3.km), ο µέσος ρυθµός επισκευών του δικτύου RR average /km είναι,66,,67 και,436 για τα σενάρια των, 5 και χρόνων αντίστοιχα. Στην περίπτωση που το σύνολο των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών ήταν παλιό (αγωγοί από σκυρόδεµα ωοειδούς διατοµής), χρησιµοποιώντας την παραπάνω µεθοδολογία αποτίµησης της τρωτότητας, οι βλάβες που θα αναµένονταν για τους αγωγούς του δικτύου καθώς και το ποσοστό % του δικτύου που θα παρουσίαζε διαρροές και θραύσεις για τα 3 σεισµικά σενάρια παρουσιάζονται στους πίνακες 5.3 και 5.4 αντίστοιχα. 34

143 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σεισµικό σενάριο Εδαφική Ταλάντωση (HAZUS 4) Συνολικός αριθµός επισκευών Αριθµός Θραύσεων Αριθµός ιαρροών χρόνων 5 χρόνων χρόνων 3 Πίνακας 5.3: Συνολικός αριθµός αναµενόµενων αστοχιών των αγωγών αποχέτευσης της ΕΥΑΓ στην περίπτωση που το σύνολο των αγωγών του δικτύου ήταν παλιό. Σεισµικό σενάριο χρόνων 5 χρόνων χρόνων Ποσοστό % ιαρροή,87 5,83 Θραύση,87 Πίνακας 5.4: Ποσοστό % των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ που παρουσίαζε διαρροές και θραύσεις στην περίπτωση που το σύνολο των αγωγών του δικτύου ήταν παλιό. Όπως φαίνεται στους παραπάνω πίνακες, στην περίπτωση που το σύνολο του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών ήταν παλιό, για τους αγωγούς του δικτύου θα αναµένονταν θραύσεις και διαρροές, θραύσεις, διαρροή και θραύση και διαρροές για τα σενάρια των, 5 και χρόνων αντίστοιχα. Το ποσοστό % των αγωγών του δικτύου που αναµένεται να παρουσιάσει διαρροές είναι %,,87% και 5,83% και θραύσεις %, % και,87% για το σενάριο µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα. Λαµβάνοντας υπόψη το συνολικό µήκος των αγωγών του δικτύου (L total =3.km), ο µέσος ρυθµός επισκευών του δικτύου RR average /km είναι,46,,58 και,956 για τα σενάρια των, 5 και χρόνων αντίστοιχα. 35

144 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σήραγγες Οι αγωγοί διαµέτρου U9/35 υπολογίστηκαν µε βάση τις καµπύλες τρωτότητας που ισχύουν για σήραγγες κυκλικής διατοµής, δεδοµένου ότι η σχέση τρωτότητας των O Rourke και Ayala µπορεί να εφαρµοστεί για αγωγούς µέχρι διαµέτρου 9mm. Όπως περιγράφηκε στο κεφάλαιο 3, για την αποτίµηση της τρωτότητας των σηράγγων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών θα γίνει χρήση αναλυτικών καµπύλων τρωτότητας για κυκλική διατοµή (Αργυρούδης και συνεργάτες, 6), όπου λαµβάνονται υπόψη οι εδαφικές συνθήκες (σχήµα 3.6, Κεφάλαιο 3). Η διαδικασία που ακολουθήθηκε για τον υπολογισµό της τρωτότητας της σήραγγας του δικτύου συνοψίζεται στα εξής: αρχικά, µε βάση την τιµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης στο βράχο, η οποία προέκυψε από τη µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής για τα σενάρια µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια, υπολογίστηκε η µέγιστη εδαφική επιτάχυνση σε βάθος 3m (µέσο τυπικό βάθος έδρασης της σήραγγας) για κάθε σεισµικό σενάριο. Η τελευταία υπολογίστηκε από τα αποτελέσµατα των µονοδιάστατων αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης που πραγµατοποιήθηκαν στα πλαίσια της µικροζωνικής µελέτης της περιοχής (σχήµατα , Κεφάλαιο 4). Στη συνέχεια, χρησιµοποιώντας κατάλληλες καµπύλες τρωτότητας για σήραγγες κυκλικής διατοµής (σχήµα 3.6, Κεφάλαιο 3) υπολογίστηκε η πιθανότητα υπέρβασης του κάθε επιπέδου βλάβης και καθορίστηκε το δυσµενέστερο επίπεδο βλάβης (το πρώτο µε πιθανότητα υπέρβασης µεγαλύτερη από 5%). Στην συγκεκριµένη περίπτωση, πραγµατοποιήθηκε αποτίµηση της τρωτότητας των σηράγγων του δικτύου για δύο κατηγορίες εδάφους (Β και C κατά EC8), ώστε να υπολογιστούν τα όρια διακύµανσης των αναµενόµενων βλαβών, βάσει των τιµών της PGA στα -3 m που προέκυψαν από τα αποτελέσµατα της ανάλυσης της σεισµικής απόκρισης (σχήµατα , Κεφάλαιο 4). Στους πίνακες 5.5 και 5.6 παρουσιάζεται το ποσοστό % των σηράγγων του δικτύου που έχει υποστεί αστοχία για κάθε επίπεδο βλάβης για κάθε σενάριο και για κατηγορία εδάφους Β και C αντίστοιχα ενώ στα σχήµατα παρουσιάζεται η χωρική κατανοµή των αστοχιών των σηράγγων του δικτύου χρησιµοποιώντας καµπύλες τρωτότητας για έδαφος Β και C αντίστοιχα. Ποσοστό % Έδαφος Β Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες Σεισµικό σενάριο χρόνων 5 χρόνων χρόνων Πίνακας 5.5: Ποσοστό % των σηράγγων του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ που έχει παρουσιάσει µικρές, µέτριες και εκτεταµένες βλάβες για έδαφος κατήγορίας B κατά τον EC8. 36

145 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Ποσοστό % Έδαφος C Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες Σεισµικό σενάριο χρόνων 5 χρόνων χρόνων Πίνακας 5.6: Ποσοστό % των σηράγγων του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ που έχει παρουσιάσει µικρές, µέτριες και εκτεταµένες βλάβες για έδαφος κατήγορίας C κατά τον EC8. Σύµφωνα µε την παραπάνω µεθοδολογία, για την περίπτωση των σηράγγων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών, αναµένονται µικρές βλάβες για το σύνολο του µήκους των τµηµάτων της σήραγγας για το σενάριο των χρόνων και για έδαφος κατηγορίας C κατά EC8 ενώ για τις υπόλοιπες περιπτώσεις δεν αναµένονται αστοχίες στο σύνολο της σήραγγας Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων Για την αποτίµηση της τρωτότητας της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Αποβλήτων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών θα γίνει χρήση των καµπύλων τρωτότητας που υπολογίστηκαν από τους Pitilakis et al για µικρές/ µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (κτίρια ΟΣ..Χ.Υ) (σχήµα 3.6, Κεφάλαιο 3). Η διαδικασία που ακολουθήθηκε για τον υπολογισµό της τρωτότητας της ΕΕΑ του δικτύου είναι αντίστοιχη µε αυτή που ακολουθήθηκε στην περίπτωση της σήραγγας και συνοψίζεται στα εξής: αρχικά, µε βάση την τιµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης στο βράχο, η οποία προέκυψε από τη µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής για τα σενάρια µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια, υπολογίστηκε η µέγιστη εδαφική επιτάχυνση στην επιφάνεια για κάθε σεισµικό σενάριο. Η τελευταία υπολογίστηκε µε αναγωγή των τιµών της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης του βραχώδους υπόβαθρου στην επιφάνεια του εδάφους µε χρήση των συντελεστών ενίσχυσης S που προτείνει ο EC8 ανάλογα µε τον τύπο του εδάφους καθώς δεν υπήρξαν διαθέσιµα στοιχεία για την διενέργεια µονοδιάστατων αναλύσεων στην περιοχή της ΕΕΑ. Στη συνέχεια, χρησιµοποιώντας κατάλληλες καµπύλες τρωτότητας για µικρές/µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (κτίρια ΟΣ..Χ.Υ) (σχήµα 3.6, Κεφάλαιο 3), υπολογίστηκε η πιθανότητα υπέρβασης του κάθε επιπέδου βλάβης και καθορίστηκε το δυσµενέστερο επίπεδο βλάβης (το πρώτο µε πιθανότητα υπέρβασης µεγαλύτερη από 5%). Στην συγκεκριµένη περίπτωση, για λόγους ασφαλείας, πραγµατοποιήθηκε αποτίµηση της τρωτότητας της ΕΕΑ µε χρήση των συντελεστών ενίσχυσης S κατά EC8 για κατηγορία εδάφους Β για την οποία προκύπτει µεγαλύτερη ενίσχυση της εδαφικής ταλάντωσης στην επιφάνεια (από ότι για κατηγορία εδάφους Α ή C). Τα παραπάνω συνοψίζονται στον πίνακα

146 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Χρόνια 5 Χρόνια Χρόνια PGA rock (g),4,44,33 S (για έδαφος B),,, Πιθανότητα Υπέρβασης PGA soil (g),69,93,364 Μικρές,5,658,79 Μέτριες,57,486,65 Εκτεταµένες,87,377,43 Καθολικές,48,79, Επίπεδο βλάβης Μικρές Μικρές Μέτριες Πίνακας 5.7: Εκτίµηση του επιπέδου βλάβης της ΕΕΑ του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ για έδαφος B κατά EC8. 38

147 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα 5.3: Αποτίµηση της τρωτότητας των υπό διακινδύνευση στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης της περιοχής των Γρεβενών για σεισµό µε περίοδο επαναφοράς χρόνων. 39

148 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα 5.4: Αποτίµηση της τρωτότητας των υπό διακινδύνευση στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης της περιοχής των Γρεβενών για σεισµό µε περίοδο επαναφοράς 5 χρόνων. 4

149 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα 5.5: Αποτίµηση της τρωτότητας των υπό διακινδύνευση στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης της περιοχής των Γρεβενών για σεισµό µε περίοδο επαναφοράς χρόνων (µε χρήση καµπύλης τρωτότητας για σήραγγες για έδαφος B). 4

150 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΓΡΕΒΕΝΩΝ Σχήµα 5.6: Αποτίµηση της τρωτότητας των υπό διακινδύνευση στοιχείων του δικτύου αποχέτευσης της περιοχής των Γρεβενών για σεισµό µε περίοδο επαναφοράς χρόνων (µε χρήση καµπύλης τρωτότητας για σήραγγες για έδαφος C). 4

151 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 6. Παρατηρήσεις - Συµπεράσµατα Η εκτεταµένη αστικοποίηση των τελευταίων δεκαετιών είχε ως αποτέλεσµα τα ίκτυα Κοινής Ωφέλειας να γίνουν ιδιαίτερα µεγάλα και σύνθετα, αποτελούµενα τόσο από παλαιές όσο και από πιο πρόσφατες κατασκευές, συχνά όµως χωρίς αντισεισµικό σχεδιασµό. Επιπλέον, η λειτουργία των δικτύων είναι σηµαντική τόσο πριν όσο και αµέσως µετά από ένα σεισµό, καθώς ο ρόλος τους είναι ζωτικής σηµασίας για τις επιχειρήσεις έρευνας, διάσωσης και υποστήριξης των πληγεισών περιοχών, αλλά και για την κοινωνικοοικονοµική ζωή της περιοχής. Επίσης, τα ίκτυα Κοινής Ωφέλειας αποτελούνται από γραµµικά και σηµειακά στοιχεία και εκτείνονται σε µεγάλες γεωγραφικές περιοχές µε αποτέλεσµα το σεισµικό φορτίο συχνά να µεταβάλλεται έντονα από θέση σε θέση. Έτσι, η σεισµική µηχανική των δικτύων κοινής ωφέλειας έχοντας ως στόχο την αποτίµηση (assessment) και διαχείριση (management) της σεισµικής διακινδύνευσης (seismic risk) των δικτύων αποτελεί επίκαιρο, αλλά και στρατηγικής σηµασίας κλάδο. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα τα τελευταία χρόνια να έχουν προταθεί αρκετές µεθοδολογίες για την αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης δικτύων σε αστικό περιβάλλον. Στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας, η οποία έχει σαν τελικό στόχο την αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών, χρησιµοποιήθηκε µέρος της µεθοδολογίας που περιγράφεται στο διάγραµµα ροής του σχήµατος 6. (SRMLIFE, 3-7). ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΠΙΚΙΝ ΥΝΟΤΗΤΑ Σεισµικότητα, µοντέλα σεισµικών πηγών, σχέσεις Πληθυσµός, χρήσεις γης, κοινωνικο-οικονοµική δραστηριότητα, δόµηση, κ.τ.λ ΑΝΑΛΥΣΗ ΟΛΙΚΗΣ ΑΞΙΑΣ των δικτύων ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ των δικτύων (αρχικό δίκτυο) ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ των δικτύων (δίκτυο µε βλάβες) Κατασκευαστικά χαρακτηριστικά ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ των στοιχείων των δικτύων ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ Καµπύλες τρωτότητας ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ Κατανοµή βλαβών ΑΠΩΛΕΙΕΣ (ανθρώπινες, υλικές, άυλες) ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ (Άµεσες, έµµεσες) ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΣΕΝΑΡΙΑ, 475, χρόνια ΜΙΚΡΟΖΩΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ - Τοπικές εδαφικές συνθήκες - Εδαφική ταλάντωση - Ρευστοποίηση - Κατολισθήσεις - Γειτνίαση µε ρήγµα Παράµετροι της σεισµικής εδαφικής κίνησης -Εδαφική ταλάντωση -Μόνιµες µετακινήσεις ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΕΙΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΚΡΙΣΗΣ Σχήµα 6.: ιάγραµµα ροής της ακολουθούµενης µεθοδολογίας (SRMLIFE, 3-7). 43

