Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Εκπαίδευση και ια Βίου Μάθηση Πρόγραμμα ια Βίου Μάθησης ΑΕΙ για την Επικαιροποίηση Γνώσεων Αποφοίτων ΑΕΙ: Σύγχρονες Εξελίξεις στις Θαλάσσιες Κατασκευές Α.Π.Θ. Πολυτεχνείο Κρήτης 8..7 Κινηματική Κάμψη Πασσάλων Γεώργιος Εμμ. Μυλωνάκης Καθηγητής Γεωτεχνικής Μηχανικής, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Π.Π. mylo@upatras.gr Θεόδωρος Χατζηγώγος Καθηγητής Γεωτεχνικής Μηχανικής, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. thechatz@civil.auth.gr
Μορφές σεισμικής κάμψης πασσάλων SOFT LAYER crust movement LIQUEFIED LAYER STIFF LAYER seismic SH waves FIRM LAYER Inertial Kinematic Liquefaction-induced
Κινηματική ροπή: BDWF προσομοίωμα Seismic free-field motion Seismic pile motion, Y(z) P i, E i, v i, ß i U ff (z) P i, E i, v i, ß i Y(z) k(z) c(z) Vertical shear waves
Κινηματική καμπτική καταπόνηση ελεύθερος στην κεφαλή πάσσαλος pile soil Κινηματική καμπτική ροπή πασσάλου layer interface seismic SH wave excitation
Βιβλιογραφική έρευνα Margason (975) Flores-Berrones & Whitman (982) Dobry & O Rourke (983) Barghouti (984) Mizuno (987) Mineiro (989) Kavvadas & Gazetas (993) Nikolaou et al (995; 200) Mylonakis (200), Saitoh (2005), Sica et al (2007) REVIEWS Novak (99) Pender (993) Gazetas & Mylonakis (998)
Dobry & O Rourke (983) Παραδοχές δίστρωτο έδαφος κάθε στρώμα είναι ομοιογενές, ισότροπο, ελαστικό έδαφικές στρώσεις ικανού πάχους μακρύς, κατακόρυφος & γραμμικώς ελαστικός πάσσαλος τέλεια σύνδεση μεταξύ πασσάλου και εδάφους το έδαφος υπόκειται σε ομοιόμορφη διατμητική τάση χρήση ελατηρίων Winkler Λύση Κινηματική Κάμψη Πασσάλων Μειονεκτήματα ψευδοστατική λύση δεν λαμβάνεται υπόψη το πάχος του στρώματος μηδενική καμπτική ροπή για G = G 2
Function F ( Dobry & O Rourke, 983 ) 0.8 F 0.6 0.4 0.2 0.0 0 00 000 LAYER STIFFNESS CONTRAST G 2 / G
Μεταφορά παραμόρφωσης U Y Μετακίνηση του ελεύθερου πεδίου z p k i z 2 c i 2
Μεταφορά παραμόρφωσης p k.5 E p /4 F E p p G, E G 2, E 2 Πλεονεκτήματα αδιάστατη ποσότητα μετρήσιμο πειραματικά δυνατό να χρησιμοποιηθεί για ποσοτικοποίηση της βλάβης του πασσάλου λιγότερο ευαίσθητο στην μεταβολή της συχνότητας p / ανεξάρτητο της διαμέτρου πασσαλου!
Μεταφορά παραμόρφωσης (διαφορετικά ελατήρια Winkler) 0.6 0.4 ε p / 0.2 300 000 0.0 0 00 000 LAYER STIFFNESS CONTRAST G 2 / G
Προτεινόμενη λύση Λαμβάνονται υπόψη: δυναμική φόρτιση απόσβεση ακτινοβολίας και απόσβεση εδάφους πάχος στρώσεων και αδράνεια εδάφους κλειστή λύση λύση για το δείκτη μεταφοράς παραμόρφωσης απλή διαδικασία σχεδιασμού
Προτεινόμενη λύση /4 2 4 3 2 p p k h c c c c E d h c d p p p M E I r 0.05.2 s ha z G έ Κινηματική Κάμψη Πασσάλων
Function F F 0.6 Dobry & O Rourke (983) h = 5 0 0.2 h = 3 0 0 00 000 LAYER STIFFNESS CONTRAST G 2 / G
Παράμετρος μεταφοράς παραμόρφωσης ε p /γ h p G, E 0.5 E p / E = 00 E p d G 2, E 2 0.4 0.3 h /d 7 0 20 300 ε p / 0.2 0. 0.05 possible lower limit 000 0,000 0.0 0 00 000 LAYER STIFFNESS CONTRAST G 2 / G
Επίδραση συχνότητας ομοιογενές έδαφος 0.6 deep soil profiles, slender piles NEHRP 0.4 a 0 0.5 ε p / Proposed solution E p / E s = 00 0.2 300 0,000,000 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8.0 DIMENSIONLESS FREQUENCY a 0 = d / V s
Επίδραση συχνότητας δίστρωτο έδαφος = 5% ; / 2 = 0.75 ; p / =.6 ; = 0.4 2 h / d = 20 2 h / d = 0.5.5 E p / E = 00,000 0,000 0 0.05 0.0 0.5 0 0.05 0.0 0.5 DIMENSIONLESS FREQUENCY a 0 = d / V s
Σύγκριση με άλλες λύσεις 0 L / d = 20 E p / E = 000 G 0 G 2 βάθος z / d 20 0 0 20 0 L / d = 40 E p / E = 5000 Numerical BDWF analysis Present model Dobry & O'Rourke (983) NEHRP-97 20 40 0 60 20 καμπτική παραμόρφωση p ( 0-4 )
Σύγκριση με ANSYS 0.5 0.4 Proposed ANSYS FEM solution ε p / 0.3 0.2 300 000 0. 0.0 lower bound: ε p / = 0.05 0 00 000 LAYER STIFFNESS CONTRAST G 2 / G
Σύγκριση με BEM E p /E = 500, G 2 /G = 4.94, = 5%; = 0.4, p / =.33 p h d a 0 0.026 0.368 4 0.052 0.366 0.05 0.358 0.026 0.732 8 0.052 0.76 0.05 0.655 Kaynia (997).2 2.5 2.4 5.4 6.7 5.6 Dobry & O Rourke (983) 8.33 8.33 Proposed 2.9 2.2 2.3 6.8 6.29 6.78
ιαδικασία βήμα Προσδιορισμός απόκρισης ελεύθερου πεδίου για την εύρεση της μέγιστης διατμητικής παραμόρφωσης στην διεπιφάνεια των εδαφικών στρώσεων (Περίπου: = r d z a s / G όπου r d - 0.05 z) βήμα 2 G 2 / G : σχετική στιφρότητα εδαφικών στρωμάτων και 2 E p / E : σχετική στιφρότητα πασσάλου εδάφους h / d : λόγος εγκιβωτισμού πασσάλου βήμα 3 Προσδιορισμός συντελεστή Winkler k
ιαδικασία βήμα 4 προσδιορισμός δείκτη μεταφοράς παραμόρφωσης p / (εάν G 2 / G είναι μικρό, p / = 0.05) βήμα 5(προαιρετικό) Προσαρμογή p / για δυναμικά φαινόμενα πολλαπλασιάζοντας με Φ (συνήθως: < <.25) βήμα 6 Υπολογισμός μέγιστης καμπτικής παραμόρφωσης: p = ( p / ) Υπολογισμός μέγιστης καμπτικής ροπής: M = E p I p ( p / ) r