Δυναμική Αλληλεπίδραση Σηράγγων και Υπέργειων Κατασκευών σε Αστικό Περιβάλλον

Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. Δυναμική Αλληλεπίδραση Σηράγγων και Υπέργειων Κατασκευών σε Αστικό Περιβάλλον Dynamic Inteaction Effects between Tunnels and bovegound Stuctues in Uban eas ΤΣΙΝΙΔΗΣ, Γ. ΠΙΤΙΛΑΚΗΣ, Κ. LENZ,. MUGEI, M. Πολιτικός Μηχανικός, MSc, Υποψήφιος Διδάκτορας, Α.Π.Θ. Καθηγητής, Α.Π.Θ.. Πολιτικός Μηχανικός, MSc, Univesity of Catania Καθηγητής, Univesity of Catania ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Η εργασία διερευνά την επιρροή των υπέργειων κατασκευών στην εγκάρσια σεισμική απόκριση αβαθών σηράγγων σε αστικό περιβάλλον. Για το σκοπό αυτό εκτελείται μια σειρά δυναμικών αναλύσεων σε τυπικά συστήματα σήραγγας-εδάφους και υπέργειων κατασκευών, με τις τελευταίες να προσομοιώνονται απλοποιητικά, ως μονοβάθμιοι ταλαντωτές. Εξετάζονται διάφορες παράμετροι επιρροής, όπως η σχετική δυσκαμψία εδάφουςκατασκευής, το βάθος εγκιβωτισμού και η μη γραμμική συμπεριφορά του εδάφους. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η επιρροή των υπέργειων κατασκευών είναι σημαντικότερη σε μικρότερα βάθη εγκιβωτισμού και για πιο δύσκαμπτες σήραγγες. STCT : The pape discusses the effect of above-gound stuctues on the tansvesal seismic esponse of shallow tunnels in uban aeas. o this pupose, a numeical paametic study is caied out on epesentative tunnel-soil-above gound stuctues systems, with the latte being simulated in a simplified way as simple-degee of feedom oscillatos. Seveal cucial issues elated with the dynamic esponse ae accounted in this paametic study, namely: the soil-tunnel elative flexibility, the buial depth and the soil non-linea esponse. esults indicate that above gound stuctues inteaction effects ae moe significant in case of educed buial depths and fo igid tunnels.. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο αντισεισμικός σχεδιασμός υπόγειων κατασκευών (πχ. σηράγγων) γίνεται συνήθως αγνοώντας τα φαινόμενα δυναμικής αλληλεπίδρασης μεταξύ αυτών και υπέργειων κατασκευών, οι οποίες πιθανώς να βρίσκονται σε πολύ κοντινή απόσταση στην εγγύς περιοχή, αν όχι ακριβώς από πάνω (Pitilakis and Tsinidis, 4). Οι περισσότερες μελέτες αναφορικά με το θέμα, αφορούν στην επιρροή της ύπαρξης κοιλότητας-σήραγγας (συνήθως κυκλικής), στο σεισμικό φορτίο της εδαφικής επιφάνειας, η οποία συνήθως περιγράφεται με μια μορφή ενίσχυσης ή μείωσης του σεισμικού φορτίου σε σχέση με την περίπτωση όπου η κοιλότητασήραγγα δεν υφίσταται (μεταξύ άλλων Kouetzis et al., 7, Wang et al., ). Αντίθετα, η επιρροή της ύπαρξης των υπέργειων κατασκευών στα σεισμικά φορτία που αναπτύσσονται στην υπόγεια κατασκευή δεν έχει διερευνηθεί εκτενώς. Στην κατεύθυνση αυτή πραγματοποιείται μια αριθμητική διερεύνηση του προβλήματος, αποτελέσματα της οποίας παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία. Συγκεκριμένα, μελετώνται τα φαινόμενα αλληλεπίδρασης υπέργειων κατασκευών (π.χ. πολυκατοικιών) και σηράγγων κατά την εγκάρσια διεύθυνση της σήραγγας, υπό τη θεώρηση επίπεδης παραμόρφωσης. Στο πλαίσιο της παραμετρικής