152 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ένα ιδιαίτερα χρήσιµο εργαλείο για την εφαρµογή της συγκεκριµένης µεθοδολογίας αποτελούν τα Γεωγραφικά Συστηµάτων Πληροφοριών (GIS). Ένα δίκτυο καταλαµβάνει αρκετή έκταση, οπότε είναι απαραίτητη η χωρική απεικόνιση τόσο των στοιχείων του δικτύου όσο και της σεισµικής επικινδυνότητας της εν λόγω περιοχής. Έτσι δηµιουργούνται χάρτες µε το υπό µελέτη δίκτυο, που περιλαµβάνουν και την αντίστοιχη βάση δεδοµένων. Επίσης δηµιουργούνται χάρτες που προκύπτουν από την µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας και την επιρροή των τοπικών εδαφικών συνθηκών, που περιλαµβάνουν την χωρική κατανοµή της αναµενόµενης σεισµικής έντασης, εκφρασµένης σε όρους µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης, ταχύτητας ή φασµατικών τιµών. Στη συνέχεια και µε βάση την ταξινόµηση των συνιστωσών του δικτύου εφαρµόζεται η σχετική µεθοδολογία εκτίµησης τρωτότητας του κάθε στοιχείου, αλλά και όλου του δικτύου συνολικά. Στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας µελετήθηκε το δίκτυο αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών καθώς δεν υπήρχαν διαθέσιµες πληροφορίες για τα άλλα δίκτυα της περιοχής. Η συλλογή των δεδοµένων για τα στοιχεία του δικτύου αποχέτευσης (αγωγοί, φρεάτια, Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων) πραγµατοποιήθηκε στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος SRM DGC σε συνεργασία µε τους αρµόδιους τοπικούς φορείς. Το νέο δίκτυο αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών το οποίο διαχειρίζεται η ηµοτική Επιχείρηση Ύδρευσης και Αποχέτευσης Γρεβενών ( ΕΥΑΓ) ολοκληρώθηκε στα µέσα του 6. Πρόκειται για ένα χωριστικό δίκτυο το οποίο ήρθε να αντικαταστήσει το υπάρχον παντορροïκό (όµβρια και λύµατα). Το προαναφερθέν δίκτυο λειτουργεί µε βαρύτητα µε συνήθη βάθη έδρασης αγωγών,5 µε 3,5 µέτρα. Το δίκτυο αποτελείται από καινούριους και παλιούς αγωγούς οι οποίοι είναι κυρίως περιφερειακοί, συνδέονται σε αρκετά σηµεία µε τους καινούριους και συνεχίζουν να λειτουργούν συµβάλλοντας στη συγκέντρωση και µεταφορά των λυµάτων στον σταθµό επεξεργασίας (ΕΕΑΑ). Η θέση της Μονάδας επεξεργασίας Αποβλήτων βρίσκεται σε απόσταση περίπου 4 km από την πόλη των Γρεβενών και συνδέεται µε αυτοκινητόδροµο στο τµήµα Γρεβενών Πόρου πλησίον την κοίτης του Γρεβενιώτικου ποταµού που θα είναι ο αποδέκτης των επεξεργασµένων Λυµάτων. Το δίκτυο αποχέτευσης της πόλης των Γρεβενών όπως περιγράφηκε παραπάνω ψηφιοποιήθηκε στο σύνολο του στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας σε περιβάλλον GIS και αναπτύχθηκε η αντίστοιχη βάση δεδοµένων για κάθε στοιχείο του δικτύου (αγωγοί, φρεάτια, Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων). Για παράδειγµα για τους αγωγούς του δικτύου η βάση δεδοµένων περιλάµβανε τα εξής: Μήκος (m),ταξινόµηση, Ηλικία, Υλικό, ιατοµή, Ονοµαστική διάµετρος (mm), Παροχή (l/s), Κατά µήκος κλίση (m/m). Μετά την επεξεργασία των πληροφοριών του δικτύου προέκυψαν στατιστικά στοιχεία για τους αγωγούς και τα φρεάτια υπό µορφή χαρτών και διαγραµµάτων που χαρακτηρίζουν την τυπολογία του δικτύου. Συγκεκριµένα, το δίκτυο συνολικού µήκους 3,94 km αποτελείται κατά 79,4% από καινούριους αγωγούς και,6% από παλιούς. Οι καινούριοι αγωγοί είναι κυκλικής διατοµής και το υλικό τους είναι PCV σειράς 4 ενώ το παλιό δίκτυο αποτελείται από αγωγούς και σήραγγες από σκυρόδεµα ωοειδούς διατοµής. Οι διάµετροι των αγωγών ποικίλουν ανάλογα µε τη λειτουργία τους και την θέση τους στο δίκτυο. Οι περισσότεροι αγωγοί (µήκους περίπου km) έχουν διάµετρο mm ενώ περίπου,8 km αγωγού έχουν άγνωστη διάµετρο. Το τµήµα αυτό του δικτύου αποτελείται από τον υπάρχον παλιό αγωγό. Οι αγωγοί συνδέονται µεταξύ τους µε φρεάτια από τα οποία το 97,5% είναι καινούρια και το υπόλοιπο,5% είναι παλιά. Τα τελευταία χρόνια έχουν προταθεί διάφορες µεθοδολογίες και σχέσεις αποτίµησης της τρωτότητας για τα στοιχεία του δικτύου. Για παράδειγµα, για τους αγωγούς έχουν προταθεί εµπειρικές σχέσεις τρωτότητας που δίνουν το ρυθµό επιδιορθώσεων ανά χιλιόµετρο (Repair 44

153 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Rate/ km) σε σχέση µε την τυπολογία (διάµετρο, υλικό κτλ) του αγωγού. Η αποτίµηση της τρωτότητας µπορεί να γίνει τόσο για την εδαφική ταλάντωση όσο και για τις µόνιµες εδαφικές µετακινήσεις. Στην συγκεκριµένη περίπτωση, η αποτίµηση πραγµατοποιήθηκε µόνο για την εδαφική ταλάντωση. Για τον προσδιορισµό των αναµενόµενων σεισµικών φορτίων πραγµατοποιήθηκε στα πλαίσια της συγκεκριµένης διπλωµατικής εργασίας τµήµα της µελέτης της επιρροής των τοπικών εδαφικών συνθηκών (µικροζωνική µελέτη). Κύριος στόχος µιας µικροζωνικής µελέτης µπορεί να θεωρηθεί η χρήση των αποτελεσµάτων της σε µελέτες αποτίµησης του σεισµικού κινδύνου για διαφορετικά σεισµικά σενάρια. Η διαδικασία που ακολουθείται περιλαµβάνει καταρχήν την µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής µέσω της οποίας εκτιµάται το σεισµικό φορτίο στο οιωνεί βραχώδες υπόβαθρο για τα διάφορα σεισµικά σενάρια. Ακολουθεί η έρευνα των γεωλογικών συνθηκών που αποσκοπεί στην εκτίµηση των γεωλογικών-τεκτονικών χαρακτηριστικών της υπό εξέταση περιοχής τα οποία είναι δυνατόν να επηρεάσουν τη συµπεριφορά του εδάφους σε σεισµό. Απαραίτητη είναι επίσης η γεωτεχνική έρευνα για την εκτίµηση των φυσικών, µηχανικών και δυναµικών ιδιοτήτων των εδαφικών σχηµατισµών και του υποκειµένου γεωλογικού υπόβαθρου, τα οποία επηρεάζουν τη σεισµική τους απόκριση. Στη συνέχεια πραγµατοποιείται η µελέτη σεισµικής απόκρισης των εδαφικών σχηµατισµών σε χαρακτηριστικές εδαφικές τοµές (που προσδιορίζονται µε βάση τα αποτελέσµατα της γεωλογικής, γεωφυσικής και γεωτεχνικής έρευνας της περιοχής), βάση της οποίας εκτιµώνται οι παράµετροι της σεισµικής εδαφικής κίνησης (εδαφική ταλάντωση, µόνιµες µετακινήσεις) που χρησιµοποιούνται τελικά για την αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης των υπό κίνδυνο στοιχείων (κτιρίων, δικτύων και υποδοµών). Η µικροζωνική µελέτη αποτελεί τη βάση για τον καθορισµό των (άµεσων και έµµεσων) απωλειών και την διαχείριση του σεισµικού κινδύνου και χάραξη αντισεισµικής πολιτικής. Στην παρούσα µελέτη έγινε χρήση όλων των δεδοµένων και πληροφοριών σχετικά µε τα χαρακτηριστικά του εδάφους τα οποία συλλέχθηκαν κατά την επεξεργασία των γεωτεχνικών δεδοµένων, των γεωερευνητικών εργασιών και των γεωφυσικών δοκιµών οι οποίες πραγµατοποιήθηκαν στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος SRM DGC. Επιπρόσθετα, εκτιµήθηκε η σεισµική απόκριση της επιφάνειας του εδάφους για τις σεισµικές διεγέρσεις που καθορίστηκαν από τα αποτελέσµατα της ειδικής σεισµολογικής µελέτης και της µελέτης σεισµικής επικινδυνότητας της ευρύτερης περιοχής (SRM DGC, παραδοτέο D3). Στα πλαίσια της ανωτέρω πιθανοτικής ανάλυσης της σεισµικής επικινδυνότητας προσδιορίστηκε η µέγιστη αναµενόµενη τιµή επιτάχυνσης στην περιοχή των Γρεβενών για συνθήκες στο οιωνεί βραχώδες υπόβαθρο ίση µε.4g,.44g και.33g για τα σενάρια µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα Συγκεκριµένα, στα πλαίσια της παρούσης διπλωµατικής εργασίας επιχειρήθηκε αρχικά ένας προσεγγιστικός διαχωρισµός της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους (κατηγορία εδάφους Α και Β κατά EC8) για τα σενάρια των, 5 και χρόνων αντίστοιχα. Ο προσδιορισµός των PGA και PGV στην επιφάνεια έγινε µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας (καµπύλες σεισµικής επικινδυνότητας) (SRM DGC, παραδοτέο D3)και τους συντελεστές S που ορίζονται στον EC8 ανάλογα µε την κατηγορία του εδάφους. Παράλληλα, πραγµατοποιήθηκε µια σειρά προκαταρκτικών αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης του εδάφους η οποία επικεντρώθηκε σε τρεις θέσεις της περιοχής των Γρεβενών για τρία σεισµικά σενάρια (, 5 και χρόνια) και για 5 σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Στις παραπάνω θέσεις εξετάστηκαν δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα (συνολικού πάχους -3 m και m αντίστοιχα) προκειµένου να ελεγχθεί η αξιοπιστία των 45

