ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ ΕΠΟΠΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΔΙΑΛΕΞΕΩΝ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΗΡΑΓΓΕΣ», Μέρος 2 : ΣΗΡΑΓΓΕΣ 9 ο Εξ. ΠΟΛ. ΜΗΧ. - Ακαδ. Ετος 2013-14 04 Ανάλυση της Μόνιμης Επένδυσης Μ. ΚΑΒΒΑΔΑΣ, Αναπλ. Καθηγητής ΕΜΠ 24.02.2014
Μόνιμη Επένδυση Σηράγγων Άμεση υποστήριξη Γεω-ύφασμα προστασίας μεμβράνης Στεγανωτική μεμβράνη Σκυρόδεμα Μόνιμης Επένδυσης
Μόνιμη Επένδυση Σηράγγων Συναρμολόγηση χαλύβδινου οπλισμού
Μόνιμη Επένδυση Σηράγγων Σκυροδέτηση με μεταλλότυπο
Μόνιμη Επένδυση Σηράγγων Φορείο οπλισμού και μεταλλότυπος επένδυσης
Ανάλυση και Διαστασιολόγηση της Μόνιμης Επένδυσης Σηράγγων 1. Φορτίσεις 2. Απαιτήσεις Κανονισμών / Οδηγιών 3. Ειδικές Λειτουργικές Απαιτήσεις Από το περιβάλλον έδαφος Από υδατικές πιέσεις (εξωτερικές ή εσωτερικές) Από μεταγενέστερες κατασκευές στην επιφάνεια Από σεισμικές δράσεις Από θερμοκρασιακές μεταβολές Από πρόσκρουση οχήματος, έκρηξη, πυρκαϊά και λοιπές λειτουργικές δράσεις
Ανάλυση της Μόνιμης Επένδυσης Σηράγγων Ιδιαιτερότητα των φορτίσεων από το περιβάλλον έδαφος : 1. Πρόκειται για αποτέλεσμα της «αλληλεπίδρασης» : Μόνιμης επένδυσης Άμεσης υποστήριξης Εδάφους, και όχι για a-priori γνωστά φορτία Συνεπώς, δεν έχει νόημα το ερώτημα : «Δώστε μου τα φορτία για να σχεδιάσω τη μόνιμη επένδυση» 2. Οι πιθανές τιμές έχουν πολύ μεγάλο εύρος διακύμανσης : Ανω όριο : Αποκατάσταση γεωστατικών φορτίων (p = γ Η) π.χ. Σήραγγα σε βάθος 150m : p = 24 kn/m 3 x 150m = 3600 kpa Κάτω όριο : Μηδέν (p = 0) π.χ. Κατασκευή της μόνιμης επένδυσης μετά την εξισορρόπηση των φορτίων του εδάφους από την άμεση υποστήριξη Πραγματικότητα : Κάπου ανάμεσα Το μέγεθος των φορτίων εξαρτάται από ποικίλους παράγοντες (έδαφος, τρόπος διάνοιξης, χρόνος άμεσης + μόνιμης επένδυσης)
Μέθοδοι ανάλυσης της μόνιμης επένδυσης 1. Θεώρηση «γνωστών» φορτίων p v 2. Θεώρηση αλληλεπίδρασης εδάφους άμεσης υποστήριξης μόνιμης επένδυσης p h p h Εκτίμηση των φορτίων p v, p h : Εμπειρικές μέθοδοι (π.χ φορτία Terzaghi) Αναλυτικές μέθοδοι (π.χ. θεωρία Terzaghi) Μεταφορά φορτίων άμεσης υποστήριξης Νεκρό φορτίο πλαστικής ζώνης Εμπειρία μελετητή Τα φορτία της μόνιμης επένδυσης προκύπτουν από την προσομοίωση του γεωυλικού, της άμεσης και μόνιμης επένδυσης και του προγράμματος κατασκευής