m 6m m 6m Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. διερεύνησης εξετάζονται παράμετροι πού δύνανται να επηρεάσουν το πρόβλημα, όπως η διατομή της σήραγγας (κυκλική ή ορθογωνική), η σχετική δυσκαμψία εδάφους-κατασκευής, το βάθος εγκιβωτισμού, τα χαρακτηριστικά της εδαφικής απόκρισης καθώς και η μη γραμμική συμπεριφορά του εδάφους υπό δυναμική φόρτιση.. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Οι αριθμητικές αναλύσεις εκτελέστηκαν για αντιπροσωπευτικά συστήματα σήραγγαςεδάφους-υπέργειων κατασκευών ( Σχήμα ). Συγκεκριμένα εξετάστηκαν περιπτώσεις όπου στην επιφάνεια θεωρήθηκαν, μια (Κατασκευή Α) ή δύο κατασκευές (Κατασκευές Α+Β), οι οποίες προσομοιώθηκαν απλοποιητικά ως μονοβάθμιοι ταλαντωτές επί άκαμπτων θεμελιώσεων, με μηχανικά χαρακτηριστικά που αντιστοιχούν σε τυπικές κτηριακές κατασκευές (6-8 όροφοι). Στην περίπτωση των κυκλικών σηράγγων, μια εκ των δύο υπέργειων κατασκευών βρίσκεται ακριβώς πάνω από τη σήραγγα, θεωρώντας ότι η σήραγγα κατασκευάζεται με υπόγεια εκσκαφή. Στην περίπτωση των ορθογωνικών σηράγγων, οι υπέργειες κατασκευές «τοποθετούνται» εκατέρωθεν της σήραγγας, θεωρώντας ότι η σήραγγα κατασκευάζεται με ανοιχτό όρυγμα και επανεπίχωση. Για να ληφθεί υπόψη η επιρροή των χαρακτηριστικών της εδαφικής απόθεσης στην απόκριση, εξετάστηκαν δυο εδαφικά προφίλ, τα οποία αντιστοιχούν σε εδαφικούς τύπους και C κατά τον Ευρωκώδικα 8 ( Σχήμα ). Οι διαστάσεις των σηράγγων και τα βάθη εγκιβωτι-σμού μεταβάλλονταν παραμετρικά, λαμβάνοντας τις τιμές που παρουσιάζονται στο Σχήμα. Επιπλέον, το πάχος της διατομής και κατά συνέπεια η δυσκαμψία της σήραγγας, μεταβάλ-λονταν κατά περίπτωση, ώστε να μελετηθεί η επιρροή της σχετικής δυσκαμψίας εδάφους-σήραγγας, η οποία εκφράζεται μέσω του συντελεστή σχετικής δυσκαμψίας (Wang, 99). Tfix,Β=.6s m=45t Tfix,=.8s m=6t Tfix,Β=.6s m=45t Tfix,=.8s m=6t b h tw 5m a ts 5m a=b=5, 5 m h=5, m ts, tw: μεταβλητό d h 5m tl d=5, m h=5, m tl: μεταβλητό 5 Vs (m/s) 4 6 8 45 z (m) 6 Type C Type Type C φ = 8-5 c = kpa Type φ = 5-45 c = kpa Σχήμα. Εξεταζόμενα συστήματα και παράμετροι ανάλυσης (α) ορθογωνικές (β) κυκλικές σήραγγες. igue. Studied systems and analysis paametes, (α) ectangula (β) cicula tunnels. Οι αναλύσεις εκτελέστηκαν στον κώδικα πεπερασμένων στοιχείων DIN (DIN, 8). Το έδαφος