154 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ προσοµοιωµάτων δεδοµένου ότι υπάρχουν δύστµητοι σχηµατισµοί µεγάλου βάθους που οδηγούν σε πρόσθετες ενισχύσεις σε µικρές περιόδους. Tα χαρακτηριστικά της απόκρισης των θεωρητικών προκαταρκτικών προσοµοιωµάτων συγκρίθηκαν σε επίπεδο θεµελιώδους ιδιοπεριόδου και λόγου ενίσχυσης µε τα διαθέσιµα αποτελέσµατα ενόργανων µεθόδωντεχνικών µελέτης της σεισµικής απόκρισης (τεχνική οριζόντιας προς κατακόρυφης συνιστώσας (HVSR)) από δοκιµές µέτρησης µικροθορύβου καθώς και γεωφυσικών δοκιµών οι οποίες εκτελέστηκαν µε την πρόοδο του έργου Η παραπάνω σύγκριση οδήγησε στον σχεδιασµό 9 µονοδιάστατων εδαφοδυναµικών τοµών πάχους από 5 έως 4 m (SRM-DGC, Anastasiadis, Manakou, Senetakis). Η δεύτερη σειρά αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης επικεντρώθηκε στις 9 θέσεις της περιοχής των Γρεβενών για τρία σεισµικά σενάρια (, 5 και χρόνια) και για 6 σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Οι τρεις θέσεις των προκαταρκτικών αναλύσεων επαναπροσδιορίστηκαν κατά τη δεύτερη σειρά αναλύσεων παρουσιάζοντας ελαφρώς διαφοροποιηµένα εδαφικά προσοµοιώµατα και αγνοώντας τη συµβολή των κατώτερων πολύ δύστµητων εδαφικών σχηµατισµών. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων χρησιµοποιήθηκαν για την εκτίµηση των µέσων φασµάτων σχεδιασµού, µέσων φασµατικών συντελεστών ενίσχυσης/αποµείωσης επιτάχυνσης, της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (PGA) της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας (PGV), του δυναµικού ενίσχυσης, των κατανοµών της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της διατµητικής παραµόρφωσης µε το βάθος (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) καθώς και των χαρακτηριστικών σεισµικής απόκρισης σε κάθε θέση που εξετάστηκε. Με βάση τα γεωφυσικά, γεωλογικά και γεωτεχνικά χαρακτηριστικά της περιοχής πραγµατοποιήθηκε µια αντιστοίχηση των αποτελεσµάτων και σε γειτονικές θέσεις ώστε να επιτευχθεί ο διαχωρισµός της πόλης των Γρεβενών σε ζώνες όµοιας σεισµικής απόκρισης του εδάφους και για τον προσδιορισµό των σεισµικών δράσεων σχεδιασµού στην επιφάνεια και σε βάθος 3m από την επιφάνεια (τυπική στάθµη έδρασης των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης) της κάθε ζώνης. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων δίνονται υπό µορφή πινάκων, διαγραµµάτων και χαρτών (µε χρήση των GIS) µέσω των οποίων καθίσταται δυνατή η περιγραφή της χωρικής µεταβλητότητας της κίνησης. Η δεσπόζουσα ιδιοπερίοδος για τα 9 εδαφικά προσοµοιώµατα κυµαίνεται από,5 έως,37 sec (ιδιοσυχνότητα από,73 έως 6,74 Hz) και η µέση ταχύτητα των διατµητικών κυµάτων από 364,67 έως 436,8 m/sec. Οι εδαφικοί σχηµατισµοί κατατάσσονται στην κατηγορία εδάφους Β κατά ΕΑΚ και EC8 µε εξαίρεση µία περιοχή κοντά στην Νοµαρχία όπου η ύπαρξη χαλαρών στρώσεων πάχους 5µ. οδηγεί στην κατηγορία Γ κατά ΕΑΚ. Όσον αφορά τα αποτελέσµατα για τα µέσα φάσµατα επιτάχυνσης τους µέσους φασµατικούς συντελεστές ενίσχυσης/αποµείωσης επιτάχυνσης, παρατηρείται µια µετατόπιση τους προς µεγαλύτερες ιδιοπεριόδους όσο αυξάνει το πάχος και η δεσπόζουσα ιδιοπερίοδος του προσοµοιώµατος. Για παράδειγµα στις περιοχές των µεγαλύτερου πάχους και δεσπόζουσας ιδιοπεριόδου εδαφοδυναµικών τοµών (Ε, Κ, Κ_, Η9 και G_) αναµένεται µεγαλύτερο εύρος του φάσµατος στην περιοχή των υψηλών επιταχύνσεων και σηµαντικές ενισχύσεις σε σχετικά µεγαλύτερες ιδιοπεριόδους. Στο σηµείο αυτό κρίνεται σκόπιµο να τονιστεί η σηµασία του φασµατικού συντελεστή ενίσχυσης/αποµείωσης καθώς πολλαπλασιαζόµενος µε το φάσµα σχεδιασµού του κανονισµού (ΕΑΚ ή EC8) για έδαφος κατηγορίας Α (βράχος) προκύπτει ένα ελαστικό φάσµα σχεδιασµού που ανταποκρίνεται στις ιδιαίτερες εδαφικές συνθήκες της περιοχής µελέτης. Οι θέσεις της περιοχής των Γρεβενών στις οποίες αναµένονται οι µεγαλύτερες ενισχύσεις σε επίπεδο επιταχύνσεων είναι κυρίως οι Κ_, Η8, Η9, Κ ενώ σε επίπεδο ταχυτήτων οι µεγαλύτερες ενισχύσεις αναµένονται κυρίως στις θέσεις Η9, Ε, Κ_, Κ, Η8. Από το 46

155 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ παραπάνω διαφαίνεται ότι οι θέσεις στις οποίες αναµένονται οι µεγαλύτερες ενισχύσεις τόσο σε επίπεδο επιταχύνσεων όσο και ταχυτήτων είναι κοινές µε εξαίρεση τη θέση Ε στην οποία αναµένεται µειωµένη απόκριση σε επίπεδο επιταχύνσεων. Οι τιµές της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης που υπολογίστηκαν για τα τρία σεισµικά σενάρια είναι αρκετά υψηλές. Για παράδειγµα, οι επιταχύνσεις που αναµένονται στην επιφάνεια για το σενάριο των 5 χρόνων κυµαίνονται από,36 g έως,5 g. Αυτό οφείλεται στους σχετικά δύστµητους και µικρού πάχους εδαφικούς σχηµατισµούς της περιοχής (θέσεις κοντά στα γεωλογικά όρια) που οδηγούν σε σηµαντική ενίσχυση της κίνησης σε επίπεδο επιταχύνσεων. Αποτέλεσµα των υψηλών επιταχύνσεων στην επιφάνεια είναι η πιθανότητα εµφάνισης σηµαντικών βλαβών στην Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλήτων του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών. Αντίθετα, οι τιµές των µέγιστων εδαφικών ταχυτήτων στα -3m (τυπικό βάθος έδρασης των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης) είναι σχετικά χαµηλές (για το σενάριο των 5 χρόνων κυµαίνονται από 6- cm/sec) και δεν αναµένεται να προκαλέσουν σηµαντικές βλάβες στους αγωγούς του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών. Συγκρίνοντας τα αποτελέσµατα που προέκυψαν από τον προσεγγιστικό διαχωρισµό της περιοχής των Γρεβενών σε ζώνες παρόµοιας σεισµικής συµπεριφοράς µε βάση την κατηγορία του εδάφους (κατηγορία εδάφους Α και Β κατά EC8) µε αυτά της µικροζωνικής µελέτης (χάρτες που δίνουν την χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης PGA και ταχύτητας στην επιφάνεια) παρατηρούνται σηµαντικές διαφορες σε επίπεδο επιταχύνσεων. Συγκεκριµένα, οι τιµές της PGA που υπολογίζονται µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας και τους συντελεστές S κατά EC8 παρουσιάζονται αρκετά µειωµένες σε σχέση µε αυτές που προέκυψαν από τα αποτελέσµατα της µικροζωνικής µελέτης της περιοχής (π.χ. για το σεισµικό σενάριο των 5 χρόνων οι τιµές της PGA στην επιφάνεια κυµαίνονται από,4 έως,93g µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας και από,36 έως,5g µε βάση τα αποτελέσµατα της µικροζωνικής). Αντίθετα, οι τιµές της PGV που υπολογίζονται µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας και τους συντελεστές S κατά EC8 δεν παρουσιάζουν ουσιαστικές µεταβολές σε σχέση µε αυτές που προέκυψαν από τα αποτελέσµατα της µικροζωνικής µελέτης της περιοχής (π.χ. για το σεισµικό σενάριο των 5 χρόνων οι τιµές της PGV στην επιφάνεια κυµαίνονται από,5 έως 6,6 cm/sec µε βάση τα αποτελέσµατα της σεισµικής επικινδυνότητας και από 6, έως 3, cm/sec µε βάση τα αποτελέσµατα της µικροζωνικής). Στο σηµείο αυτό πρέπει να σηµειωθεί ότι στην παρούσα µελέτη σεισµικής απόκρισης δεν λαµβάνεται υπόψη η επίδραση της τοπογραφίας (κλίση του εδάφους) στις τιµές των κορυφαίων εδαφικών επιταχύνσεων και ταχυτήτων η οποία πιθανόν να οδηγούσε σε αύξηση των τιµών τους. Αναφέρεται ότι κατά τον EC8 οι τιµές αναµένονται αυξηµένες κατά 4% σε περιοχές µε έντονες κλίσεις (>3 ο ) και κατά % σε πιο ήπιες κλίσεις (5-3 ο ). Τα αποτελέσµατα της µικροζωνικής µελέτης (µέγιστη εδαφική επιτάχυνση και ταχύτητα στα -3 m) χρησιµοποιήθηκαν στη συνέχεια για την αποτίµηση της τρωτότητας των στοιχείων του δικτύου. Η αποτίµηση της σεισµικής διακινδύνευσης του δικτύου πραγµατοποιήθηκε για 3 διαφορετικά επίπεδα αναµενόµενης σεισµικής έντασης (σεισµοί µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια) χρησιµοποιώντας κατάλληλες σχέσεις και καµπύλες τρωτότητας. Για τους αγωγούς του δικτύου χρησιµοποιήθηκε η σχέση τρωτότητας που ορίζεται στο HAZUS4 για την εδαφική ταλάντωση (O Rourke & Ayala) η οποία συσχετίζει το ρυθµό επισκευών ανά χιλιόµετρο (Repair Rate/ km) µε την µέγιστη εδαφική ταχύτητα (PGV). Για την αποτίµηση της τρωτότητας των σηράγγων του δικτύου (αγωγοί διαµέτρου µεγαλύτερης από 9 mm) χρησιµοποιήθηκαν αναλυτικές καµπύλες τρωτότητας που συσχετίζουν την πιθανότητα υπέρβασης κάθε επίπεδου βλάβης µε την µέγιστη εδαφική επιτάχυνση (PGΑ) 47

156 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ (Αργυρούδης και συνεργάτες, 6), λαµβάνοντας υπόψη και τις εδαφικές συνθήκες. Για την Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλητων χρησιµοποιήθηκαν καµπύλες τρωτότητας για µικρές/µεσαίου µεγέθους ΕΕΑ µε αγκυρωµένα εξαρτήµατα (κτίρια ΟΣ..Χ.Υ) που συσχετίζουν την πιθανότητα υπέρβασης κάθε επίπεδου βλάβης µε την µέγιστη εδαφική επιτάχυνση (PGΑ) (Pitilakis et al). Τα υπό διακινδύνευση στοιχεία του δικτύου είναι οι αγωγοί, οι σήραγγες και η Εγκατάσταση Επεξεργασίας Αποβλητων. Οι τιµές της PGV στα -3m που χρησιµοποιήθηκαν για τον υπολογισµό της τρωτότητας των αγωγών του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών προέκυψαν από τη µικροζωνική µελέτη της περιοχής (Κεφάλαιο 4) και αφορούν σεισµούς µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια. O συνολικός αριθµός εκτιµώµενων αστοχιών των αγωγών αποχέτευσης της ΕΥΑΓ παρουσιάζεται στον πίνακα 6.. Σεισµικό σενάριο Συνολικός αριθµός επισκευών Εδαφική Ταλάντωση (HAZUS 4) Αριθµός Θραύσεων Αριθµός ιαρροών χρόνων 5 χρόνων χρόνων Πίνακας 6.: Συνολικός αριθµός εκτιµώµενων αστοχιών των αγωγών αποχέτευσης της ΕΥΑΓ Σύµφωνα µε την ακολουθούµενη µεθοδολογία, παρατηρείται ότι δεν αναµένονται θραύσεις στους αγωγούς του δικτύου παρά µόνο διαρροές ( διαρροή για τα σενάρια των 5 και χρόνων). Το ποσοστό % των αγωγών του δικτύου που αναµένεται να παρουσιάσει διαρροές είναι,87% τόσο για το σενάριο των 5 όσο και των χρόνων. Από τα παραπάνω προκύπτει το συµπέρασµα ότι οι αγωγοί του δικτύου αποχέτευσης των Γρεβενών δεν αναµένεται να παρουσιάσουν σηµαντικές αστοχίες λόγω εδαφικής ταλάντωσης µετά από ένα ισχυρό σεισµό. Αυτό µπορεί να αποδοθεί στους στιφρούς εδαφικούς σχηµατισµούς της περιοχής που οδηγούν σε µικρές τιµές της PGV στα -3 m, στο γεγονός ότι το µεγαλύτερο τµήµα του δικτύου αποτελείται από καινούργιους, εύκαµπτους αγωγούς και εποµένως η τρωτότητα τους θα είναι µειωµένη σε σχέση µε τους παλιούς και τέλος στο γεγονός ότι δεν λήφθηκε υπόψη η επιρροή των µόνιµων εδαφικών µετακινήσεων λόγω κατολίσθησης οι οποίες πιθανόν να οδηγούσαν σε µεγαλύτερο αριθµό αναµενόµενων βλαβών. Στην περίπτωση που το σύνολο των αγωγών του δικτύου ήταν παλιό (ψαθυροί αγωγοί) δεν θα αναµένονταν κάποια διαφοροποίηση στον αριθµό των διαρροών και θραύσεων για τους αγωγούς του δικτύου για τα σενάρια των και 5 χρόνων ενώ για το σενάριο των χρόνων η σεισµική τρωτότητα των αγωγών θα ήταν αυξηµένη ( διαρροές και θραύση) σε σχέση µε αυτή που προέκυψε για τους αγωγούς του δικτύου στην υπάρχουσα κατάσταση. Το ποσοστό % των αγωγών του δικτύου που αναµένεται να παρουσιάσει διαρροές είναι %,,87% και 5,83% και θραύσεις %, % και,87% για το σενάριο µε περίοδο επαναφοράς, 5 και χρόνια αντίστοιχα. Η αποτίµηση της τρωτότητας των σηράγγων του δικτύου πραγµατοποιήθηκε για δύο κατηγορίες εδάφους (Β και C κατά EC8), ώστε να υπολογιστούν τα όρια διακύµανσης των αναµενόµενων βλαβών, βάσει των τιµών της PGA στα -3 m που προέκυψαν από τα αποτελέσµατα της ανάλυσης της σεισµικής απόκρισης. Στους πίνακες 6. και 6.3 παρουσιάζεται το ποσοστό % των σηράγγων του δικτύου που έχει υποστεί αστοχία για κάθε 48

