Αξιολόγηση ελαστοπλαστικής µεθόδου για την προσοµοίωση της σεισµικής συµπεριφοράς πρανών µε δοκιµές στον φυγοκεντριστή

Σχετικά έγγραφα
υναµική ελαστοπλαστική ανάλυση της συµπεριφοράς του πρανούς του Αιγίου κατά τον σεισµό του 1995

ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Κωνσταντίνος ΣΤΑΜΑΤΟΠΟΥΛΟΣ 1, Μαρία ΜΠΑΣΑΝΟΥ 2

Πρόβλεψη της Kαθίζησης και της Mεταβολής της Oριζόντιας Tάσης του Eδάφους λόγω Προφόρτισης

Εδαφομηχανική. Εισηγητής: Αλέξανδρος Βαλσαμής

Καταστατικές σχέσεις που προβλέπουν την συμπεριφορά αργίλων κατά μήκος επιφανειών ολίσθησης

Καταστατικές σχέσεις κορεσμένων εδαφών σε επιφάνειες ολίσθησης Constitutive equations of saturated soils on slip surfaces

Μικροζωνικές Μελέτες. Κεφάλαιο 24. Ε.Σώκος Εργαστήριο Σεισμολογίας Παν.Πατρών

Προχωρημένη Εδαφομηχανική Π. Ντακούλας, Αν. Καθηγητής Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Βόλος

Εκτίµηση της εδαφικής απόκρισης και των επιπτώσεων του σεισµού του Αιγίου το 1995 στην περιοχή Βαλιµήτικα.

Εφηρμοσμένη Έρευνα με Τίτλο: ΣΥΛΛΟΓΗ - ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΑΡΑΜΕΝΟΥΣΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΝ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΕΑΚ.

1. Αστοχία εδαφών στην φύση & στο εργαστήριο 2. Ορισμός αστοχίας [τ max ή (τ/σ ) max?] 3. Κριτήριο αστοχίας Μohr 4. Κριτήριο αστοχίας Mohr Coulomb

Εδάφη Ενισχυμένα με Γεωυφάσματα Μηχανική Συμπεριφορά και. Αλληλεπίδραση Υλικών. Ιωάννης Ν. Μάρκου Αναπλ. Καθηγητής

Επαναληπτικές Ερωτήσεις στην Ύλη του Μαθήματος. Ιανουάριος 2011

Δυναμικά Χαρακτηριστικά Άμμων Εμποτισμένων με Αιωρήματα Λεπτόκοκκων Τσιμέντων. Dynamic Properties of Sands Injected with Microfine Cement Grouts

προσομοίωση της τριαξονικής δοκιμής με τη Μέθοδο των Διακριτών Στοιχείων

4-1 ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΤΗ ΜΠΣ - ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΡΗΘΕΙΣΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΘΕΙΣΑΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ

ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΕΔΑΦΙΚΗΣ ΑΝΤΙΣΤΗΡΙΞΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΠΑΡΕΜΒΛΗΜΑΤΟΣ ΓΕΩΑΦΡΟΥ ΔΙΟΓΚΩΜΕΝΗΣ ΠΟΛΥΣΤΕΡΙΝΗΣ (EPS)

Θεμελιώσεις τεχνικών έργων. Νικόλαος Σαμπατακάκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας

Αριθµητική Ανάλυση Γεω-κατασκευών υπό Καθεστώς Ρευστοποίησης. Numerical Analysis of Geo-structures in a Liquefiable Regime

Οι ασυνέχειες επηρεάζουν τη συμπεριφορά του τεχνικού έργου και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό του.

Γεωτεχνική Έρευνα - Μέρος 3 Υποενότητα 8.3.1

Τοίχοι Ωπλισμένης Γής: υναμική Ανάλυση Πειράματος Φυγοκεντριστή. Reinforced Soil Retaining Walls: Numerical Analysis of a Centrifuge Test

ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ»

Εφαρµογή σπονδυλωτής προσοµοίωσης µε καταστατικές σχέσεις στην πρόβλεψη της ολίσθησης 4th Avenue λόγω του σεισµού της Alaska το 1964

Μελέτη των Μετακινήσεων των Πρανών Ορυγµάτων πριν από την Αστοχία. A Study on the pre-failure Displacements of an Excavated Slope.