προσομοιώθηκε με στοιχεία επίπεδης παραμόρφωσης, ενώ η διατομή της σήραγγας και οι υπέργειες κατασκευές (ταλαντωτές) με στοιχεία δοκού. Η βάση του προσομοιώματος θεωρήθηκε άκαμπτη, ενώ τα πλευρικά όρια δεσμεύτηκαν ώστε να κινούνται ταυτόχρονα. Αν και οι ιδιότητες των διεπιφάνειων μεταξύ κατασκευών και εδάφους είναι δυνατό να επηρεάσουν την απόκριση, ιδιαίτερα στην περίπτωση της σήραγγας (Kouetzis et al.,, Tsinidis et al., ), οι αναλύσεις στην συγκεκριμένη περίπτωση, έγιναν με τη θεώρηση πλήρους σύνδεσης των δύο μέσων. Η παραδοχή αυτή είναι συνήθης στην πράξη, ενώ αποτελεί ένα άνω όριο για τις αναπτυσσόμενες διατμητικές τάσεις περιμετρικά της σήραγγας. Η διατομή της σήραγγας και οι υπέργειες κατασκευές προσομοιώθηκαν θεωρώντας ελαστική συμπεριφορά, ενώ για την προσομοίωση του εδάφους υπό δυναμική φόρτιση έγιναν διάφορες παραδοχές. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε ένα ιξωδο-ελαστικό προσομοίωμα, ενώ σε μια δεύτερη σειρά αναλύσεων χρησιμοποιήθηκε ένα ελαστο-πλαστικό

Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. προσομοίωμα με κριτήριο αστοχίας Moh-Coulomb, ώστε να ληφθούν υπόψη οι μόνιμες εδαφικές παραμορφώσεις, θεωρώντας τα ίδια ελαστικά χαρακτηριστικά με τις ελαστικές αναλύσεις. Στη δεύτερη περίπτωση, η αντοχή του εδάφους θεωρήθηκε ότι αυξάνεται με το βάθος, ακολουθώντας την αύξηση την δυστμησίας του εδάφους ( Σχήμα ). Χάριν απλότητας η απόσβεση θεωρήθηκε σταθερή τύπου ayleigh (5 % για το έδαφος και τις υπέργειες κατασκευές). Ως σεισμική διέγερση χρησιμοποιήθηκε ένας εξιδανικευμένος παλμός icke συχνότητας Hz και πλάτους. g, ο οποίος εισήχθη στη βάση του προσομοιώματος με τη μορφή χρονοϊστορίας μετακίνησης, ενώ οι αναλύσεις έγιναν σε δύο βήματα. Αρχικά εισήχθη η βαρύτητα και σε ένα δεύτερο βήμα διεξήχθη η δυναμική ανάλυση.. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Η ενότητα παρουσιάζει ενδεικτικά αποτελέσματα σε όρους μετακινήσεων, δυναμικών εδαφικών ωθήσεων περιμετρικά της σήραγγας (για τις ορθογωνικές σήραγγες) και δυναμικών εντατικών μεγεθών της διατομής.. Παραμορφώσεις σήραγγας συσχετίσεις - Το Σχήμα παρουσιάζει ενδεικτικές εικόνες παραμόρφωσης των αριθμητικών προσομοιωμάτων τη χρονική στιγμή μεγιστοποίησης της διαμετρικής ή διατμητικής παραμόρφωσης των σηράγγων. Στην περίπτωση των ορθογωνικών σηράγγων παρατηρείται πέραν της διατμητικής παραμόρφωσης, και μια στροφή της διατομής, ως αποτέλεσμα μιας λικνιστικής συνιστώσας ταλάντωσης, η οποία ενισχύεται στην περίπτωση πιο δύσκαμπτων σηράγγων (Tsinidis et al.,, Pitilakis and Tsinidis, 4). Η εισαγωγή των υπέργειων κατασκευών προκαλεί ανακατανομή των τάσεων στο έδαφος περιμετρικά της σήραγγας, γεγονός που δύναται να επηρεάσει τις παραμορφώσεις