Καινοτόμες Εφαρμογές του EPS σε Έργα Πολιτικού Μηχανικού Σεισμική Μόνωση Κατασκευών Πρόσφατες Εξελίξεις Γεώργιος Α. Αθανασόπουλος Καθηγητής, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών (Επιμέλεια παρουσίασης: Β. Βλαχάκης, Πολ. Μηχανικός, Μ.Sc.) Πάτρα, 15 Μαρτίου 2014
ΑΝΑΠΤΥΞΗ Αύξηση της δυνατότητας ικανοποίησης ατομικών και κοινωνικών αναγκών στο εσωτερικό μιας οικονομίας Βιώσιμη Ανάπτυξη (Sustainable Development) Ελαχιστοποίηση χρησιμοποιούμενων μηανανεώσιμων (και ρυπογόνων) πηγών ενέργειας Επανατακτικότητα (Resiliency) Ελαχιστοποίηση επιπτώσεων ακραίων περιβαλλοντικών συνθηκών & ταχεία αποκατάσταση λειτουργικότητας
ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΡΓΑ ΥΠΟΔΟΜΗΣ Οδικά Έργα Σιδηροδρομικά Έργα Λιμενικά Έργα Αεροδρόμια Αιολικά Πάρκα Γέφυρες Υπόγειοι Αγωγοί
ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΙΚΡΟΤΕΡΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΕΡΓΑ Τοιχώματα Υπόγειων Χώρων Τοίχοι Εδαφικής Αντιστήριξης
ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΡΓΑ ΥΠΟΔΟΜΗΣ Αναζήτηση Νέων Υλικών & Καινοτόμων Εφαρμογών κατά τον Σχεδιασμό των Έργων Υποδομής Εφαρμογές για Στατική & Σεισμική Φόρτιση
ΔΙΟΓΚΩΜΕΝΗ ΠΟΛΥΣΤΕΡΙΝΗ (Γεωαφρός EPS) Υλικό γνωστό από τη δεκαετία του 1950 με πρόσφαστες όμως εφαρμογές σε Έργα Υποδομής Λειτουργίες: 1) Μηχανικές 2) Θερμομονωτικές
ΔΙΟΓΚΩΜΕΝΗ ΠΟΛΥΣΤΕΡΙΝΗ (Γεωαφρός EPS) Διακασία Βιομηχανικής Παραγωγής EPS
ΔΙΟΓΚΩΜΕΝΗ ΠΟΛΥΣΤΕΡΙΝΗ (Γεωαφρός EPS) Διακασία Βιομηχανικής Παραγωγής EPS
Μηχανική Συμπεριφορά του EPS κάτω από Στατική και Δυναμική Φόρτιση (Πειραματική διερεύνηση) ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙ Σ ΕΡΕΥΝΑΣ Δοκιμές Φυσικών Προσομοιωμάτων: Σεισμική τράπεζα, φυγοκεντριστής (Πειραματική διερεύνηση) Συμπεριφορά Κατασκευών που περιλαμβάνουν πρίσματα γεωαφρού EPS (Αναλυτική/αριθμητική διερεύνηση)
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ Δοκιμές συντονισμού (στρεπτική διάτμηση) Δοκιμές πιεζοκεραμικών στοιχείων Συσκευή Συντονισμού Εδαφικών Δοκιμίων (ΣΣΕΔ) Εργαστήριο Γεωτεχνικής Μηχανικής, Παν. Πατρών Ελληνικό Δίπλωμα Ευρεσιτεχνίας 72233/3-10-83: Γ.Α. Αθανασόπουλος Πιεζοκεραμικά στοιχεία κορυφής και βάσης
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ Δοκιμές μονοτονικής τριαξονικής φόρτισης Δοκιμέςκυκλικήςτριαξονικήςφόρτισης Αισθητήρες για τη μέτρηση των τοπικών παραμορφώσεων του δοκιμίου Συσκευή Κυκλικής Τριαξονικής Φόρτισης GDS (2Hz) Εργαστήριο Γεωτεχνικής Μηχανικής, Παν. Πατρών
ΔΟΚΙΜΕΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΩΝ (μοντέλων) ΜΙΚΡΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ Δοκιμές Σεισμικής Τράπεζας (Zarnani et al. 2005) Πειραματική Διάταξη: Φυσικό ομοίωμα άκαμπτου τοίχου, μικρής κλίμακας (ύψους 1m) Παρέμβλημα EPS (ρ=12 και 16 kg/m 3, πάχος 0.15m) Επίχωμα Συστήματα μέτρησης
ΔΟΚΙΜΕΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΩΝ (μοντέλων) ΜΙΚΡΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ Center for Earthquake Engineering Simulation (CEES) at Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) in Troy, NY part of the -NSF Network for Earthquake Engineering Simulation (NEES) -University of Michigan, USA (Prof. A. Athanasopoulos-Zekkos) Χρήση μοντέλων μικρών διαστάσεων Σύστημα φυγοκεντριστή Συμπεριφορά κατασκευής πραγματικών διαστάσεων!
ΔΟΚΙΜΕΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΩΝ (μοντέλων) ΜΙΚΡΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ Παρέμβλημα γεωαφρού EPS 18mm ρ EPS =20kg/m 3 Επίχωμα άμμου 180mm
ΔΟΚΙΜΕΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΩΝ (μοντέλων) ΜΙΚΡΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ
ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΕΙΣ Τοίχοι με δυνατότητα μετακίνησης (ολίσθησης / ανατροπής) Φυσικό πρόβλημα Αριθμητική προσομοίωση PLAXIS 2D v. 8.1 ρ EPS =20kgr/m 3 (EPS 100) a g (t)
ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΕΙΣ Τοίχοι χωρίς δυνατότητα μετακίνησης Τοίχωμα υπογείου Ακρόβαθρο γέφυρας Συμπιεστό παρέμβλημα EPS Συμπιεστό παρέμβλημα EPS (P ΑΕ ) ΜΟΝ (P ΑΕ ) ΜΟΝ a g (t) a g (t)
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ EPS Πολύ μικρό ειδικό βάρος Πολύ μεγάλο ποσοστό μησυγκοινωνούντων κενών (πληρωμένων με αέρα) Μεγάλες τιμές μέτρων παραμορφωσιμότητας και αντοχής (σε σχέση με το βάρος του) Ικανότητα μόνωσης έναντι ανθρωπογενών & σεισμικών κραδασμών
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Κατασκευή Ελαφροβαρούς Επιχώματος Οδοποιίας
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Κατασκευή Ελαφροβαρούς Προστατευτικού Αναχώματος (Arellano, 2010)
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Κατασκευή Ελαφροβαρούς Επίχωσης Πίσω από Τοίχους Αντιστήριξης
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Συμπιεστό Παρέμβλημα Γεωαφρού EPS σε Κατασκευές Αντιστήριξης Στατική φόρτιση (μείωση ~30%) Σεισμική φόρτιση (μείωση ~50%)
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Μείωση Καθιζήσεων & Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Θεμελίων σε Μαλακό Έδαφος Abdelrahman & Elragi, 2006
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Αποκατάσταση Εδαφικών Κατολισθήσεων
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Ελαφροβαρές Προστατευτικό Επίχωμα Αγωγού (http://www.geosynthetica.net/wpcontent/ uploads/photod_geofoampipelineprotection.png)
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Προστασία Yπόγειων Aγωγών Έναντι Διάρρηξης Σεισμικού Ρήγματος Ρήγμα Choo et al., SDEE, 2007 Αγωγός
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ EPS Μόνωση Έναντι Ανθρωπογενών Ταλαντώσεων Έμπηξη πασσάλων Δονητική Συμπύκνωση Κυκλοφορία οχημάτων Πηγή ταλαντώσεων Γεωαφρός EPS
Συμπερασματικά, η χρήση του γεωαφρού EPS σε Τεχνικά Έργα Υποδομής (μεγάλης και μικρής κλίμακας) συμβάλλει στην βελτίωση της συμπεριφοράς των έργων ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ! κάτω από στατική αλλά και σεισμική φόρτιση