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ. 3 η Σειρά Ασκήσεων. 1. Υπολογισμός Διατμητικής Αντοχής Εδάφους. 2. Γεωστατικές τάσεις

Τελική γραπτή εξέταση διάρκειας 2,5 ωρών

Διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των πασσάλων ως μέτρο αντιμετώπισης των κατολισθήσεων

Ν. Σαμπατακάκης Αν. Καθηγητής Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας Παν/μιο Πατρών

Γεωγραφική κατανομή σεισμικών δονήσεων τελευταίου αιώνα. Πού γίνονται σεισμοί?

Υπόδειξη: Στην ισότροπη γραμμική ελαστικότητα, οι τάσεις με τις αντίστοιχες παραμορφώσεις συνδέονται μέσω των κάτωθι σχέσεων:

ιατµητική Αντοχή και Μηχανική Συµπεριφορά Άµµων Ενισχυµένων µε Γεωυφάσµατα Shear Strength and Mechanical Behavior of Sands Reinforced with Geotextiles

Εισηγητής: Αλέξανδρος Βαλσαμής. Θεμελιώσεις. Φέρουσα Ικανότητα επιφανειακών θεμελιώσεων Γενικά Βασικές εξισώσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΩΝ Ε ΑΦΩΝ ΣΤΗ ΟΚΙΜΗ ΤΗΣ ΚΥΛΙΝ ΡΙΚΗΣ ΤΡΙΑΞΟΝΙΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ

ΜΗ- ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΤΗΣ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ

Ελαστικά με σταθερά ελαστικότητας k, σε πλευρικές φορτίσεις και άκαμπτα σε κάθετες φορτίσεις. Δυναμικό πρόβλημα..

Προσεγγιστικές Σχέσεις Επίδρασης Τοπογραφίας στη Σεισµική Εδαφική Κίνηση. Approximate Relations for the Effects of Topography on Seismic Ground Motion

«ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ» 7ο Εξ. Πολ. Μηχανικών Ακ. Έτος

υναµικές Ιδιότητες Τεχνητών Οργανικών Εδαφών Dynamic Properties of Model Organic Soils

Σεισµική απόκριση πασσαλοθεµελιώσεων σε πολύ µαλακά εδάφη. Seismic response of piled foundations in soft soil formations.

ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ - ΠΑΡΑΛΛΑΓΗ "Α"

Καινοτόμες Εφαρμογές του EPS σε Έργα Πολιτικού Μηχανικού Σεισμική Μόνωση Κατασκευών Πρόσφατες Εξελίξεις

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ:

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ. 3 η Σειρά Ασκήσεων (3 Α ) A. Γεωστατικές τάσεις. Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας Καθηγητής Β. Μαρίνος, Επ. Καθηγητής

ΠIΝΑΚΑΣ ΠΕΡIΕΧΟΜΕΝΩΝ

Συντελεστές φέρουσας ικανότητας για αστράγγιστη φόρτιση κωνικών θεμελιώσεων σε άργιλο. Undrained bearing capacity factors for conical footings on clay

8.1.7 Σχεδιασμός και μη-γραμμική ανάλυση

8.1.7 Κινηματική Κάμψη Πασσάλων

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ. 3 η Σειρά Ασκήσεων. A. Γεωστατικές τάσεις. Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας Καθηγητής Β. Μαρίνος, Επ. Καθηγητής

AΡΧΙΚΕΣ ή ΓΕΩΣΤΑΤΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ

Ανελαστική σεισμική ανάλυση κτιρίου σε έντονη τοπογραφική έξαρση

Αλληλεπίδραση εδάφους θεμελίωσης ανωδομής πλησίον φυσικών πρανών και τοπογραφικών ιδιαιτεροτήτων

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ. 3 η Σειρά Ασκήσεων (3 Α ) A. Γεωστατικές τάσεις. Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας Καθηγητής Β. Μαρίνος, Αν. Καθηγητής