157 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ επίπεδο βλάβης για κάθε σενάριο και για καµπύλες τρωτότητας για κατηγορία εδάφους Β και C αντίστοιχα. Ποσοστό % Σεισµικό σενάριο Έδαφος Β χρόνων 5 χρόνων χρόνων Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες Πίνακας 6.: Ποσοστό % των σηράγγων του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ που έχει παρουσιάσει µικρές, µέτριες και εκτεταµένες βλάβες για έδαφος κατήγορίας B κατά τον EC8. Ποσοστό % Έδαφος C Σεισµικό σενάριο χρόνων 5 χρόνων χρόνων Μικρές βλάβες Μέτριες βλάβες Εκτεταµένες βλάβες Πίνακας 6.3: Ποσοστό % των σηράγγων του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ που έχει παρουσιάσει µικρές, µέτριες και εκτεταµένες βλάβες για έδαφος κατήγορίας C κατά τον EC8. Σύµφωνα µε την παραπάνω µεθοδολογία, αναµένονται µικρές βλάβες για το σύνολο του µήκους των τµηµάτων της σήραγγας για το σενάριο των χρόνων και για έδαφος κατηγορίας C κατά EC8 ενώ για τις υπόλοιπες περιπτώσεις δεν αναµένονται αστοχίες στο σύνολο της σήραγγας. Με άλλα λόγια τα όρια διακύµανσης των αναµενόµενων βλαβών στη σήραγγα του δικτύου είναι από µηδενικές έως µικρές βλάβες στο σύνολο του µήκος της για το σενάριο των χρόνων ενώ για τα σενάρια των και 5 χρόνων δεν αναµένονται βλάβες σε κανένα τµήµα της. Η αποτίµηση της τρωτότητας της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Αποβλήτων πραγµατοποιήθηκε µε χρήση των συντελεστών ενίσχυσης S κατά EC8 για κατηγορία εδάφους Β για την οποία προκύπτει µεγαλύτερη ενίσχυση της εδαφικής ταλάντωσης στην επιφάνεια (από ότι για κατηγορία εδάφους Α ή C). Τα παραπάνω συνοψίζονται στον πίνακα

158 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Πιθανότητα Υπέρβασης Χρόνια 5 Χρόνια Χρόνια PGA rock (g),4,44,33 S (για έδαφος B),,, PGA soil (g),69,93,364 Μικρές,5,658,79 Μέτριες,57,486,65 Εκτεταµένες,87,377,43 Καθολικές,48,79, Επίπεδο βλάβης Μικρές Μικρές Μέτριες Πίνακας 6.4: Εκτίµηση του επιπέδου βλάβης της ΕΕΑ του δικτύου αποχέτευσης της ΕΥΑΓ για έδαφος B κατά EC8. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι το αναµενόµενο επίπεδο βλάβης της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Αποβλήτων του δικτύου για έδαφος Β κατά EC8 είναι µικρές βλάβες για τα σενάρια των και 5 χρόνων και µέτριες βλάβες για το σενάριο των χρόνων. Συµπερασµατικά θα πρέπει να τονιστεί ότι πρωταρχικός στόχος της µεθοδολογίας που ακολουθήθηκε για την αποτίµηση της τρωτότητας του δικτύου είναι ο εντοπισµός και η πιθανή ενίσχυση των ευπαθών τµηµάτων του δικτύου. Η συνδυασµένη θεώρηση των αποτελεσµάτων της σεισµικής τρωτότητας (όπως προκύπτουν µε βάση την τυπολογία των δικτύων, τα γεωτεχνικά χαρακτηριστικά των εδαφικών σχηµατισµών και τις τοπικές εδαφικές συνθήκες και τα αναµενόµενα επίπεδα σεισµικής έντασης) και της σπουδαιότητας των στοιχείων ενός δικτύου σε περίοδο κρίσης, µπορεί να οδηγήσει στον εντοπισµό των πλέον κρίσιµων σηµείων του δικτύου, και µπορεί να χρησιµοποιηθεί στην συνέχεια από την πολιτεία για τον καθορισµό και την χάραξη µιας γενικότερης πολιτικής διαχείρισης του σεισµικού κινδύνου. 5

159 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ. Αργυρούδης Σ., Μπίλλης Θ., Ντέρη Α., Πιτιλάκης Κ. (6), Σεισµική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους σε Αλουβιακές Αποθέσεις, 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ελληνική Επιστηµονική Εταιρεία Εδαφοµηχανικής και Θεµελιώσεων, Ξάνθη, 3 Μαΐου- Ιουνίου.. Πιτιλάκης Κ. και Αργυρούδης Σ., Εισαγωγή στη σεισµική τρωτότητα δικτύων και υποδοµών (Σηµειώσεις µεταπτυχιακού µαθήµατος ΑΣΤΕ5), Θεσσαλονίκη Χατζηγώγος Θ. Ανάλυση της σεισµικής επικινδυνότητας (Σηµειώσεις µεταπτυχιακού µαθήµατος ΑΣΤΕ), Θεσσαλονίκη Κάππος Α., Σεισµική αποτίµηση των κατασκευών, Αντισεισµικός σχεδιασµός κατασκευών από σκυρόδεµα, (Σηµειώσεις µεταπτυχιακού µαθήµατος ΑΣΤΕ 4), Θεσσαλονίκη. 5. Αλεξούδη Μ., Συµβολή στην ανάλυση της σεισµικής τρωτότητας δικτύων κοινής ωφέλειας σε αστικό περιβάλλον. Ανάπτυξη ολοκληρωµένης µεθοδολογίας διαχείρισης της σεισµικής διακινδύνευσης, ιδακτορική διατριβή, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη Pitilakis., Alexoudi, Argyroudis, Monge and Martin, Chapter 9: Vulnerability and risk assessment of lifelines, Assessing and managing earthquake risk, Geo-scientific and engineering knowledge for earthquake risk mitigation: developments, tools, techniques, editors: Carlos Sousa Oliveira, Antoni Rossa and Xavier Goula, Springer, p.85-, Pitilakis K., Alexoudi M., Kakderi K., Manou D., Batum E., Raptakis D., Vulnerability analysis of water systems in strong earthquakes. The case of Lefkas (Greece) and Duzce (Turkey), International Symposium on the Geodynamics of Eastern Mediterranean: Active Tectonics of the Aegean, June 5-8, Istanbul, Turkey, Pitilakis K., Alexoudi M., Argyroudis S., Kakderi K, Methodology for the vulnerability assessment of lifelines, Marmaras Earthquake Rehabilitation Project. 9. Alexoudi M., Manou D., Hatzigogos T., The influence of probabilistic loading and siteeffects in the earthquake risk assessment of water system. The case of Duzce.. Pitilakis K., M. Alexoudi, S.Argiroudis, A. Anastasiadis (5). Seismic Risk Scenarios for an Efficient Seismic Risk Management: The Case of Thessaloniki (Greece, Nato Workshop Advances in Earthquake Engineering for Urban Risk Reduction, Istanbul, Turkey 3 May June 5.. SRMLIFE (3-7), Ανάπτυξη ολοκληρωµένης µεθοδολογίας εκτίµησης της σεισµικής τρωτότητας δικτύων κοινής ωφέλειας, υποδοµών, κτιρίων στρατηγικής σηµασίας για τη διαχείριση του σεισµικού κινδύνου σε πολεοδοµικά συγκροτήµατα, εφαρµογή στο πολεοδοµικό συγκρότηµα Θεσσαλονίκης, Ερευνητικό πρόγραµµα, Γενική Γραµµατεία Έρευνας και Τεχνολογίας (ΓΓΕΤ).. SRMLIFE, Ενότητα Εργασίας 4: Αποτίµηση τρωτότητας δικτύων ύδρευσης και αποχέτευσης, Ανάπτυξη ολοκληρωµένης µεθοδολογίας εκτίµησης της σεισµικής τρωτότητας δικτύων κοινής ωφέλειας, υποδοµών, κτιρίων στρατηγικής σηµασίας για τη διαχείριση του σεισµικού κινδύνου σε πολεοδοµικά συγκροτήµατα, εφαρµογή στο πολεοδοµικό συγκρότηµα Θεσσαλονίκης, Εργαστήριο Εδαφοµηχανικής, Θεµελιώσεων και Γεωτεχνικής Σεισµικής Μηχανικής Α.Π.Θ., Σεπτέµβριος SRM-DGC A.., Ενότητα Εργασίας : Μελέτη σεισµικής επικινδυνότητας και σεισµικά σενάρια, Ανάπτυξη και Πρόταση για Εφαρµογή µιας Αποτελεσµατικής Μεθοδολογίας και Κατάλληλων Τοπικών Οργάνων για τη ιαχείριση, Πρόληψη και Μείωση του Σεισµικού Κινδύνου στη Duzce - Τουρκία, Γρεβενά - Ελλάδα και Catania 5

160 Ιταλία, Χρήστος Παπαϊωάννου, ρ. Σεισµολόγος, Κύριος Ερευνητής ΙΤΣΑΚ, Παραδοτέο D3, Φεβρουάριος SRM-DGC A.., Ενότητα Εργασίας : Γεωλογική, γεωτεχνική και γεωφυσική έρευνα, Ανάπτυξη και Πρόταση για Εφαρµογή µιας Αποτελεσµατικής Μεθοδολογίας και Κατάλληλων Τοπικών Οργάνων για τη ιαχείριση, Πρόληψη και Μείωση του Σεισµικού Κινδύνου στη Duzce - Τουρκία, Γρεβενά - Ελλάδα και Catania Ιταλία, Οκτώµβριος SRM-DGC A.., Ενότητα Εργασίας 3: Σεισµική Απόκριση και Μικροζωνική Μελέτη πόλης Γρεβενών, Ανάπτυξη και Πρόταση για Εφαρµογή µιας Αποτελεσµατικής Μεθοδολογίας και Κατάλληλων Τοπικών Οργάνων για τη ιαχείριση, Πρόληψη και Μείωση του Σεισµικού Κινδύνου στη Duzce - Τουρκία, Γρεβενά - Ελλάδα και Catania Ιταλία, Οκτώµβριος RISK-UE, An advanced approach to earthquake risk scenarios with applications to different European towns, Research Project, European Commission, DG ΧΙI-4, HAZUS, Earthquake Loss Estimation Methodology HAZUS 4, Technical Manual, FEMA, Washington DC, American Lifelines Alliance, Seismic Fragility Formulations for Water Systems, Part - Guideline, ASCE-FEMA,. 9. American Lifelines Alliance, Wastewater System Performance Assessment Guideline, Part - Guideline, ASCE-FEMA, 4.. MERM Microzonation Manual, Seismic Microzonation Manual, Final Document including recommendations from TAB meeting 3, June 3.. Nozomu Yoshida & Susumu Iai, Nonlinear Site Response and Its Evaluation and Prediction, Proc. nd International Symposium on the Effect of Surface Geology on Seismic Motion, Yokosuka, Japan, pp. 7-9, Nozomu Yoshida, Dynamic Soil Properties and Modeing, Sato Kogyo Co., Tokyo , Japan. 3. EERA, A Computer Program for Equivalent-linear Earthquake site Response Analysis of Layered Soil Deposits, J. P. Bardet, K. Ichii, and C. H. Lin (), University of Southern Carifornia, Department of Civil Engineering, August. 4. Shake, A Computer Program for the -D Analysis of Geotechnical Earthquake Engineering Problems, User s Manual. 5. Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards 999 (Revised Version), Technical Committee for Earthquake Geotechnical Engineering, TC4, ISSMGE. 6. Eurocode 8 - Design provisions for earthquake resistance of structures - Part -: General rules - Seismic actions and general requirements for structures, European Prestandard, ENV 998--, Oct.994, CEN-European Committee for Standardization. 7. Anastasiadis A.J., Raptakis D.G., Pitilakis K.D., (). Thessaloniki s Detailed Microzoning: Subsurface Structure as basis for Site Response Analysis, περιοδικό Pure and Applied Geophysics PAGEOPH, Vol.58, no., pp ,. 8. Αναστασιάδης Α.,.Ραπτάκης και Κ.Πιτιλάκης. Η γνώση της Εδαφικής οµής ως Αφετηρία στη Μικροζωνική Μελέτη Θεσσαλονίκης: Ι. Προσδιορισµός Εδαφικών Προσοµοιώµατων, 4 ο Συνέδριο Γεωτεχνικής Μηχανικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, Τόµος, σελ. 75-8, 3/5-/6/, Αθήνα. 9. Ραπτάκης, Α. Αναστασιάδης, και Κ.Πιτιλάκης. Η Γνώση της Εδαφικής οµής ως Αφετηρία στη Μικροζωνική Μελέτη Θεσσαλονίκης:ΙI. Συσχέτιση Εδαφικών Συνθηκών και Βλαβών-Εντάσεων, 4 ο Συνέδριο Γεωτεχνικής Μηχανικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, Τόµος, σελ. 33-3, 3/5-/6/, Αθήνα. 5