της σήραγγας, όπως παρουσιάζεται στη συνέχεια. α β Σχήμα. Ενδεικτικές εικόνες παραμόρφωσης αριθμητικών προσομοιώματων. igue. epesentative defomed shapes of numeical models. Το Σχήμα παρουσιάζει συσχετίσεις μεταξύ του λόγου διαμετρικής παραμόρφωσης σήραγγας-εδάφους (ovaling atio ) και του συντελεστή σχετικής δυσκαμψίας εδάφουςσήραγγας (Wang, 99), όπως υπολογίστηκαν για τις εξεταζόμενες περιπτώσεις κυκλικών σηράγγων και για διάφορες θεωρήσεις αναφορικά με την ύπαρξη υπέργειων κατασκευών, το βάθος εγκιβωτισμού και την συμπεριφορά του εδάφους. Τα αριθμητικά αποτελέσματα συγκρίνονται με την αναλυτική λύση του Penzien (). Στην περίπτωση που δεν υφίσταται υπέργεια κατασκευή στην επιφάνεια τα αριθμητικά αποτελέσματα είναι σε καλή συμφωνία με την αναλυτική λύση. Γενικά, η εισαγωγή των υπέργειων κατασκευών οδηγεί σε αύξηση της διαμετρικής παραμόρφωσης της σήραγγας (μεγαλύτερος λόγος για τον ίδιο συντελεστή ). Για μικρότερα βάθη εγκιβωτισμού ( Σχήμα α ), η αύξηση αυτή φτάνει το 5- % σε σχέση με την περίπτωση που δεν λαμβάνονται υπόψη οι υπέργειες κατασκευές, ενώ για μεγαλύτερα βάθη η αύξηση εμφανίζεται μειωμένη και φτάνει το 5-6 % ( Σχήμα β ). Οι ελαστο-πλαστικές αναλύσεις δίνουν ελαφρώς μεγαλύτερες τιμές λόγων διαμετρικής παραμόρφωσης, σε σχέση με τις ελαστικές αναλύσεις, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις εύκαμπτων σηράγγων (>8), πιθανώς ως αποτέλεσμα της πλαστικοποίησης του περιβάλλοντος εδάφους, που οδηγεί σε μεγαλύτερες διαμετρικές παραμορφώσεις.

Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. α β.5.5.5.5.5.5 - h=5m 4 6 8 4 6 8.6.4. - h=m.6.4...4.6..4.6.5.5.5.5.5.5 - h=5m 4 6 8 4 6 8.6.4..6.4...4.6 - h=m..4.6 Penzien () Xωρίς Κατασκεύη Κατασκευή Α Κατασκευές Α+Β Σχήμα. Συσχετίσεις - για κυκλικές σήραγγες και βάθη εγκιβωτισμού (α) 5m, (β) m. igue. - coelations fo cicula tunnels and buial depths equal to (α) 5m, (β) m. α - h=5m - h=5m.5.8.5.8.5.6.4.5.6.4.5..5. β.5 5 5 - h=m.8..4.6.5 5 5..4.6 - h=m.8.5.6.4.5.6.4.5..5. 5 5..4.6 5 5..4.6 ndeson et al. (8) Xωρίς Κατασκεύη Κατασκευή Α Κατασκευές Α+Β Σχήμα 4. Συσχετίσεις - για ορθογωνικές σήραγγες και βάθη εγκιβωτισμού (α) 5m, (β) m. igue 4. - coelations fo ectangula tunnels and buial depths equal to (α) 5m, (β) m. Ανάλογες συσχετίσεις του λόγου διατμητικής παραμόρφωσης σήραγγας-εδάφους (acking atio ) με το συντελεστή σχετικής δυσκαμψίας εδάφους-κατασκευής παρουσιάζονται για την περίπτωση των ορθογωνικών σηράγγων στο Σχήμα 4. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με την αναλυτική σχέση που προτείνεται από τους ndeson et al. (8). Στην περίπτωση που δεν υφίστανται υπέργειες κατασκευές και για δύσκαμπτες σήραγγες (<), οι υπολογιζόμενοι λόγοι εμφανίζονται ελαφρώς μεγαλύτεροι σε σχέση με την αναλυτική λύση. Το

