Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Προχωρημένη Εδαφομηχανική Π. Ντακούλας, Αν. Καθηγητής Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Βόλος
Στόχος του μαθήματος Η μελέτη και εφαρμογή προχωρημένων καταστατικών σχέσεων για την αριθμητική προσομοίωση της συμπεριφοράς εδαφικών υλικών σε στατικά και δυναμικά προβλήματα Παραδείγματα ολοκληρωμένων εφαρμογών σε έργα πολιτικού μηχανικού
Περιεχόμενα του Μαθήματος Εισαγωγή Πειραματική συμπεριφορά του αμμώδους εδάφους. Πειραματική συμπεριφορά του αργιλικού εδάφους. Εφαρμογές αριθμητικής προσομοίωσης στην Γεωτ. Μηχανική Δu/σ v 815 o 81 Existing: ~21 mm deflection 85 8 795 79 Elevation (ft) 785 78
Τάσεις και Παραμορφώσεις Τάσεις. Κύκλος Mohr. Τάσεις σε τρεις διαστάσεις, σχέσεις Cauchy. Περιστροφή αξόνων. Αναλλοίωτες. Παραμορφώσεις. Κύκλος Mohr. Εφαρμογές.
Ελαστική τέλεια πλαστική συμπεριφορά Ελαστική συμπεριφορά. Όριο διαρροής. Πλαστικό δυναμικό και νόμος πλαστικής ροής. Σχέση τάσης παραμόρφωσης. Κριτήρια αστοχίας: Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, Lade Σ3 4 1 2 3 4 3 Σ 1 3 2 2 Σ1 1 1 1 Σ22 2 3 4 Mohr-Coulomb 1 Σ 2 Σ 3 2 3
Ελαστική τέλεια πλαστική συμπεριφορά Ελαστική συμπεριφορά. Όριο διαρροής. Πλαστικό δυναμικό και νόμος πλαστικής ροής. Σχέση τάσης παραμόρφωσης. Κριτήρια αστοχίας: Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, Lade 4 1 Σ3 2 3 4 3 Σ 1 2 3 2 Σ1 1 1 1 2 Σ2 3 1 Σ 2 Σ 3 2 4 Lade-Duncan 3
Ελαστο πλαστική συμπεριφορά με κράτυνση Επιφάνεια φόρτισης. Κριτήριο φόρτισης αποφόρτισης. Νόμος κράτυνσης (ισοτροπική, κινηματική, μικτή). Μέτρο πλαστικότητας. Σχέση τάσης-παραμόρφωσης Εφαρμογές με μητρώα και τανυστές. Προσομοίωμα Lade. Προσομοίωμα Hardening Soil with CAP. ιαρροή σε αργιλικά και αμμώδη εδάφη. μέγιστη αντοχή Σ 1 Σ 3 αποφόρτιση τρέχουσα επιφάνεια διαρροής αρχικό όριο διαρροής Ε 1 Ε 3
Προσομοίωμα Lade 1 2 3 Σ2 1 2 3 Σ3 1 2 3 Σ1 1 2 3 Σ2 1 2 1 2 3 4 Σ2 1 2 3 4 Σ3 1 2 3 4 Σ1 1 2 3 Σ2 1 2
Προσομοίωμα Cam Clay Θεωρία Κρίσιμης Κατάστασης. Προσομοίωμα Cam-Clay. Επιφάνειες διαρροής & πλαστικού δυναμικού. Πλαστικές ογκομετρικές παραμορφώσεις και κράτυνση. Νόμος κράτυνσης. Σχέση τάσης παραμόρφωσης. Τριαξονικές δοκιμές με ή χωρίς στράγγιση
Προσομοίωμα Cam Clay Πειραματική επιβεβαίωση της κρίσιμης κατάστασης. Αστράγγιστη αντοχή. Υπερπίεση ύδατος πόρων. Τάση και διασταλτικότητα. Εξισώσεις έργου. Εφαρμογές.
Εφαρμογές του προσομοιώματος Cam Clay Εργαστηριακές δοκιμές
Κατασκευή επιχώματος σε αργιλικό έδαφος Μετατοπίσεις εδάφους πριν την στερεοποίηση μετά την στερεοποίηση
Δοκιμή πρεσσιομέτρου 4 3.5 3 Σr, Σz, ΣΘ, u, MPa 2.5 2 1.5 1.5 5 1 2 5 1 Distance, r a
Διάσωση του Πύργου της Πίζας
Διάσωση του Πύργου της Πίζας
Κρίσιμη κατάσταση για αμμώδη εδάφη Καταστατικό προσομοίωμα. Πλαστικό δυναμικό, νόμοι ροής και διασταλτικότητα. Συμπεριφορά άμμου με στράγγιση Συμπεριφορά άμμου χωρίς στράγγιση, υπερπίεση, αστράγγιστη αντοχή.