161 3. Pitilakis K., M. Alexoudi, S.Argiroudis, A. Anastasiadis (5). Seismic Risk Scenarios for an Efficient Seismic Risk Management: The Case of Thessaloniki (Greece), Nato Workshop Advances in Earthquake Engineering for Urban Risk Reduction, Istanbul, Turkey 3 May June Pitilakis K.D., Anastasiadis A.J., (998). Soil and Site Characterization for Seismic Response Analysis, Invited Lecture, Proc. of XI European Conference on Earthquake Engineering, Paris, September 6-, Vol.Invited Lectures, pp

162 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I 54

163 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ I.. Εισαγωγή I. Ισοδύναµη γραµµική ανάλυση της σεισµικής απόκρισης για στρωµατοποιηµένες εδαφικές αποθέσεις Κατά τη διάρκεια παλαιότερων σεισµών, παρατηρήθηκε ότι η εδαφική κίνηση σε θέσεις µε µαλακά εδάφη είναι γενικά µεγαλύτερη από εκείνες που γειτνιάζουν την επιφανειακή εµφάνιση του βραχώδους υποβάθρου και εξαρτάται από τις τοπικές εδαφικές συνθήκες (Seed & Idriss, 968). Η αναφερθείσα ενίσχυση της απόκρισης των εδαφικών αποθέσεων απεικονίστηκε µε τη βοήθεια διάφορων υπολογιστικών εργαλείων που επιδιώκουν να απλοποιήσουν τις τοπικές εδαφικές συνθήκες θεωρώντας οριζόντιο στρωµατοποιηµένο έδαφος συγκεκριµένης έκτασης. Ένα από τα πρώτα προγράµµατα που χρησιµοποιήθηκε για αυτό το σκοπό ήταν το SHAKE (Schnabel et al., 97). Μετά από περισσότερο από 5 χρόνια από την κυκλοφορία του, το πρόγραµµα SHAKE εξακολουθεί να χρησιµοποιείται ευρέως σε προβλήµατα γεωτεχνικής σεισµικής µηχανικής. Το SHAKE υπολογίζει την απόκριση σε ένα οριζόντια στρωµατοποιηµένο σύστηµα εδάφους- βράχου που υποβάλλεται σε κατακορύφως διαδιδόµενα κύµατα διάτµησης. Το SHAKE βασίζεται στις λύσεις για τη διάδοση των κυµάτων που προτάθηκαν από τους Kanai (95), Roesset & Whitman (969 και τους Tsai & Housner (97). Το SHAKE υποθέτει ότι η ανακυκλιζόµενη συµπεριφορά του εδάφους µπορεί να προσοµοιωθεί µέσω ενός ισοδύναµου γραµµικού µοντέλου, το οποίο περιγράφεται εκτενώς στη διεθνή βιβλιογραφία που σχετίζεται µε θέµατα γεωτεχνικής σεισµικής µηχανικής (π.χ., Idriss & Seed, 968; Seed & Idriss, 97; και Kramer, 996). Το SHAKE έχει τροποποιηθεί πολλές φορές ( π.χ. ισοδύναµη παραµόρφωση εξαρτώµενη από την συχνότητα). Το SHAKE9 αποτελεί µια από τις πιο πρόσφατες εκδόσεις του SHAKE (Idriss & Sun, 99). Το 998, το υπολογιστικό πρόγραµµα EERA αναπτύχθηκε σε FORTRAN 9 υιοθετώντας τις ίδιες βασικές έννοιες που χρησιµοποιεί και το SHAKE. Το EERA χρησιµοποιείται για την πραγµατοποίηση ισοδύναµων γραµµικών αναλύσεων αποτελώντας µια σύγχρονη εφαρµογή των γνωστών εννοιών της ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης της σεισµικής απόκρισης. Η εισαγωγή και εξαγωγή δεδοµένων στο EERA πραγµατοποιείται σε περιβάλλον Excel. I.. Ισοδύναµο γραµµικό µοντέλο για εδαφική απόκριση I... Μονοδιάστατη σχέση τάσεων παραµορφώσεων Το ισοδύναµο γραµµικό µοντέλο αναπαριστά την απόκριση τάσεων- παραµορφώσεων του εδάφους βασιζόµενο στο µαθηµατικό ανάλογο του Kelvin-Voigt όπως εικονίζεται στο σχήµα I.. Η διατµητική τάση τ εξαρτάται από τη διατµητική παραµόρφωση γ και το ρυθµό τηςγ ως εξής: τ = Gγ + ηγ (I.) Όπου G είναι το µέτρο διάτµησης και η το ιξώδες. Σε µια µονοδιάστατη «κλειστή» εδαφική στήλη, η διατµητική παραµόρφωση και ο ρυθµός της ορίζονται από την οριζόντια µετακίνηση u (z,t) σε βάθος z και σε χρόνο t ως ακολούθως: 55

164 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ u( z, t) γ = z και γ ( z, t) u( z, t) γ = = (I.) t z t Σχήµα I.: Σχηµατική αναπαράσταση του µοντέλου τάσεων παραµορφώσεων που χρησιµοποιείται στο ισοδύναµο γραµµικό µοντέλο. Σε περίπτωση αρµονικής διέγερσης η µετακίνηση, η παραµόρφωση και ο ρυθµός παραµόρφωσης είναι: iωt du iωt iωt u( z, t) = U ( z) e, γ ( z, t) = e =Γ( z) e και γ (z,t)=iωγ(z,t) (I.3) dz Όπου U(z) και Γ(z) το πλάτος της µετακίνησης και της διατµητικής παραµόρφωσης αντίστοιχα. Χρησιµοποιώντας την εξίσωση I.3, η σχέση τάσεων παραµορφώσεων στην περίπτωση αρµονικής φόρτισης γίνεται: iωt du iωt * du iωt * τ ( z, t) =Σ ( z) e = ( G+ iωη ) e = G e = Gγ(z,t) (I.4) dz dz * Όπου G το µιγαδικό µέτρο διάτµησης και Σ(z) το πλάτος της διατµητικής τάσης. Με την εισαγωγή του λόγου της κρίσιµης ιξώδους απόσβεσης ξ= ωη/g, το µιγαδικό µέτρο * διάτµησης G γίνεται: = + ωη = (+ ξ ) (I.5) * G G i G i Η ενέργεια W d που αποσβένεται κατά τη διάρκεια ενός πλήρους κύκλου φόρτισης ισούται µε το εµβαδό που περικλείεται στο βρόγχο τάσεων παραµορφώσεων. Είναι: Wd = τ c τ dγ Στην περίπτωση αρµονικής φόρτισης ελεγχόµενης από τις παραµορφώσεις i t ( ( γ ( t) = γ e ω ), η εξίσωση 6 γίνεται: c (I.6) 56

165 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ + π / ω dγ Wd = Re [ τ ( t) ] Re dt dt (I.7) t Όπου µόνο το πραγµατικό µέρος της τάσης και του ρυθµού παραµόρφωσης λαµβάνονται υπόψη (Meirovitch, 967). Με βάση την εξίσωση I.4, το πραγµατικό µέρος της τάσης και του ρυθµού παραµόρφωσης είναι: dγ Re [ τ ( t) ] = γ c( G cosωt ωη sin ωt) και Re = γ cω sinωt dt Τελικά η εξίσωση I.7 γίνεται: π / ω c [ sin ( cos )] dt= c t (I.8) Wd = ωγ G ωt+ ωη ωt πωηγ (I.9) Η µέγιστη ενέργεια παραµόρφωσης που απορροφάται από το σύστηµα είναι: W = τ γ = Gγ (I.) s c c c Ο λόγος της κρίσιµης ιξώδους απόσβεσης µπορεί να εκφραστεί σε σχέση µε την W s και W d ως ακολούθως: Wd ξ = (I.) 4πW s I... Ισοδύναµη γραµµική προσέγγιση της µη γραµµικής σχέσης τάσεων- παραµορφώσεων Η ισοδύναµη γραµµική προσέγγιση έγκειται στην τροποποίηση του µαθηµατικού ανάλογου του Kelvin-Voigt ώστε να εκτιµήσει µη γραµµικότητες για κάποια είδη εδαφών. Η µη γραµµική και υστερητική συµπεριφορά τάσεων - παραµορφώσεων των εδαφών κατά τη διάρκεια κυκλικών φορτίσεων προσεγγίζεται µε µια καµπύλη όπως φαίνεται στο σχήµα I.. το ισοδύναµο γραµµικό µέτρο διάτµησης, G, λαµβάνεται ως το τέµνον µέτρο διάτµησης G s, που εξαρτάται από το πλάτος της διατµητικής παραµόρφωσης. Όπως φαίνεται στο σχήµα I.α, το G s στο τέλος του συµµετρικού κύκλου είναι: c G s = τ γ c (I.) Όπου τ c και γ c είναι το πλάτος της διατµητικής τάσης και της διατµητικής παραµόρφωσης αντίστοιχα. Ο ισοδύναµος γραµµικός λόγος απόσβεσης, ξ, είναι ο λόγος απόσβεσης που επιφέρει την ίδια απώλεια ενέργειας σε κάθε κύκλο όπως ο υστερητικός βρόγχος τάσεων παραµορφώσεων της µη γραµµικής συµπεριφοράς του εδάφους. Παραδείγµατα σχετικά µε το ισοδύναµο γραµµικό µοντέλο µπορούν να βρεθούν στις εργασίες των Hardin & Drnevitch (97), Kramer (996), Seed & Idriss(97), Seed et al. (986), Sun et al. (988),και Vucetic & Dobry (99). 57

166 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ Σχήµα I.: Ισοδύναµο γράµµικό µοντέλο: (a) Υστεριτική καµπύλη τάσεων παραµορφώσεων και (b) Μεταβολή του τέµνον µέτρου διάτµησης και του λόγου απόσβεσης µε το πλάτος της διατµητικής παραµόρφωσης. Στην ανάλυση σεισµικής απόκρισης, η συµπεριφορά του υλικού σε γενικές γραµµές καθορίζεται όπως φαίνεται στην εικόνα I.b. Οι καµπύλες G s -γ δεν µπορούν να έχουν αυθαίρετα σχήµατα όπως προκύπτει από τις καµπύλες τάσεων παραµορφώσεων (τ-γ). Για παράδειγµα, η απαγόρευση της µείωσης της τάσης µε την παραµόρφωση (strain softening) στις καµπύλες τ-γ επιβάλλει κάποιους περιορισµούς στις αντίστοιχες καµπύλες G s -γ. Ο συνυπολογισµός του φαινοµένου της µείωση της τάσης µε την παραµόρφωση (strain softening) απαιτεί πολύπλοκες αριθµητικές τεχνικές που είναι πέραν του σκοπού των περισσοτέρων σεισµικών αποκρίσεων της µηχανικής. Χωρίς αυτές τις ειδικές τεχνικές, ο συνυπολογισµός του ανωτέρω φαινοµένου µπορεί να δηµιουργήσει προβλήµατα στις τιµές των ορίων και ανεπιθύµητα αριθµητικά αποτελέσµατα. Η απαγόρευση της µείωσης της τάσης µε την παραµόρφωση υπονοεί ότι: dτ dgs = Gs ( γ ) + γ (I.3) dγ dγ Στην περίπτωση των καµπύλων G s -γ που καθορίζονται από ορισµένα σηµεία (G i,γ i ) η εξίσωση I.3 γίνεται: G G Όπου s max µέγιστη τιµή του G G Gs ( γ ) γ (I.4) G γ max Gs είναι η µείωση του i+ i+ i s Gsπου σχετίζεται µε την αύξηση G. Η εξίσωση I.4 είναι ισοδύναµη µε: γ στο γ, και G max η γ (I.5) γ i Όπως φαίνεται στο σχήµα I.b, το ισοδύναµο γραµµικό µοντέλο καθορίζει την µεταβολή του µέτρου διάτµησης και του λόγου απόσβεσης µε το πλάτος της διατµητικης 58

167 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ παραµόρφωσης. Επιπρόσθετες υποθέσεις απαιτούνται για τον καθορισµό της επίδρασης της συχνότητας στις σχέσεις τάσεων παραµορφώσεων. Γι αυτό το σκοπό δύο βασικά µοντέλα έχουν προταθεί. I... Μοντέλο Το µοντέλο χρησιµοποιεί την αρχική έκδοση του SHAKE (Schnabel et al., 97). Υποθέτει ότι ο λόγος απόσβεσης ξ είναι σταθερός και ανεξάρτητος από την κυκλική * συχνότητα ω πράγµα που υπονοεί ότι το µιγαδικό µέτρο διάτµησης G είναι επίσης ανεξάρτητο από το ω. H ενέργεια που αποσβένεται κατά τη διάρκεια ενός κύκλου φόρτισης είναι: W = 4πWξ = πξ Gγ = πηγ ω (I.6) d s c c Η ενέργεια αυτή αυξάνει γραµµικά µε τον λόγο απόσβεσης ξ, και είναι ανεξάρτητη από τη συχνότητα ω, που υπονοεί ότι το εµβαδόν του βρόγχου υστέρησης τάσεων παραµορφώσεων είναι ανεξάρτητο της συχνότητας. Τα πλάτη του µιγαδικού και του πραγµατικού µέτρου διάτµησης συνδέονται µέσω της εξίσωσης: * G = G + 4ξ (I.7) Σύµφωνα µε την παραπάνω εξίσωση το µεταβολή του * G * G αυξάνει µε το ξ. Το σχήµα I.3 δείχνει την /G µε το ξ. Το πλάτος του µιγαδικού µέτρου διάτµησης µπορεί να διαφέρει µέχρι και % όταν το ξ φτάσει το 5%. Σχήµα I.3: Μεταβολή του κανονικοποιηµένου µιγαδικού µέτρου διάτµησης µε το λόγο απόσβεσης (Μοντέλο ). 59