σ (kpa) σ (kpa) Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. αντίθετο συμβαίνει στην περίπτωση των εύκαμπτων σηράγγων (>). Ανάλογα με τις κυκλικές σήραγγες, η εισαγωγή των υπέργειων κατασκευών οδηγεί σε αύξηση της διατμητικής παραμόρφωσης της σήραγγας (μεγαλύτερος λόγος για τον ίδιο συντελεστή ), με το φαινόμενο να είναι εντονότερο στην περίπτωση μικρότερου βάθους εγκιβωτισμού ( Σχήμα 4α ). Η αύξηση αυτή φτάνει το -5 % σε σχέση με την περίπτωση που δεν λαμβάνονται υπόψη οι υπέργειες κατασκευές. Και σε αυτή την περίπτωση, οι ελαστοπλαστικές αναλύσεις δίνουν ελαφρώς μεγαλύτερες παραμορφώσεις, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις εύκαμπτων σηράγγων (>7). Γενικότερα, η αύξηση της διαμετρικής ή διατμητικής παραμόρφωσης της σήραγγας οδηγεί σε αύξηση των δυναμικών εντατικών μεγεθών της σήραγγας, με το φαινόμενο να είναι εντονότερο στην περίπτωση των δύσκαμπτων σηράγγων, λόγω της σχετικής αδυναμίας τους να παρακολουθήσουν τις αυξημένες παραμορφώσεις.. Δυναμικές εδαφικές ωθήσεις Το Σχήμα 5 παρουσιάζει ενδεικτικές συγκρίσεις περιβαλλουσών δυναμικών ωθήσεων, όπως υπολογίστηκαν για διάφορες περιπτώσεις ορθογωνικών σηράγγων και για διάφορες παραδοχές σε σχέση με την συμπεριφορά του εδάφους και την ύπαρξη υπέργειων κατασκευών. Θεωρώντας ελαστική απόκριση για το έδαφος, το δυναμικό τμήμα των ωθήσεων αυξάνεται κοντά στους κόμβους τοιχωμάτων-πλακών λόγω της μεγαλύτερης δυσκαμψίας της διατομής σε αυτές τις θέσεις. Η εισαγωγή των υπέργειων κατασκευών οδηγεί γενικά σε αύξηση των δυναμικών ωθήσεων, με αυτή να είναι σημαντικότερη στις περιπτώσεις δύσκαμπτων σηράγγων σε μικρό βάθος. Η θεώρηση της μη γραμμικής συμπεριφοράς του εδάφους οδηγεί σε πιο σύνθετες κατανομές των δυναμικών ωθήσεων, κυρίως στην περίπτωση εύκαμπτων σηράγγων, λόγω της αυξημένης πλαστικοποίησης του εδάφους περιμετρικά της σήραγγας, η οποία οδηγεί σε ανακατανομές τάσεων. Ανάλογα συμπεράσματα προκύπτουν και για τις δυναμικές διατμητικές τάσεις περιμετρικά των σηράγγων. 5m x 5m, h=5m, =. 5m x 5m, h=5m, =.6 5m x 5m, h=5m, =7.6-5 - -5 - -5 5m x 5m, h=5m, =. -5-5 - - -5-5 - - 5m x 5m, h=5m, =.6 5m x 5m, h=5m, =7.6-5 -5 Χωρίς Κατασκευή Κατασκευή Α Κατασκευές Α+Β D C x - -5 - -5 - -5 - - - Σχήμα 5. Περιβάλλουσες δυναμικών ωθήσεων για διάφορες περιπτώσεις σηράγγων. igue 5. Dynamic eath pessues envelopes fo diffeent tunnel cases.. Δυναμικά εντατικά μεγέθη Το Σχήμα 6 παρουσιάζει ενδεικτικές συγκρίσεις περιβαλλουσών καμπτικών ροπών (απόλυτες τιμές δυναμικού τμήματος) για διάφορες περιπτώσεις κυκλικών σηράγγων. Ανάλογα αποτελέσματα παρουσιάζονται στο Σχήμα 7 για την περίπτωση ορθογωνικών σηράγγων.