Μέθοδοι ανάλυσης της μόνιμης επένδυσης 1. Θεώρηση «γνωστών» φορτίων p v 1.1. Εμπειρική μέθοδος Terzaghi (1946) - Τροποποίηση κατά Deere (1970) Σήραγγα εύρους B - ύψους Η t H p = ύψος φορτίζουσας βραχόμαζας p h p v = γ Η p p h 0.5 p v Συνήθως, οι ανωτέρω πιέσεις συνδυάζονται με ακτινικά και εφαπτομενικά ελατήρια (ως κατωτέρω)
Μέθοδοι ανάλυσης της μόνιμης επένδυσης 1. Θεώρηση «γνωστών» φορτίων p v = από υπολογισμό 1.2. Αναλυτική μέθοδος Terzaghi (θεωρία σιλό) p h 0.5 p v B b 2h tan 45 2
1.2. Αναλυτική μέθοδος Terzaghi (θεωρία σιλό) Ισορροπία δυνάμεων στη λωρίδα πάχους dz : d dz B dz B B 2 Ανάπτυξη διατμητικής αντοχής στις παρειές της λωρίδας : h v c tan c v v K tan v Συνδυασμός των ανωτέρω δίνει : B 2c d dz v 2K tan B Επίλυση με συνοριακή συνθήκη (σ v = q στο z =0), δίνει την πίεση που ασκείται σε κάθε βάθος (z) πάνω από τη σήραγγα, και βεβαίως στην οροφή της σήραγγας (για z = H) : v 1 B v q A e A z A 1 2 2 K A 2 tan B 2c A 1 2 B 2K tan
1.2. Αναλυτική μέθοδος Terzaghi (θεωρία σιλό) v q A e A z A 1 2 Διερεύνηση : 2 K A 2 tan B 2c A 1 2 B 2K tan d v dz 0 A2 q v 0 A 0 2 c 1 2 B Kq tan 1 2 B Kq tan c z c 1 2 2K B c 1 2 B B 2 K q tan ln 1 tan 2c B
Εφαρμογή της μεθόδου Terzaghi για την εκτίμηση των φορτίων στην μόνιμη επένδυση σήραγγας 1. Εκτιμάται το ύψος (H p ) του φορτίζοντος εδάφους, με χρήση της εμπειρικής μεθόδου Terzaghi 2. Σε αβαθείς σήραγγες, δηλαδή εάν το βάθος (Η) της σήραγγας είναι μικρότερο του H p (H < H p ) : v A H q A e 1 p A 2 ph 0. 5 p v K A 2 tan B 2c A 1 2 B 2K tan 3. Σε βαθιές σήραγγες, δηλαδή εάν H > H p. Επιρροή μόνον του φορτίζοντος εδάφους (τίθεται Η=Η p ) : 2 A1 p A 1 e v 2 H p ph 0. 5 p v
Εφαρμογή της μεθόδου Terzaghi για την εκτίμηση των φορτίων στην μόνιμη επένδυση σήραγγας Παράδειγμα εφαρμογής : Σήραγγα εύρους b=10m και ύψους h=10m Κατακερματισμένη βραχόμαζα με RQD = 15% : H p = 1.0 (b+h) = 20m Χαρακτηριστικά εδάφους : c = 50 kpa, φ =34 ο, γ=21 kn/m 3, K=0.75 Επιφόρτιση : q = 20 kpa Υπολογισμός : B = 20.6m K A 2 tan B 2c A 1 2 B 2K tan A 1 = 0.049, A 2 = 329.443 1. Βαθιά σήραγγα, Η=70m > Η p = 20m : A A 1 e 1 H p p v p v = 206 kpa, p h = 0.5 p v = 103 kpa 2 2. Αβαθής σήραγγα, Η=15m < Η p = 20m : v A H q A e 1 p A 2 2 p v = 181 kpa, p h = 0.5 p v = 91 kpa