168 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ I... Μοντέλο Το µοντέλο χρησιµοποιείται στο SHAKE9 (Idriss & Sun, 99). Υποθέτει ότι το µιγαδικό µέτρο διάτµησης είναι συνάρτηση του ξ: {( ) i } G * = G ξ + ξ ξ (I.8) Η παραπάνω υπόθεση είναι πολύ ουσιαστική διότι συµβάλλει στην δόκιµη περιγραφή της συµπεριφοράς του υλικού. Θεωρεί ότι το µιγαδικό και το πραγµατικό µέτρο διάτµησης έχουν το ίδιο πλάτος, οπότε ισχύει: {( ξ ) 4 ξi ( ξ )} G * G G = + = (I.9) H ενέργεια που αποσβένεται κατά τη διάρκεια ενός κύκλου φόρτισης είναι: + π / ω d = ωγ c ξ ξ = π ξ ξ γ c t W G dt G (I.) I.3. Μονοδιάστατες αναλύσεις εδαφικής απόκρισης Το σχήµα I.4 παραθέτει τις υποθέσεις της µονοδιάστατης ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης της εδαφικής απόκρισης. Όπως φαίνεται στο σχήµα I.4, ένα αρµονικό κύµα διάτµησης διαδίδεται κατακόρυφα σε ένα µονοδιάστατο στρωµατοποιηµένο σύστηµα. Η µονοδιάστατη εξίσωση κίνησης για κατακορύφως διαδιδόµενα κύµατα διάτµησης είναι: u t ρ = τ z (I.) Όπου ρ είναι η πυκνότητα του στρώµατος. Υποθέτοντας ότι όλα τα στρώµατα συµπεριφέρονται όπως το ανάλογο του Kelvin-Voigt που περιγράφηκε παραπάνω η εξίσωση I. γίνεται: 3 u u u ρ = G + η t z z t (I.) 6

169 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ Σχήµα I.4: Μονοδιάστατο στρωµατοποιηµένο σύστηµα εδαφικής απόθεσης (µετά τον Schnabel et al., 97). Για αρµονικά κύµατα η µετακίνηση µπορεί να γραφεί ως: u( z, t) = U ( z) e iωt (I.3) Με τη χρήση της εξίσωσης I.3, η εξίσωση I. γίνεται: ( G iωη ) d U ρω U + = (I.4) dz Η εξίσωση I.4 καταλήγει στην ακόλουθη γενική λύση: * * ik z ik z U ( z) = Ee + Fe (I.5) * ρω ρω Όπου k = = είναι ο µιγαδικός κυµατικός αριθµός. Μετά την εισαγωγή * G+ iωη G του λόγου ιξώδους απόσβεσης ξ έτσι ώστε να ισχύει ξ= ωη/g, το µιγαδικό µέτρο διάτµησης * G γίνεται: * G G iωη G i = + = (+ ξ ) (I.6) Η λύση της εξίσωσης I.5 είναι: * * ik z ik z i t u( z, t) = ( Ee + Fe ) e ω (I.7) Και η αντίστοιχη τάση είναι: 6

170 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ τ * * * * ik z ik z i t ( z, t) ik G ( Ee Fe ) e ω = (I.8) Οι µετακινήσεις στην κορυφή (z=) και τη βάση (z=h m ) του στρώµατος m πάχους h m είναι: * * iωt ikmhm ikmhm m m m m m m m iωt u (, t) = ( E + F ) e και u ( h, t) = ( E e + F e ) e (I.9) Οι διατµητικές τάσεις στην κορυφή (z=) και τη βάση (z=h m ) του στρώµατος m πάχους h m είναι: * * * * iωt * * ikmhm ikmhm m m m m m τ m m m m m m iωt τ (, t) = ik G ( E F ) e και ( h, t) = ik G ( E e F e ) e (I.3) Στη διεπιφάνεια µεταξύ των στρωµάτων m και m+, οι µετακινήσεις και οι διατµητικές τάσεις πρέπει να είναι συνεχείς, το οποίο υπονοεί ότι: u ( h, t) = u (, t) και τ ( h, t) = τ (, t) (I.3) m m m+ m m m+ Χρησιµοποιώντας τις εξισώσεις I.9 µε I.3 οι συντελεστές των σχέσεων: * * ikmhm ikmhm m+ m+ m m Emκαι Fmσχετίζονται µέσω E + F = E e + F e (I.3) * * ikmhm ikmhm ( ) k G E F = E e F e (I.33) * * m m m+ m+ * * m m km+ Gm+ Οι εξισώσεις I.3 και I.33 δίνουν τους ακόλουθους αντίστροφους τύπους για τα πλάτη E m + και F m + σε σχέση µε τα Emκαι F m : * * * ik mhm * ikmhm E = m Em( am) e Fm ( am) e (I.34) * * * ik mhm * ikmhm F = m Em( am) e Fm ( am) e (I.35) Όπου m+: a * m * a m είναι ο µιγαδικός λόγος των ακαµψιών στη διεπιφάνεια των στρωµάτων m και k G ρ G = = (I.36) k G G * * * m m m m * * * m+ m+ ρm+ m+ Ο περιοδικά επαναλαµβανόµενος αλγόριθµος ξεκινά από την ελεύθερη επιφάνεια(z=) όπου δεν υπάρχει διατµητική τάση: τ (, t) = ik G ( E F ) e iωt = (I.37) * * Από την παραπάνω σχέση προκύπτει: E = F (I.38) Οπότε οι εξισώσεις I.34 και I.35 εφαρµόζονται διαδοχικά για τα στρώµατα από εως m. Η συνάρτηση µεταφοράς Α mn που συσχετίζει τις µετακινήσεις στην κορυφή των στρωµάτων m και n ορίζεται ως εξής: 6

171 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ um Em+ Fm A mn ( ω) = = u E + F n n n Η ταχύτητα και η επιτάχυνση σχετίζονται µε την µετακίνηση µέσω των σχέσεων: (I.39) u u u ( z, t) = = iωu( z, t) και u ( z, t) = = ω u( z, t) (I.4) t t Εποµένως το Α mn είναι επίσης η συνάρτηση µεταφοράς που συσχετίζει τις ταχύτητες και τις επιταχύνσεις στην κορυφή των στρωµάτων m και n: um u m u m Em+ Fm A mn ( ω) = = = u u u E + F n n n n n (I.4) Η διατµητική παραµόρφωση σε βάθος z και σε χρόνο t µπορεί να προκύψει από την εξίσωση I.7: γ u t * * * (, ) ( ik z z t ik Ee Fe ik z ) e i ω = = t Η αντίστοιχη διατµητική τάση σε βάθος z και σε χρόνο t είναι: τ * ( z, t) G γ ( z, t) (I.4) = (I.43) I.3..Κινήσεις ελεύθερης επιφάνειας, βραχώδους υπόβαθρου και επιφανειακής εµφάνισης του βραχώδους υποβάθρου Το σχήµα I.5 ορίζει τέσσερις όρους που χρησιµοποιούνται στην ανάλυση της απόκρισης. Η κίνηση της ελεύθερης επιφάνειας είναι η κίνηση στην κορυφή της εδαφικής απόθεσης. Η κίνηση του υποβάθρου είναι η κίνηση στη βάση της εδαφικής απόθεσης. Η κίνηση στην επιφανειακή εµφάνιση του βραχώδους υποβάθρου είναι η κίνηση σε µια θέση όπου το βραχώδες υπόβαθρο εκτείνεται στην επιφάνεια του εδάφους. Σχήµα I.5: Ορολογία που χρησιµοποιείται στην ανάλυση της απόκρισης. 63

172 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ Όπως φαίνεται στο σχήµα I.5, εισερχόµενο διατµητικό κύµα που διαδίδεται κατακόρυφα προς τα άνω έχει πλάτος E N διαµέσου του βραχώδους υποβάθρου. Η κίνηση στο βραχώδες υπόβαθρο έχει πλάτος Ε Ν +F N στην κορυφή του βραχώδους υποβάθρου κάτω από τα εδαφικά στρώµατα. Η κίνηση στην επιφανειακή εµφάνιση του βραχώδους υποβάθρου είναι Ε Ν, επειδή δεν υπάρχει διατµητική τάση (Ε Ν =F N ) στις ελεύθερες επιφάνειες. Εποµένως η συνάρτηση µεταφοράς (συντελεστής ενίσχυσης) που συσχετίζει την κίνηση στο βράχο µε αυτή στην επιφανειακή του εµφάνιση είναι: A NN EN ( ω ) = E + F N N (I.44) Ο λόγος των πλατών της κίνησης στην επιφανειακή εµφάνιση του βραχώδους υποβάθρου προς την κίνηση στο βράχο όπως περιγράφεται από την συνάρτηση µεταφοράς είναι πάντα µεγαλύτερος της µονάδας και παρουσιάζει µέγιστο στην δεσπόζουσα συχνότητα της εδαφικής απόθεσης. Το πλάτος της κίνησης στο βράχο αποτελεί µόνο το 65% αυτού στην επιφανειακή του εµφάνιση στη δεσπόζουσα συχνότητα της εδαφικής απόθεσης. Αυτή η διαφορά οφείλεται στο λόγο των δυσκαµψιών βράχου - εδάφους καθώς και στην απόσβεση της εδαφικής στήλης. Αν θεωρηθεί ότι Ε =F = στην ελεύθερη επιφάνεια, τότε η συνάρτηση µεταφοράς που συσχετίζει την κίνηση στην ελεύθερη επιφάνεια της εδαφικής απόθεσης µε αυτή στην επιφανειακή εµφάνιση του βραχώδους υποβάθρου είναι: ' A ( ) N ω = E N (I.45) I.3..Μη περιοδικές κινήσεις Η θεωρία που παρουσιάστηκε παραπάνω για την µονοδιάστατη ανάλυση της απόκρισης της εδαφικής στήλης αναφέρεται σε αρµονικές κινήσεις στο πεδίο των συχνοτήτων. Αυτή µπορεί να επεκταθεί και στις χρονοιστορίες µη περιοδικών κινήσεων κάνοντας χρήση των σειρών Fourier (Bendat & Piersol, 986).Έτσι, η πραγµατική ή µιγαδική συνάρτηση x(t) µπορεί να αναλυθεί σε µια σειρά Ν αριθµών ως ακολούθως: N N N iωk tn iωk n t π ikn / N n = k = k = k k= k= k= x X e X e X e n=,,n- (I.46) Οι τιµές x n αντιστοιχούν σε χρόνους διάστηµα ( x( n t) = x n για n=,,n- k ωk = π k=,,n- N t Οι συνιστώσες Fourier είναι: X tn ). Οι συχνότητες ω k είναι: = n t,όπου t είναι το σταθερό χρονικό (I.47) N πikm / N m = xne m=,,n- (I.48) N k= Οι συντελεστές X m υπολογίζονται από τον µετασχηµατισµό Fourier που αναπτύχθηκε αρχικά από τους Cooley & Tukey (965). 64