Μ (knm/m) Μ (knm/m) Μ (knm/m) Μ (knm/m) Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. 5 h=5m, d=5m, =.5 h=5m, d=5m, =.4 h=m, d=5m, =.5 5 5 9 8 7 6 h=5m, d=5m, =.5 9 8 7 6 h=5m, d=5m, =.4 4 7 4 Χωρίς Κατασκευή Κατασκευή Α 9 8 7 6 Κατασκευές Α+Β Κατασκευή Κατασκευή h=m, d=5m, =.5 θ 5 7 9 8 7 6 9 8 7 6 9 8 7 6 Σχήμα 6. Περιβάλλουσες δυναμικών καμπτικών ροπών κυκλικών σηράγγων. igue 6. Dynamic bending moment envelopes fo cicula tunnels. 8 6 4 8 6 4 5m x 5m, h=5m, =. 5m x 5m, h=5m, =. 8 6 4 5m x 5m, h=5m, =.6 8 6 4 h=5m, d=5m, =.4 8 6 4 5m x 5m, h=m, =. 8 6 4 5m x 5m, h=m, =. Κατασκευή Σχήμα 7. Περιβάλλουσες δυναμικών καμπτικών ροπών ορθογωνικών σηράγγων. igue 7. Dynamic bending moment envelopes fo ectangula tunnels. Χωρίς Κατασκευή Κατασκευή Α Κατασκευές Α+Β Κατασκευή Θεωρώντας ελαστική συμπεριφορά για το έδαφος, ο συνυπολογισμός των υπέργειων κατασκευών έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση του δυναμικού τμήματος της καμπτικής ροπής, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις δύσκαμπτων σηράγγων. Ανάλογα συμπεράσματα προκύπτουν για το αξονικό φορτίο της διατομής. Στις περιπτώσεις ορθογωνικών σηράγγων, η αύξηση των εντατικών μεγεθών εμφανίζεται πιο σημαντική στα τοιχώματα συγκριτικά με τις πλάκες. Η θεώρηση μη γραμμικής συμπεριφοράς του εδάφους οδηγεί σε ορισμένες περιπτώσεις, σε παραμένουσες τιμές στα εντατικά μεγέθη της σήραγγας μετά το πέρας της διέγερσης, λόγω πλαστικοποιήσεων του εδάφους περιμετρικά της σήραγγας, οι οποίες οδηγούν σε ανακατανομές τάσεων (ελαστο-πλαστικές αναλύσεις). Η παραμένουσα αυτή συμπεριφορά, η οποία έρχεται σε συμφωνία με πρόσφατα πειραματικά αποτελέσματα από δυναμικά πειράματα φυγοκεντριστή, τόσο σε κυκλικές (Lanzano et al., ), όσο σε ορθογωνικές σήραγγες (Tsinidis et al., 4), είναι πιο έντονη στις περιπτώσεις εύκαμπτων σηράγγων όπου τα φαινόμενα πλαστικοποίησης είναι πιο σημαντικά. Σε μια πρώτη προσπάθεια να ομαδοποιηθούν τα αποτελέσματα, υπολογίστηκαν λόγοι της μέγιστης τιμής του εντατικού μεγέθους για την περίπτωση που λαμβάνεται υπόψη η ύπαρξη υπέργειων κατασκευών σε σχέση με την τιμή του μεγέθους στην ίδια θέση όταν αυτές D C

Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. αγνοούνται (λόγοι απόκρισης ). Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν από τις περιβάλλουσες των εντατικών μεγεθών για τη σήραγγα, θεωρώντας και τις δύο υπέργειες κατασκευές στην επιφάνεια, και παρουσιάζονται στο Σχήμα 8, ως συνάρτηση των διαστάσεων της σήραγγας και του βάθους εγκιβωτισμού, τόσο για κυκλικές όσο και για ορθογωνικές σήραγγες. Κυκλικές σήραγγες Καμπτική Ροπή Αξονικό Φορτίο Ορθογωνικές σήραγγες Καμπτική Ροπή Αξονικό Φορτίο.5..5..5 4 6 8 4 6 8.5..5..5 4 6 8..5..5..5.5..5..5..5 4 6 8 h=5m,d=5m h=5m,d=m h=m,d=5m h=m,d=m... 5 5 5 5.6.5.4... 