1.3. Αναλυτική μέθοδος Protodyakonov για βαθιές σήραγγες B b 2h tan 45 2 Η μέθοδος υπολογίζει το ύψος Η του φορτίζοντος πρίσματος : όπου : B H 2 f f c tan cm Τιμές του συντελεστή (f) δίνονται παρακάτω. Το φορτίζον πρίσμα θεωρείται παραβολικού σχήματος, οπότε το βάρος του είναι : W 2 S BH 3 1 3 f B και η μέση πίεση στη βάση του είναι : 2 p v W B p v 1 3 f B ph 0. 5 p v
1.3. Αναλυτική μέθοδος Protodyakonov p v Τιμές του συντελεστή f : 1 3 f B B b 2h tan 45 2
1.3. Αναλυτική μέθοδος Protodyakonov Παράδειγμα εφαρμογής : Σήραγγα εύρους b=10m και ύψους h=10m Κατακερματισμένη βραχόμαζα με f = 1 : Χαρακτηριστικά εδάφους : φ =34 ο γ = 21 kn/m 3 Υπολογισμός : B b 2h tan 45 2 Υψος φορτίζοντος πρίσματος : = 20.6 m B H 2 f =10.3 m Βαθιά σήραγγα (Βάθος > 10.3m) : p v 1 3 f B = (1/3) x 21 x 20.6 = 144 kpa p v = 144 kpa, p h = 72 kpa Παρατήρηση : Η μέθοδος Protodyakonov συνήθως δίνει χαμηλότερες πιέσεις από την μέθοδο Terzaghi
ΠΛΕΥΡΙΚΑ ΕΛΑΤΗΡΙΑ p v p h p h Ακτινικό ελατήριο : k r 2 E D (1 ) Το k r είναι ΜΟΝΟΝ θλιπτικό!!!!! Εφαπτομενικό ελατήριο : k tan k r D = μέση διάσταση της σήραγγας Ε, ν = χαρακτηριστικά εδάφους δ = γωνία τριβής επένδυσης εδάφους δ = 5-10 ο εάν υπάρχει λεία στεγανωτική μεμβράνη δ = 25-45 ο, αναλόγως της τραχύτητας της δι-επιφάνειας επένδυσης - εδάφους
Προέλευση των φορτίων της μόνιμης επένδυσης εκ του εδάφους Εύκολα φορτία Δύσκολα φορτία 1. Από τα αγκύρια και τα χαλύβδινα πλαίσια Λόγω βαθμιαίας αποφόρτισης (και διάβρωσης) των αγκυρίων και διάβρωσης των χαλύβδινων πλαισίων 2. Από το εκτοξ. σκυρόδεμα της άμεσης υποστήριξης (α) Λόγω διαφοράς του συντελεστή ασφαλείας μεταξύ προσωρινού και μόνιμου έργου (λογιστικά φορτία) (β) Λόγω αυξημένου ερπυσμού του εκτοξ. σκυροδέματος (έντονα φορτιζόμενο άν και μεγαλύτερο σε ηλικία) ως προς το σκυρόδεμα της μόνιμης επένδυσης (αρχικά αφόρτιστο άν και νεώτερο) 3. Λόγω ερπυσμού του εδάφους εκ των διατμητικών τάσεων από την διάνοιξη της σήραγγας (συνθλιψιμότητα - squeezing) Βαθμιαία φόρτιση της μόνιμης (αλλά και της άμεσης) επένδυσης λόγω παρεμπόδισης της τάσης του εδάφους για μακροχρόνια σύγκλιση του τοιχώματος της σήραγγας (έστω και 1cm αρκεί...) 4. Λόγω διόγκωσης του εδάφους εξ αρνητικής στερεοποίησης (διογκωσιμότητα swelling) Αποτόνωση των αρνητικών υπερπιέσεων πόρων λόγω της διάνοιξης