173 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ I.3.3.Επαναληπτική προσέγγιση της ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης Όπως περιγράφηκε προηγουµένως στο σχήµα I.3, το ισοδύναµο γραµµικό µοντέλο θεωρεί ότι το µέτρο διάτµησης και ο λόγος απόσβεσης είναι συνάρτηση του πλάτους της διατµητικής παραµόρφωσης. Στο SHAKE, οι τιµές του µέτρου διάτµησης και του λόγου απόσβεσης καθορίζονται µετά από κύκλους επανάληψης (iterations) έτσι ώστε να γίνουν συµβατές µε το επίπεδο της παραµόρφωσης που φέρει το κάθε στρώµα. Όπως φαίνεται στο σχήµα I.6, οι τιµές G και ξ αποτελούν τις αρχικές τιµές των G και ξ για µικρές παραµορφώσεις και υπολογίζονται η µέγιστη διατµητική παραµόρφωση γ max και η ενεργός διατµητική παραµόρφωση γ eff. Στη συνέχεια, βρίσκονται οι κατάλληλες τιµές των G και ξ που αντιστοιχούν στο γ eff για τον επόµενο κύκλο επανάληψης. Η ισοδύναµη γραµµική ανάλυση επαναλαµβάνεται µε νέες τιµές των G και ξ µέχρις ότου οι τιµές των G και ξ γίνουν συµβατές µε το επίπεδο παραµόρφωσης που φέρουν όλα τα στρώµατα. Η επαναληπτική διαδικασία για την ισοδύναµη γραµµική προσέγγιση σε κάθε στρώµα γίνεται ως εξής:. Τοποθετούνται οι αρχικές τιµές των G i και ξ i για µικρές παραµορφώσεις.. Υπολογίζεται η εδαφική απόκριση και βρίσκονται τα πλάτη της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης γ max από τις χρονοιστορίες των διατµητικών παραµορφώσεων σε κάθε στρώµα. 3. Καθορίζεται η ενεργός διατµητική παραµόρφωση γ eff από την γ max : i γ eff = γ (I.49) i R γ max Όπου R γ είναι ο λόγος της ενεργούς προς την µέγιστη διατµητική παραµόρφωση η οποία εξαρτάται από το µέγεθος του σεισµού. Το R γ καθορίζεται στην εισαγωγή των δεδοµένων. Υπολογίζεται για τον αριθµό των κύκλων φόρτισης κατά τη διάρκεια των σεισµών και έχει την ίδια τιµή για όλα τα στρώµατα. 4. Υπολογίζονται οι νέες ισοδύναµες γραµµικές τιµές G i+ και ξ i+ που αντιστοιχούν σε ενεργό διατµητική παραµόρφωση γ eff. 5. Επαναλαµβάνονται τα βήµατα έως 4 µέχρις ότου οι διαφορές στις υπολογισθείσες τιµές του µέτρου διάτµησης και του λόγου απόσβεσης σε δύο συνεχόµενους κύκλους επανάληψης πέσουν κάτω από κάποια προκαθορισµένη τιµή σε όλα τα στρώµατα. Συνήθως, 8 κύκλοι επανάληψης είναι αρκετοί για να επιτευχθεί σύγκλιση. 65

174 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ Σχήµα I.6: Κύκλοι επανάληψης του µέτρου διάτµησης και του λόγου απόσβεσης µε το επίπεδο της διατµητικής παραµόρφωσης στην ισοδύναµη γραµµική ανάλυση. I.3.4. Όρια εφαρµογής της ισοδύναµης γραµµικής ανάλυσης. Η ισοδύναµη γραµµική ανάλυση είναι µία εµπειρική µέθοδος η οποία έχει δοκιµαστεί εδώ και πολλά χρόνια και δίδει αξιόπιστα αποτελέσµατα σε σχετικά µικρού πάχους εδαφικά προσοµοιώµατα, σε χαµηλά έως µέσα πλάτη παραµόρφωσης και σε περιπτώσεις εδαφών µικρής κλίσης όπου η επιρροή των D φαινοµένων δεν είναι σηµαντική. 66

175 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΙΣΟ ΥΝΑΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΓΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ Ε ΑΦΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ Έτσι, σε περιπτώσεις κορυφών και κοιλάδων η µονοδιάστατη ισοδύναµη γραµµική ανάλυση συνίσταται να διορθωθεί κατάλληλα για να ληφθεί υπόψη η επιρροή των διδιάστατων φαινοµένων. Βασιζόµενοι σε εµπειρικά δεδοµένα, τα D φαινόµενα σε κοιλάδες λαµβάνουν χώρα όταν το βάθος D του βραχώδους υποβάθρου ξεπεράσει το /5 µε / του πλάτους W της κοιλάδας. Σχήµα I.7: Γεωµετρικά χαρακτηριστικά µιας τυπικής κοιλάδας για την µελέτη της επιρροής των D φαινοµένων. Ειδικά για τις περιπτώσεις των κορυφών, αναµένονται σηµαντικές ενισχύσεις στα όρια, κυρίως στις περιπτώσεις ύπαρξης µαλακών εδαφών, και συνίσταται λεπτοµερής έρευνα µε σκοπό την εξέταση της πιθανότητας πρόσθετων ενισχύσεων εξαιτίας των D φαινοµένων. Αυξηµένη προσοχή θα πρέπει να ληφθεί όταν η ισοδύναµη γραµµική ανάλυση χρησιµοποιείται για πολύ βαθιά εδαφικά προσοµοιώµατα (π.χ. µε βραχώδες υπόβαθρο στα 5m). Σε τέτοιες περιπτώσεις συνίσταται να ληφθεί υπόψη η εξάρτηση του µέτρου διάτµησης και το λόγου απόσβεσης από τη συχνότητα σε σχέση µε το φάσµα απόκρισης παραµόρφωσης και τις καµπύλες αποµείωσης. Ο υπολογισµός της σεισµικής επικινδυνότητας για έναν πολύ ισχυρό σεισµό έχει ως αποτέλεσµα υψηλές τιµές επιτάχυνσης που οδηγεί σε υψηλά επίπεδα παραµόρφωσης προκαλώντας µη γραµµική συµπεριφορά. Πρακτικά, η µη γραµµική συµπεριφορά του εδάφους λαµβάνεται υπόψη µέσω των ισοδύναµων γραµµικών µοντέλων. Ωστόσο, αξιόπιστα αποτελέσµατα για τα παραπάνω µοντέλα µπορούν να επιτευχθούν µέχρις ενός συγκεκριµένου επιπέδου διατµητικής παραµόρφωσης γ που εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους. Σε γενικές γραµµές η αξιοπιστία αυτών των µοντέλων κυµαίνεται µέχρι όπου το µέτρο διάτµησης G(γ) φτάσει την τιµή του µισού του µέγιστου µέτρου διάτµησης G max. Έτσι, η συνθήκη ισχύος των ισοδύναµων γραµµικών µοντέλων µπορεί να εκφραστεί ως: G(γ)< G max / Όπου G(γ) το µέτρο διάτµησης για το εξαγόµενο επίπεδο παραµόρφωσης Και G max το µέτρο διάτµησης για πολύ µικρές παραµορφώσεις G max = V so ρ. (I.5) 67

176 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IΙ 68

177 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ II. Αποτελέσµατα µονοδιάστατων αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης II.. Εισαγωγή Στο τµήµα αυτό της παρούσης διπλωµατικής εργασίας παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα των αναλύσεων για όλα τα εδαφικά προσοµοιώµατα που µελετήθηκαν. Συγκεκριµένα, πραγµατοποιήθηκαν δύο σειρές αναλύσεων (Κεφάλαιο 4) από τις οποίες η πρώτη, η οποία ήταν προκαταρκτική, επικεντρώθηκε σε 3 θέσεις της υπό µελέτη περιοχής για δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα (βάθους -3 m και m αντίστοιχα) σε κάθε θέση, για τρία σεισµικά σενάρια (, 5 και χρόνια) και για 5 σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Tα χαρακτηριστικά της απόκρισης των θεωρητικών προκαταρκτικών προσοµοιωµάτων συγκρίθηκαν σε επίπεδο θεµελιώδους ιδιοπεριόδου και λόγου ενίσχυσης µε τα διαθέσιµα αποτελέσµατα ενόργανων µεθόδων-τεχνικών µελέτης της σεισµικής απόκρισης (τεχνική οριζόντιας προς κατακόρυφης συνιστώσας (HVSR)) από δοκιµές µέτρησης µικροθορύβου καθώς και γεωφυσικών δοκιµών οι οποίες εκτελέστηκαν µε την πρόοδο του έργου (SRM-DGC, Ενότητα Εργασίας ). Η παραπάνω σύγκριση οδήγησε στον σχεδιασµό 9 µονοδιάστατων εδαφοδυναµικών τοµών πάχους από 5 έως 4 m. Η δεύτερη σειρά αναλύσεων της σεισµικής απόκρισης επικεντρώθηκε στις 9 θέσεις της περιοχής των Γρεβενών για τρία σεισµικά σενάρια (, 5 και χρόνια) και για 6 σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Οι τρεις θέσεις των προκαταρκτικών αναλύσεων επαναπροσδιορίστηκαν κατά τη δεύτερη σειρά αναλύσεων παρουσιάζοντας ελαφρώς διαφοροποιηµένα εδαφικά προσοµοιώµατα και αγνοώντας τη συµβολή των κατώτερων πολύ δύστµητων εδαφικών σχηµατισµών. II.. Προκαταρκτικές αναλύσεις της σεισµικής απόκρισης II...Θέσεις των µονοδιάστατων εδαφοδυναµικών τοµών - Εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα 69

178 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Θέση G Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 Σχήµα II.: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση G (G_) και κατανοµή V s µε το βάθος (σεισµικό υπόβαθρο στα -m). 7

179 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Θέση G Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Vs (m/sec) Depth (m) Σχήµα II.: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση G (G_) και κατανοµή V s µε το βάθος (σεισµικό υπόβαθρο στα -7m). 7

180 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Θέση Η9 Εδαφικό προσοµοίωµα Η9_ Vs (m/sec) 5 5 D epth (m) Σχήµα II.3: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Η9 (Η9_) και κατανοµή V s µε το βάθος (σεισµικό υπόβαθρο στα -3m). 7

181 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Θέση Η9 Εδαφικό προσοµοίωµα Η9_ Vs (m/sec) Depth (m) Σχήµα II.4: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Η9 (Η9_) και κατανοµή V s, µε το βάθος (σεισµικό υπόβαθρο στα -65m). 73

182 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Θέση K Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) Σχήµα II.5: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση K (K_) και κατανοµή V s µε το βάθος (σεισµικό υπόβαθρο στα -3m). 74

183 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Θέση K Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Vs (m/sec) Depth (m) Σχήµα II.6: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση K (K_) και κατανοµή V s µε το βάθος (σεισµικό υπόβαθρο στα -75m). 75

184 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ II... Αποτελέσµατα προκαταρκτικών αναλύσεων Μέσα φάσµατα επιταχύνσεων στην επιφάνεια Σενάριο των χρόνων Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα G a_stu,4 _kede_t, _koz_l _koz_t,8,6,4,,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) _a_stu,6 _kede_t,4 _koz_l, _koz_t,8,6,4,,5,5,5 3 Σχήµα II.7: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα G_ και G_. 76

185 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9 a_stu,4 _kede_t, _koz_l _koz_t,8,6,4,,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Acceleration (g),6,4,,8,6,4, _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5 3 Σχήµα II.8: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα H9_ και H9_. 77

186 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Acceleration (g),4,,8,6,4, _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Acceleration (g),4,,8,6,4, _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5 3 Σχήµα II. 9: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα K_ και K_. 78

187 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των 5 χρόνων Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα G a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) _a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Σχήµα II.: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα G_ και G_. 79

188 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9 a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9 a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Σχήµα II.: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα Η9_ και Η9_. 8

189 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα K a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα K a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Σχήµα II.: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα K_ και K_. 8

190 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των χρόνων Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) _a_stu 3 _kede_t,5 _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) _a_stu 4 _kede_t 3,5 _koz_l 3 _koz_t,5,5,5,5,5,5 3 Σχήµα II.3: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_. 8

191 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Spectral Acceleration (g) Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9 a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Acceleration (g) _a_stu 3 _kede_t,5 _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 Σχήµα II.4: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Η9_ και Η9_. 83

192 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προφίλ K_ Spectral Acceleration (g) 3 _a_stu,5 _kede_t _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 3,5 4 Εδαφικό προφίλ K_ Spectral Acceleration (g) 3 _a_stu _kede_t,5 _koz_l _koz_t,5,5,5,5,5 3 3,5 4 Σχήµα II.5: Μέσα φάσµατα επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα K_ και K_. 84

193 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Μέσα φάσµατα ταχυτήτων στην επιφάνεια Σενάριο των χρόνων Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ 6 Spectral Relative Velocity (cm/sec) 5 4 3,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.6: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα G_ και G_. 85

194 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ 6 Spectral Relative Velocity (cm/sec) 5 4 3,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.7: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Η9_ και Η9_. 86

195 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ 6 Spectral Relative Velocity (cm/sec) 5 4 3,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.8: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα Κ_ και Κ_. 87

196 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των 5 χρόνων Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.9: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα G_ και G_. 88

197 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα Η9_ και Η9_. 89

198 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα Κ_ και Κ_. 9

199 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των χρόνων Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) 8 6 4,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα G_ και G_. 9

200 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ 4 Spectral Relative Velocity (cm/sec) 8 6 4,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.3: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα Η9_ και Η9_. 9

201 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) 8 6 4,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Relative Velocity (cm/sec) ,5,5,5 3 _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t Averege Σχήµα II.4: Μέσα φάσµατα ταχύτητας (µέση τιµή) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα Κ_ και Κ_. 93

202 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης στην επιφάνεια µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β. Σενάριο των χρόνων Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) 5 4,5 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Σχήµα II.5: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµαταg_ και G_. 94

203 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Acceleration (g) 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ 4 Spectral Acceleration (g) 3,5 3 Normalized,5,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Σχήµα II.6: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά πρoσοµοιώµατα H9_ και H9_. 95

204 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Acceleration (g) 5 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Acceleration (g) 4 3,5 Normalized 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Σχήµα II.7: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Κ_ και Κ_. 96

205 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των 5 χρόνων Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) 5 4,5 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β Εδαφικό πρoσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) 4,5 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β Σχήµα II.8: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_. 97

206 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ Spectral Acceleration (g) 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Εδαφικό πρoσοµοίωµα H9_ 4 Spectral Acceleration (g) 3,5 Normalized 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Σχήµα II.9: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. 98

207 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ Spectral Acceleration (g) 5 4,5 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β Εδαφικό πρoσοµοίωµα K_ 4 Spectral Acceleration (g) 3,5 Normalized 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Σχήµα II.3: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Κ_ και Κ_. 99

208 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των χρόνων Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) 5 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Spectral Acceleration (g) 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Σχήµα II.3: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_.