5 5 5m x 5m, h=5m.5.5.5..8.6.4. 5 5 5m x 5m, h=m 5m x 5m, h=5m 5m x 5m, h=m Σχήμα 8. Λόγοι απόκρισης ως συνάρτηση του συντελεστή σχετικής δυσκαμψίας εδάφουςσήραγγας, των διαστάσεων της σήραγγας και του βάθους εγκιβωτισμού. igue 8. esponse atios computed fo diffeent flexibility atios, tunnel dimensions and buial depths. Όπως παρουσιάστηκε και προηγουμένως, στις περισσότερες περιπτώσεις η εισαγωγή των υπέργειων κατασκευών οδηγεί σε αύξηση των εντατικών μεγεθών της σήραγγας. Γενικά, η επιρροή των υπέργειων κατασκευών είναι, όπως αναμένεται, μεγαλύτερη (μεγαλύτεροι λόγοι απόκρισης) για μικρότερα βάθη εγκιβωτισμού και στις περιπτώσεις δύσκαμπτων σηράγγων μικρών σχετικά διαστάσεων. Για τις περιπτώσεις των κυκλικών σηράγγων, η συνεκτίμηση της ταλάντωσης των υπέργειων κατασκευών οδηγεί σε αύξηση του αξονικού φορτίου έως και % σε σχέση με την περίπτωση που οι κατασκευές αγνοούνται. Η αύξηση σε όρους καμπτικής ροπής μπορεί να φτάσει το 5 %. Στην περίπτωση των ορθογωνικών σηράγγων, οι παρατηρούμενες αυξήσεις σε όρους καμπτικής ροπής αγγίζουν το 5-6 %, ενώ σε όρους αξονικού φορτίου, η αύξηση μπορεί να είναι κατά πολύ μεγαλύτερη (- φορές μεγαλύτερο αξονικό όταν λαμβάνονται υπόψη οι υπέργειες κατασκευές σε σχέση με την περίπτωση που αγνοούνται). Γενικά, στις περιπτώσεις των ορθογωνικών σηράγγων οι αυξήσεις αφορούν στα τοιχώματα (πχ. κόμβος πλάκας θεμελίωσης με το τοίχωμα). Σημειώνεται ότι οι ιδιότητες της διεπιφάνειας σήραγγα-έδαφος δύνανται να επηρεάσουν σημαντικά τόσο το αξονικό φορτίο της διατομής της σήραγγας, όσο και την καμπτική ροπή. Πράγματι, το αξονικό φορτίο της διατομής εξαρτάται από τις διατμητικές τάσεις στην περίμετρο της κατασκευής, οι οποίες σχετίζονται άμεσα με τις ιδιότητες της διεπιφάνειας. Επιπλέον η διεπιφάνεια σήραγγας-εδάφους φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά τη μη γραμμική συμπεριφορά του εδάφους στην περίμετρο της σήραγγας και συνεπώς την κατανομή των καμπτικών ροπών της διατομής. Συνεπώς, η εισαγωγή διεπιφάνειας μεταξύ σήραγγας-

Συνεδρία XV Σήραγγες_XV. εδάφους αναμένεται να επηρεάσει τα αποτελέσματα, τα οποία αναφέρονται σε ένα άνω όριο αναφορικά με τις αναπτυσσόμενες διατμητικές τάσεις. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η εργασία παρουσιάζει αντιπροσωπευτικά αποτελέσματα μιας προκαταρκτικής αριθμητικής παραμετρικής διερεύνησης της επιρροής υπέργειων κατασκευών στην εγκάρσια δυναμική συμπεριφορά αβαθών σηράγγων σε αστικό περιβάλλον. Το βασικό συμπέρασμα που προκύπτει, είναι ότι ο συνυπολογισμός των υπέργειων κατασκευών οδηγεί στις περισσότερες περιπτώσεις σε αύξηση των εντατικών μεγεθών στην σήραγγας σε σχέση με την περίπτωση που αυτές αγνοούνται. Η επιρροή είναι πιο έντονη