Προέλευση των εκ του εδάφους φορτίων της μόνιμης επένδυσης 1α. Από τα αγκύρια Βαθμιαία αποφόρτιση λόγω παγίωσης της κεφαλής τους, και τελικώς μακροχρόνια διάβρωση Αποτέλεσμα : Το σύνολο των αρχικών φορτίων των αγκυρίων μεταφέρεται στη Μόνιμη Επένδυση ως πίεση (p) Συνήθη παθητικά αγκύρια 200 kn ( Φ25mm - S500) Κάνναβος a x b Ισοδύναμη πίεση p (kpa) p ως προς p o για σήραγγα βάθους H=150m (p o = γ Η) 2.5 x 2.5 m 25 p = 0.007 p o 2.0 x 2.0 m 40 p = 0.011 p o 1.5 x 1.5 m 70 p = 0.019 p o 1.0 x 1.0 m 160 p = 0.044 p o Όπου : p = P all / a b, P all = 160 kn (FS = 1.25), p o = γ Η = 3.6 MPa
Προέλευση των εκ του εδάφους φορτίων της μόνιμης επένδυσης 1β. Από τα χαλύβδινα πλαίσια Βαθμιαία διάβρωση λόγω ανεπαρκούς επικάλυψης Αποτέλεσμα : Το σύνολο των αρχικών φορτίων των πλαισίων μεταφέρεται στη Μόνιμη Επένδυση ως πίεση (p) Πλαίσια ΗΕΒ 140 Fe360 (A=43cm 2 ) σε σήραγγα εύρους B=12m Αποστάσεις s (m) Ισοδύναμη πίεση p (kpa) p ως προς p o για σήραγγα βάθους H=150m (p o = γ Η) 2.0 42 p = 0.012 p o 1.5 55 p = 0.015 p o 1.0 83 p = 0.023 p o 0.75 111 p = 0.031 p o Όπου : p = P all / (Β/2) s, P all = 500 kn (FS = 2), p o = γ Η = 3.6 MPa
Προέλευση των εκ του εδάφους φορτίων της μόνιμης επένδυσης 2α. Από το εκτοξ. σκυρόδεμα της άμεσης υποστήριξης Λόγω διαφοράς του συντ. ασφαλείας προσωρινού και μόνιμου έργου π.χ. Αμεση υποστήριξη : FS = 1.50 Μόνιμη Επένδυση : FS = 1.75 Αποτέλεσμα : Μέρος του αρχικού φορτίου του εκτοξ. σκυροδέματος μεταφέρεται (λογιστικά) στη Μόνιμη Επένδυση ως πίεση (p) Εκτοξ. σκυρόδεμα Β25 σε σήραγγα εύρους B=12m Πάχος t (cm) Ισοδύναμη πίεση p (kpa) p ως προς p o για σήραγγα βάθους H=150m (p o = γ Η) 10 40 p = 0.011 p o 15 60 p = 0.017 p o 20 80 p = 0.022 p o 25 100 p = 0.028 p o Όπου : p = Δσ all t / (Β/2), Δσ all = 2.38 MPa, p o = γ Η = 3.6 MPa p 15% της πίεσης που αρχικώς αναλαμβάνει το εκτοξ. σκυρόδεμα
2β. Φορτία από το εκτοξ. σκυρόδεμα της άμεσης υποστήριξης Λόγω αυξημένου ερπυσμού του εκτ. σκυροδέματος σε σχέση με το σκυρόδεμα της μόνιμης επένδυσης (χωρίς ερπυσμό του εδάφους) Εκτοξ. σκυρόδεμα : έντονα φορτιζόμενο (άν και μεγαλύτερο σε ηλικία) Μόνιμη επένδυση : αρχικά αφόρτιστη (άν και νεώτερη σε ηλικία) Αποτέλεσμα : Μεταφορά μέρους του φορτίου του εκτοξευόμενου σκυροδέματος στη Μόνιμη Επένδυση (ως πίεση p) Σήραγγα
Et / Eo 2β. Φορτία από το εκτοξ. σκυρόδεμα της άμεσης υποστήριξης Μοντέλο ερπυσμού του σκυροδέματος : 1 0.9 0.25 E t Eo 1 1 exp t E t Eo 1 / t c 0.8 0.7 0 1 2 3 4 5 t / tc t e ερπυστική ελαστική Ε ο (GPa) E t / E o t c (μήνες) Εκτοξ. σκυρόδεμα 30 0.80 0.25 3 Εγχυτο σκυρόδεμα 30 0.90 0.11 12