Κρατυνόμενο έδαφος με ερπυσμό Εξάρτηση της δυσκαμψίας από την εντατική κατάσταση. Επιφάνειες διαρροής. Πλαστική παραμόρφωση λόγω αποκλίνουσας τάσης. Πλαστική παραμόρφωση λόγω συμπίεσης. Κριτήριο αστοχίας. ιασταλτικότητα. 1 = 2 = 3
Εφαρμογές: Σταδιακή κατασκευή φράγματος
Εφαρμογές: Εκσκαφή με τριπλή αγκύρωση
Πειραματική ανακυκλική συμπεριφορά άμμου Συμπύκνωση ξηρής άμμου υπό ανακυκλική φόρτιση. Ανάπτυξη υπερπίεσης κορεσμένης άμμου υπό ανακυκλική φόρτιση. Ρευστοποίηση Ανακυκλική κινητικότητα 25 q kpa 2 15 1 5 1 2 3 4 5 p, kpa
Προσομοίωση ανακυκλικής συμπεριφοράς άμμου Καταστατικό προσομοίωμα. Πλαστικό δυναμικό, νόμοι ροής, και διασταλτικότητα Συμπεριφορά άμμου με στράγγιση Συμπεριφορά άμμου χωρίς στράγγιση Υπερπίεση πόρων Αστράγγιστη αντοχή Προσομοίωση εργαστηριακών δοκιμών 2 1 5-5 -2 5 1 15-2 2 2 5 1 15 1-1
Πρόβλεψη αστράγγιστης συμπεριφοράς άμμου: Προσομοίωση ανακυκλικών τριαξονικών δοκιμών 25 σ 1 -σ 3,kg/cm 2 2 15 1 5 1 2 3 4 5 p, kg/cm 2
Εφαρμογές: Πρόγραμμα VELACS - Ρευστοποίηση 27.93 m 3m ιλύς B 3m άμμος άμμος C.6 m.4.3 Επιτάχυνση, Acceleration, g g.2.1.1.2.3.4 5 1 15 2 Time, s Χρόνος, s
Εφαρμογές: Πρόγραμμα VELACS - - Ρευστοποίηση Excess Pore Pressure Ratio, % 14 12 1 8 6 4 PPB 2 FE BE method Χρόνος, Davis Test 5 1 s 15 2 25 3 Time, s Excess Pore Pressure Ratio, % 14 12 1 8 6 4 PPC 2 FE BE method Davis Test 5 1 15 2 25 3 Time, s
Εφαρμογές: Λιμάνι Κόμπε
Εφαρμογές: Λιμάνι Κόμπε Displacement, m -1-2 -3-4 Horizontal Vertical Hor. displacement, m 5 1 15 2 25 3 35 4 Time, s
Excess Pore Pressure Ratio at A and B Excess Pore Pressure Ratio at C and D Δu/σ m 1.8.6.4.2 A B Δu/σ m 1.5 -.5 5 1 15 2 25 3 35 4 Time, s D C 5 1 15 2 25 3 35 4 Time, s Δu/σ m Excess Pore Pressure Ratio at t = 38 s C D A B
Εφαρμογές: σεισμική ανάλυση φραγμάτων φράγμα έδαφος θεμελίωσης σεισμικά κύματα Σεισμική απόκριση του φράγματος Πρόβλεψη των μονίμων παραμορφώσεων και των συνεπειών τους στην λειτουργία του έργου
Φράγμα Μεσοχώρας
Μη γραμμική ανελαστική συμπεριφορά εδάφους & λιθορριπής τ τ G max γ Μη γραμμική ελαστική συμπεριφορά 1-5 < γ < 1-4 Ανελαστική συμπεριφορά 1-4 < γ <1-5 Έντονα ανελαστική συμπεριφορά γ > 1-3
Δυναμική ανάλυση: Προσομοίωση ανακυκλικής δοκιμής απλής διάτμησης Επιβαλλόμενη χρονοϊστορία διατμητικής παραμόρφωσης Σχέση τάσης παραμόρφωσης 6.2 4 Shear Strain, γ (%). -.2 Shear Stress, kpa 2-2 -4 2 4 6 8 1-6 -.2 -.1..1.2 Time, s Shear Strain, γ (%)
Οργάνωση Μαθήματος ίδονται 5 σετ ασκήσεων για επίλυση Η βαθμολογία προκύπτει από το τελικό διαγώνισμα. Προαιρετικό θέμα με βαρύτητα βαθμολογίας 3%