στις περιπτώσεις δύσκαμπτων σηράγγων σε μικρά βάθη εγκιβωτισμού. Είναι προφανές ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να καταστεί δυνατή μια πιο ακριβής ποσοτικοποίηση της επιρροής, καθώς το πρόβλημα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από πληθώρα παραμέτρων, όπως τα χαρακτηριστικά της σεισμικής διέγερσης, οι ιδιότητες της διεπιφάνειας σήραγγας-εδάφους, ο αριθμός, η θέση και τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υπέργειων κατασκευών, η ύπαρξη υπόγειων στις υπέργειες κατασκευές καθώς επίσης και τα σύνθετα φαινόμενα αλληλεπίδρασης που σχετίζονται με την διαμήκη δυναμική συμπεριφορά (πχ. απώλεια συγχρωτισμού). 5. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ DIN (8), utomatic Dynamic Incemental Nonlinea nalysis. Theoy and Modelling Guide, DIN &D, Inc. Watetown, US. ndeson, D.G., Geoffey,.M., Ignatius, L. and Wang, J.N. (8), NCHP6: Seismic analysis and design of etaining walls, buied stuctues, slopes and embankments, National Coopeative Highway eseach Pogam, Tanspotation eseach oads, US. Kouetzis, G., ouckovalas, G., Sofianos.. and Yiouta Mita P. (7), Detimental effects of uban tunnels on design seismic gound motions. Poceedings of the nd Japan- Geece Wokshop on Seismic Design, Obsevation, and etofit of oundations. pil -4, 7, Tokyo, Japan. Kouetzis, G., Sloan, S. and Cate, J. (), Effect of inteface fiction on tunnel line intenal foces due to seismic S- and P-wave popagation. Soil Dynamics and Eathquake Engineeing, Vol. 46, pp.4-5. Penzien, J. (), Seismically induced acking of tunnel linings. Eathquake Engineeing and Stuctual Dynamics, Vol. 9, pp. 684-69. Pitilakis, K. and Tsinidis, G. (4), Pefomance and seismic design of undegound stuctues, Eathquake Geotechnical Engineeing Design (Maugei M, Soccodato C (eds)). Geotechnical, Geological and Eathquake Engineeing, 8, pp. 79-4, Spinge Intenational Publishing, doi:.7/978--9-8-8_. Tsinidis, G., Pitilakis, K., Tikalioti,.D. (), Numeical simulation of ound obin numeical test on tunnels using a simplified kinematic hadening model. cta Geotechnica, doi:.7/s44--9-9. Tsinidis, G., Heon, C., Pitilakis, K. and Madabhushi, S.P.G. (4), Physical modeling fo the evaluation of the seismic behavio of squae tunnels, Seismic evaluation and ehabilitation of stuctues. (Ilki and adis M (eds.)). Geotechnical Geological and Eathquake Engineeing, 6, Spinge Intenational Publishing, Switzeland, 4, pp.89-46. Wang, H.., Lou, M.L., Chen, X. and Zhai, Y.M. (), Stuctue soil stuctue inteaction between undegound stuctue and gound stuctue. Soil Dynamics and Eathquake Engineeing, Vol. 54, pp. -8. Wang, J.N. (99) Seismic Design of Tunnels: Simple State of the t Design ppoach, Pasons inckehoff Inc., New Yok, US.