2β. Φορτία από το εκτοξ. σκυρόδεμα της άμεσης υποστήριξης Αποτελέσματα της ανάλυσης για : t M / t A = 50cm / 20cm = 2.5, p r / p o = 0.30 ( λ=70% ) Δt = χρονική υστέρηση στην κατασκευή της μόνιμης επένδυσης p = μακροχρόνια πίεση στην μόνιμη επένδυση Δt (μήνες) Ισοδύναμη πίεση p (kpa) p ως προς p o για σήραγγα βάθους H=150m (p o = γ Η) 1 82 p = 0.023 p o 2 59 p = 0.016 p o 3 42 p = 0.012 p o 4 30 p = 0.008 p o 6 15 p = 0.004 p o 8 8 p = 0.002 p o 12 2 p = 0.0005 p o 24 0.4 p = 0.000002 p o
Προέλευση των εκ του εδάφους φορτίων της μόνιμης επένδυσης 3. Λόγω ερπυσμού του εδάφους εκ των διατμητικών τάσεων από την διάνοιξη της σήραγγας (συνθλιψιμότητα - squeezing) Οι διατμητικές τάσεις q = σ θ σ r μπορούν να προκαλέσουν ερπυστικές παραμορφώσεις σε εδαφικούς σχηματισμούς (κυρίως) Η παρεμπόδιση των ερπυστικών παραμορφώσεων από την μόνιμη επένδυση, προκαλεί βαθμιαία αύξηση της επ αυτής φόρτισης
3. Φορτία στη μόνιμη επένδυση λόγω ερπυσμού του εδάφους Η πίεση p r που ασκεί το έδαφος αυξάνει με τον χρόνο Αποτέλεσμα : Βαθμιαία φόρτιση της μόνιμης (αλλά και της άμεσης) επένδυσης λόγω παρεμπόδισης της τάσης του εδάφους για μακροχρόνια σύγκλιση του τοιχώματος της σήραγγας (έστω και 1cm αρκεί...) Ενδείξεις ερπυσμού : Τάση για συνεχιζόμενη αύξηση των συγκλίσεων και μετά την ολοκλήρωση της διάνοιξης. Παρουσιάζεται κυρίως σε εδάφη και μαλακούς / αποσαθρωμένους βράχους.
Et / Eo 3. Φορτία στη μόνιμη επένδυση λόγω ερπυσμού του εδάφους Μοντέλο ερπυσμού του εδάφους : E 1 0.9 0.8 t Eo 1 t Καθαρώς διατμητικός ερπυσμός : Κ = σταθ. e E t 1.0 Eo 1 1 exp t / t G t 3K Et 9 K E t c 0.7 0.6 0.5 0.4 0 1 2 3 4 5 t / tc
Αύξουσα συνθλιψιμότητα 3. Φορτία στη μόνιμη επένδυση λόγω ερπυσμού του εδάφους Μοντέλο ερπυσμού του εδάφους : Μέγεθος ερπυσμού του εδάφους t Αμελητέος 0.05 0.95 Πολύ μικρός 0.1 0.91 Μικρός 0.25 0.80 Μέτριος 0.5 0.67 Μεγάλος 1.0 0.50 Πολύ μεγάλος 2.5 0.29 e E E t o 1 1 = ερπυστική παραμόρφωση ως ποσοστό της ελαστικής δηλαδή = μακροχρόνια σύγκλιση / άμεση σύγκλιση
3. Φορτία στη μόνιμη επένδυση λόγω ερπυσμού του εδάφους Χαρακτηριστικά αποτελέσματα των προηγούμενων αναλύσεων : Τιμές του p / p o Ερπυσμός του εδάφους Χρονική υστέρηση στην κατασκευή της μόνιμης επένδυσης (Δt) 3 μήνες 6 μήνες 12 μήνες Αμελητέος 0.05 0.027 0.023 0.018 Πολύ μικρός 0.1 0.050 0.044 0.034 Μικρός 0.25 0.107 0.092 0.068 Μέτριος 0.5 0.169 0.141 0.101 Μεγάλος 1.0 0.233 0.186 0.125 Πολύ μεγάλος 2.5 0.274 0.198 0.138 p = μακροχρόνια πίεση στη μόνιμη επένδυση p o = αρχική γεωστατική πίεση