209 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Spectral Acceleration (g) 4,5 4 Normalized 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ 4 Spectral Acceleration (g) 3,5 Normalized 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α,5 ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5 3 Σχήµα II.3: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_.

210 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Spectral Acceleration (g) 5 4,5 Normalized 4 3,5 3,5 ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5,5,5 3 Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Spectral Acceleration (g) 4 3,5 3,5,5,5 Normalized ΕΑΚ-Έδαφος Α ΕΑΚ-Έδαφος Β,5,5,5 3 Σχήµα II.33: Σύγκριση µέσων κανονικοποιηµένων φασµάτων επιτάχυνσης (µέση τιµή και ± τυπική απόκλιση) στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους µε τα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού του ΕΑΚ για έδαφος Α και Β για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Κ_ και Κ_.

211 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Μεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις σχεδιασµού. Σενάριο των χρόνων Εδαφικό προσοµοίωµα G_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Amplification Ratio 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.34: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_. 3

212 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Amplification Ratio 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.35: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. 4

213 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Amplification Ratio 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.36: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα K_ και K_. 5

214 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των 5 χρόνων Εδαφικό προσοµοίωµα G_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Amplification Ratio 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.37: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_. 6

215 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t s Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Amplification Ratio 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t s Σχήµα II.38: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_. 7

216 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ 3 Amplification Ratio,5,5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Amplification Ratio 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.39: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα K_ και K_. 8

217 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των χρόνων Εδαφικό προσοµοίωµα G_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Amplification Ratio 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.4: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_. 9

218 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Amplification Ratio 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.4: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και H9_.

219 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ 3, Amplification Ratio,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Amplification Ratio 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, Frequency (Hz) _a_stu _koz_t Σχήµα II.4: Η µεταβολή του δυναµικού ενίσχυσης (συνάρτηση µεταφοράς) µε την συχνότητα στην ελεύθερη επιφάνεια του εδάφους για τρεις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής (_koz_t, _a_stu, s) για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα K_ και K_.

220 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ υναµικό ενίσχυσης θεωρώντας ως σεισµική διέγερση την εγκάρσια συνιστώσα του σεισµού της Κοζανης µε PGA στο βράχο.g. Εδαφικό προσοµοίωµα G_ 3,5 Amplification Ratio 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, 3, Frequency (Hz),g 5 years years Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Amplification Ratio 4,5 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, 3,,g 5 years years Frequency (Hz) Σχήµα II.43: Σύγκριση του δυναµικού ενίσχυσης που προκύπτει θεωρώντας ως σεισµική διέγερση την εγκάρσια συνιστώσα του σεισµού της Κοζάνης (_koz_t) η οποία διαµορφώνεται κατάλληλα ώστε να έχει PGA ίση µε.g µε αυτών που προέκυψαν από τα σενάρια των 5 και χρόνια για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_.

221 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ 3,5 Amplification Ratio 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, 3, Frequency (Hz),g 5 years years Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Amplification Ratio 4,5 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, 3, Frequency (Hz),g 5 years years Σχήµα II.44: Σύγκριση του δυναµικού ενίσχυσης που προκύπτει θεωρώντας ως σεισµική διέγερση την εγκάρσια συνιστώσα του σεισµού της Κοζάνης (_koz_t) η οποία διαµορφώνεται κατάλληλα ώστε να έχει PGA ίση µε.g µε αυτών που προέκυψαν από τα σενάρια των 5 και χρόνια για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµαταh9_ και H9_. 3

222 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ 3,5 Amplification Ratio 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, 3, Frequency (Hz),g 5 years years Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Amplification Ratio 4,5 4, 3,5 3,,5,,5,,5,, 5,, 5,, 5, 3,,g 5 years years Frequency (Hz) Σχήµα II.45: Σύγκριση του δυναµικού ενίσχυσης που προκύπτει θεωρώντας ως σεισµική διέγερση την εγκάρσια συνιστώσα του σεισµού της Κοζάνης (_koz_t) η οποία διαµορφώνεται κατάλληλα ώστε να έχει PGA ίση µε.g µε αυτών που προέκυψαν από τα σενάρια των 5 και χρόνια για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα K_ και K_. 4

223 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Κατανοµή µε το βάθος της µέσης µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης. Σενάριο των χρόνων Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Maximum acceleration (g),5,,5,,5,3 Maximum acceleration (g),,,3,4 4 6 Depth (m) 8 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Maximum shear strain (%),,, 4 6 Maximum shear strain (%),,, Depth (m) 8 Depth (m) Σχήµα II.46: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_. 5

224 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Maximum acceleration (g),,,3,4 Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Maxim um acceleration (g),,,3,4 5 Depth (m) 5 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Maximum shear strain (%) Maximum shear strain (%),,,,,, 5 Depth (m) 5 Depth (m) Σχήµα II.47: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και Η9_. 6

225 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Maximum acceleration (g),,,3,4 5 Maximum acceleration (g),,,3,4 3 Depth (m) 5 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Maximum shear strain (%),,, Maximum shear strain (%),,, 5 Depth (m) 5 Depth (m) Σχήµα II.48: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Κ_ και Κ_. 7

226 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των 5 χρόνων Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Maximum acceleration (g),,,3,4,5 4 6 Maximum acceleration (g),,,3,4,5,6,7 Depth (m) 8 Depth (m) Eδαφικό προσοµοίωµα G_ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Maximum shear strain (%),,, 4 Maximum shear strain (%),,, 6 Depth (m) 8 Depth (m) Σχήµα II.49: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_. 8

227 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Maxim um acceleration (g),,,3,4,5,6 Maximum acceleration (g),,,3,4,5,6,7 5 Depth (m) 5 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Εδαφικό προσοµοίωµα H9_ Maximum shear strain (%),,, Maximum shear strain (%),,, 5 Depth (m) 5 Depth (m) Σχήµα II.5: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και Η9_. 9

228 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα Κ_ Maximum acceleration (g),,,3,4,5,6 Εδαφικό προσοµοίωµα Κ_ Maximum acceleration (g),,,3,4,5,6,7 5 Depth (m) 5 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα Κ_ Εδαφικό προσοµοίωµα Κ_ Maxim um shear strain (%) Maxim um shear strain (%),,,,,, 5 Depth (m) 5 Depth (m) Σχήµα II.5: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Κ_ και Κ_.

229 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των χρόνων Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Maximum acceleration (g),,,3,4,5,6,7 Εδαφικό προφίλ G_ Maximum acceleration (g),,4,6,8 4 6 Depth (m) 8 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Maximum shear strain (%),,, 4 6 Εδαφικό προφίλ G_ Maximum shear strain (%),,, Depth (m) 8 Depth (m) Σχήµα II.5: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα G_ και G_.

230 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προφίλ H9_ Maximum acceleration (g),,4,6,8 Εδαφικό προφίλ H9_ Maximum acceleration (g),,4,6,8 5 Depth (m) 5 Depth (m) Εδαφικό προφίλ H9_ Maximum shear strain (%),,, Εδαφικό προφίλ H9_ Maximum shear strain (%),,, 5 Depth (m) 5 Depth (m) Σχήµα II.53: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα H9_ και Η9_.

231 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Maximum acceleration (g),,4,6,8 Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Maximum acceleration (g),,4,6,8 5 Depth (m) 5 Depth (m) Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Maximum shear strain (%),,, Maximum shear strain (%),,, 5 Depth (m) 5 Depth (m) Σχήµα II.54: H κατανοµή µε το βάθος της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και της µέγιστης διατµητικής παραµόρφωσης (µέση τιµή και ±τυπική απόκλιση) για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής για τα δύο εναλλακτικά εδαφικά προσοµοιώµατα Κ_ και Κ_. 3

232 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV σε βάθος m και 3m. Σενάριο των χρόνων Εδαφικά προσοµοιώµατα _a_stu _kede_t PGV_ -m (cm/sec) _koz_l _koz_t G_ 3,99 5,43 7, 6, 5,66 5,66 G_,68 5, 3,48 4,35 3,67 3,66 H9_ 7,39 9,39,7,83 9,44 9,4 H9_ 5,9 4,57,37 6,86 8,59 5,5 K_ 6,45 8,93 9,79 9,6 7,45 8,44 K_ 5,89 4,5, 5,6 7,73 4,9 Πίνακας II.: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Εδαφικά προσοµοιώµατα _a_stu _kede_t PGV_ -3m (cm/sec) _koz_l _koz_t G_ 3,8 5,4 6,64 5,84 5,35 5,36 G_,5 4,86,97 4, 3,38 3,35 H9_ 7,4 9, 9,63,47 9,7 9,9 H9_ 4,76 4,38, 6,4 8,5 5,8 K_ 6,6 8,63 9,38 9,9 7, 8,5 K_ 5,59 4,,9 5, 7,44 4,63 Πίνακας II.: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -3m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. 4

233 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των 5 χρόνων Εδαφικά προσοµοιώµατα _a_stu _kede_t PGV_ -m (cm/sec) _koz_l _koz_t G_ 7,6,3 3,59,85,38,8 G_ 6,3 5,55,6 6,7 8,49 5,8 H9_ 4,3 7, 7,69 8,7 5,7 6,7 H9_ 7,98 4,5,43 9,5 3,58 6,73 K_,59 5, 6,83 7, 4,67 5,9 K_ 9,9 4,35 9,7 8,39 7,7 5,8 Πίνακας II.3: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. Εδαφικά προσοµοιώµατα _a_stu _kede_t PGV_ -3m (cm/sec) _koz_l _koz_t G_ 6,95,74,85, 9,84,5 G_ 5,87 5,6,8 6, 7,89 5, H9_ 3,83 6,84 6,83 8,3 5, 6,5 H9_ 7,3 4, 9,7 8,3 3,86 6,5 K_,9 4,66 6,6 6,59 4, 4,56 K_ 9,3 3,98 8,59 7,66 6,6 5,3 Πίνακας II.4: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -3m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. 5

234 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Σενάριο των χρόνων PGV_ -m (cm/sec) Εδαφικά προσοµοιώµατα _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t G_ 9,33 4,7 4,5 7,46, 3,4 G_ 3,3 35,58 6,74 33,73 36,56 3,57 H9_ 6,95,55,88 3,36,44,4 H9_ 35,66 3,77 5, 36,7 39,7 33,49 K_ 3,45 9,8,65,4 7,9 8,5 K_ 34,35 8,7 3, 34,7 36,96 3,58 Πίνακας II.5: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. PGV_ -3m (cm/sec) Εδαφικά προσοµοιώµατα _a_stu _kede_t _koz_l _koz_t G_ 8,94 3,99 3,8 6,45,6,65 G_ 9,49 34,76 5,64 3,8 35,74 3,69 H9_ 6,44,,8,57,8,53 H9_ 34,8 3, 4,9 34,97 38,8 3,58 K_ 3,6 8,4 9,63,4 6,5 7,8 K_ 33,6 8,3,46 33,7 36,6 3,86 Πίνακας II.6: Μέγιστη εδαφική ταχύτητα PGV στα -3m για όλες τις σεισµικές διεγέρσεις εισαγωγής. II.3. Κύριες αναλύσεις της σεισµικής απόκρισης II.3..Θέσεις των µονοδιάστατων εδαφοδυναµικών τοµών. 6

235 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα Ε Vs (m/sec) Depth (m) Σχήµα II.55: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Ε και κατανοµή V s µε το βάθος. 4 7

236 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) Σχήµα II.56: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση G_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 8

237 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Vs (m/sec) Depth (m) Σχήµα II.57: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση G_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 4 9

238 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 Σχήµα II.58: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση G_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 3

239 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα G_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 5 Σχήµα II.59: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση G_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 3

240 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H6 Vs (m/sec) 5 Depth (m) 5 Σχήµα II.6: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Η6 και κατανοµή V s µε το βάθος. 3

241 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H7 Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 5 Σχήµα II.6: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Η7 και κατανοµή V s µε το βάθος. 33

242 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H8 Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 5 Σχήµα II.6: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση H8 και κατανοµή V s µε το βάθος. 3 34

243 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα H9 Vs (m/sec) Depth (m) 5 3 Σχήµα II.63: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση H9 και κατανοµή V s µε το βάθος

244 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα I-J Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) Σχήµα II.64: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση I-J και κατανοµή V s µε το βάθος. 36

245 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K Vs (m/sec) 5 Depth (m) 5 5 Σχήµα II.65: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Κ και κατανοµή V s µε το βάθος. 37

246 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) 5 Σχήµα II.66: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Κ_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 38

247 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα K_ Vs (m/sec) Depth (m) Σχήµα II.67: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση Κ_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 39

248 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα L9_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) Σχήµα II.68: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση L9_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 4

249 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΝΟ ΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Εδαφικό προσοµοίωµα L9_ Vs (m/sec) 5 5 Depth (m) Σχήµα II.69: Εδαφικό προσοµοίωµα στη θέση L9_ και κατανοµή V s µε το βάθος. 4