3. Φορτία στη μόνιμη επένδυση λόγω ερπυσμού του εδάφους Χαρακτηριστικά αποτελέσματα των προηγούμενων αναλύσεων : Τιμές του p (σε kpa) για p o = 3.6 MPa (βάθος Η=150m) Χρονική υστέρηση στην κατασκευή Ερπυσμός του της μόνιμης επένδυσης (Δt) εδάφους 3 μήνες 6 μήνες 12 μήνες Αμελητέος 0.05 97 83 65 Πολύ μικρός 0.1 180 158 122 Μικρός 0.25 385 331 245 Μέτριος 0.5 608 508 364 Μεγάλος 1.0 839 670 450 Πολύ μεγάλος 2.5 986 713 497 p = μακροχρόνια πίεση στη μόνιμη επένδυση p o = αρχική γεωστατική πίεση
Προέλευση των εκ του εδάφους φορτίων της μόνιμης επένδυσης 4. Λόγω διόγκωσης του εδάφους εξ αρνητικής στερεοποίησης (διογκωσιμότητα swelling) Μείωση της μέσης τάσης σ = (σ r +σ θ +σ z ) / 3 στην πλαστική περιοχή, και συνεπώς ανάπτυξη αρνητικής πίεσης πόρων (Δu < 0) Στερεοποίηση με βαθμιαία απορρόφηση νερού και διόγκωση Εάν η τάση για διόγκωση παρεμποδισθεί, αναπτύσσεται πίεση στην επένδυση
4. Φορτία λόγω διογκωσιμότητας του εδάφους (swelling) Χαρακτηριστικά αποτελέσματα των προηγούμενων αναλύσεων : Τιμές του p / p o Χρόνος κατασκευής μόνιμης επένδυσης Συντελεστής στερεοποιήσεως c (m 2 / έτος) Μέση άργιλος 10 m 2 / έτος Στιφρή 25 m 2 / έτος Σκληρή 50 m 2 / έτος Ημίβραχος 100 m 2 / έτος 3 μήνες 0.197 0.177 0.148 0.104 6 μήνες 0.184 0.148 0.104 0.052 1 έτος 0.159 0.104 0.052 0.014 1.5 έτη 0.138 0.074 0.027 0.004 2 έτη 0.120 0.052 0.014 0.0001 3 έτη 0.091 0.027 0.004 0 p = μακροχρόνια πίεση στη μόνιμη επένδυση p o = αρχική γεωστατική πίεση
4. Φορτία λόγω διογκωσιμότητας του εδάφους (swelling) Χαρακτηριστικά αποτελέσματα των προηγούμενων αναλύσεων : Τιμές του p (σε kpa) για p o = 3.6 MPa (βάθος Η=150m) Χρόνος κατασκευής μόνιμης επένδυσης Συντελεστής στερεοποιήσεως c (m 2 / έτος) Μέση άργιλος 10 m 2 / έτος Στιφρή 25 m 2 / έτος Σκληρή 50 m 2 / έτος Ημίβραχος 100 m 2 / έτος 3 μήνες 709 637 533 374 6 μήνες 662 533 374 187 1 έτος 572 374 187 50 1.5 έτη 497 266 97 14 2 έτη 432 187 50 6 3 έτη 328 97 14 0 p = μακροχρόνια πίεση στη μόνιμη επένδυση p o = αρχική γεωστατική πίεση
Σύνοψη αποτελεσμάτων φορτίσεων της μόνιμης επένδυσης 1 Προέλευση φόρτισης p (kpa) Εύρος τιμών H T = p / γ (m) p / p o (%) Αγκύρια 20 160 1 8 0.6 4.5 * Χαλύβδινα πλαίσια 40 110 2 5.5 1.2 3 * Εκτ. σκυρόδεμα (λόγω FS) 40 100 2 5 1.2 2.8 * 2 Εκτ. σκυροδ. (λόγω ερπυσμού) 0 80 0 4 0 2.3 * Ερπυσμός εδάφους (squeezing) Διόγκωση εδάφους (swelling) 0 1000 * 0 50 0 30 0 700 * 0 35 0 20 * Για σήραγγα σε βάθος Η = 150 m. p o = γ Η = 3.6 MPa Αθροισμα των 1 : p = 100 450 kpa, H T = 5 22 m = ( 0.5 2 ) B Αθροισμα των 2 : p = 0 1700 kpa, H T = 0 85 m = ( 0 8 ) B
Προσομοίωση φορτίσεων της μόνιμης επένδυσης 1. Με μονο-διάστατα μοντέλα (καμπύλη δοκός και ελατήρια Winkler) Επιβολή γνωστών πιέσεων (p), κατά τα ανωτέρω 2. Με δι-διάστατα μοντέλα (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία) 1 2 Προέλευση φόρτισης Αγκύρια + Χαλύβδινα πλαίσια Εκτ. σκυρόδεμα (λόγω FS) Εκτοξ. σκυρόδεμα (λόγω ερπυσμού του) Ερπυσμός εδάφους (squeezing) Διόγκωση εδάφους (swelling) Τρόπος προσομοίωσης Πλήρης απενεργοποίηση Μείωση του μέτρου ελαστικότητας του εκτοξ. σκυροδέματος, ώστε να προκληθεί η επιθυμητή πίεση (p) στη μόνιμη επένδυση (Η πλήρης απενεργοποίηση είναι ίσως «ορθή» λόγω εξάλειψης δύο λαθών λόγω Ε=0 και λόγω αναδιανομής στο περιβάλλον έδαφος) Μοντέλο ερπυσμού του εδάφους, ή ισοδύναμη απομείωση του μέτρου ελαστικότητας του εδάφους στην πλαστική ζώνη (δύσκολο) Μοντέλο στερεοποίησης του εδάφους, ή ισοδύναμη απομείωση του μέτρου ελαστικότητας του εδάφους στην πλαστική ζώνη (δύσκολο)
ΦΟΡΤΙΣΗ ΤΗΣ ΜΟΝΙΜΗΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ ΣΗΡΑΓΓΩΝ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΔΑΦΟΣ Συμπεράσματα 1. Ανάλυση με μονο-διάστατα μοντέλα δοκού και ελατηρίων Winkler : Η χρήση εμπειρικών πιέσεων του τύπου «p = πλήρη γεωστατικά» ή «p = γ H T, όπου Η Τ = ποσοστό το πλάτους», μόνον κατά σύμπτωση μπορεί να δώσει εύλογα αποτελέσματα. Συνήθως : Δίνουν πολύ μεγάλα φορτία, αν δεν υπάρχει σύνθλιψη / διόγκωση Δίνουν πολύ μικρά φορτία, αν υπάρχει σύνθλιψη / διόγκωση Πρόταση : Χρήση των πιέσεων με την μεθοδολογία που αναφέρθηκε προηγουμένως 2. Ανάλυση με δι-διάστατα μοντέλα (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία) : Η πλήρης απενεργοποίηση των μέτρων άμεσης υποστήριξης (αγκύρια, πλαίσια και εκτοξ. σκυρόδεμα) : Ισως «ορθή», αν δεν υπάρχει σύνθλιψη / διόγκωση Δίνει πολύ μικρά φορτία, αν υπάρχει σύνθλιψη / διόγκωση Πρόταση : Να μην χρησιμοποιείται για έντονη σύνθλιψη / διόγκωση