Αριθµητική Ανάλυση Γεω-κατασκευών υπό Καθεστώς Ρευστοποίησης. Numerical Analysis of Geo-structures in a Liquefiable Regime

Γεωτεχνική Έρευνα Μέρος 1. Nigata Καθίζηση και κλίση κατασκευών

BEHAVIOR OF MASSIVE EARTH RETAINING WALLS UNDER EARTHQUAKE SHAKING Comparisons to EC-8 Provisions

ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ & ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΩΝ

8.4.2 Ρευστοποίηση (ΙΙ)

Καθηγητής Ε.Μ.Π. ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ. 6.2 Δά Διάφορες Περιπτώσεις Προφόρτισης. 6.3 Συνδυασμός Προφόρτισης με Στραγγιστήρια. 6.4 Σταδιακή Προφόρτιση

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Δυσκαμψία & βάρος: πυκνότητα και μέτρα ελαστικότητας

Υπολογισμός Πλαστικών Παραμορφώσεων και Υδατικών Υπερπιέσεων λόγω Ανακυκλικής Φόρτισης, σε Άμμους με αρχικό εφελκυσμό

Πολιτικός Μηχανικός, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Επίκ. Καθηγητής, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

ΑΜΕΣΗ ΔΙΑΤΜΗΣΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΔΟΚΙΜΗΣ 1. Σταθερά μηκ/τρου ορ.μετακ/σης (mm/υποδ): 0,0254 Σταθερά μηκ/τρου κατ.

Σεισμική απόκριση συστήματος εδάφους-θεμελίωσης-ανωδομής πλησίον έντονης τοπογραφικής έξαρσης

Ισοδύναμες παράμετροι αντοχής ψαθυρής βραχόμαζας Mohr-Coulomb και Hoek-Brown κατά τη διάνοιξη σηράγγων σε διαξονικό εντατικό πεδίο

Δυναμική Ανάλυση Κατασκευών - Πειράματα Μονοβαθμίων Συστημάτων (ΜΒΣ) σε Σεισμική Τράπεζα

Προσομοίωση της Συμπεριφοράς Εδαφών Βελτιωμένων με Χαλικοπασσάλους. Modeling the Behavior of Soil Improved by Stone Columns

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΦΕΡΟΥΣΑ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ

Ανάπτυξη αρνητικών τριβών σε οµάδες πασσάλων: Αποτίµηση επιπτώσεων στους επιµέρους πασσάλους

8.3.3 Αναλυτική Μέθοδος Σχεδιασμού Υπόγειων Αγωγών σε ιασταυρώσεις με Ενεργά Ρήγματα. George Mylonakis

Δυναμική Συμπεριφορά Ορθογωνικών Σηράγγων σε Αλλουβιακές Αποθέσεις: Πειραματική και Αριθμητική Διερεύνηση

Εργαστηριακός Προσδιορισμός Δυναμικών Ιδιοτήτων Υλικών ΧΥΤΑ. Laboratory Evaluation of Dynamic Properties of Municipal Solid-Waste

ΠΕΡΙΛΗΨΗ. (Περιλαμβάνει 4 Σχήματα, τα οποία, αν προκαλούν δυσκολίες, είναι δυνατόν να παραλειφθούν) ΚΥΡΙΟΙ ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Καινοτόµες Μέθοδοι Επέµβασης στο έδαφος Θεµελίωσηςµε στόχο τη βελτίωση της Σεισµικής Συµπεριφοράς Κατασκευών Κ.Πιτιλάκης Α.

χαρακτηριστικά και στην ενεσιμότητα των αιωρημάτων, ενώ έχει ευμενείς επιπτώσεις στα τελικό ποσοστό εξίδρωσης (μείωση έως και κατά 30%) και στην

Ε. Μ. ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ - ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ. 3 η Σειρά Ασκήσεων. 1. Υπολογισµός Διατµητικής Αντοχής Εδάφους. 2. Γεωστατικές τάσεις

Μέτρα για την Προστασία Επιχωμάτων έναντι Επιφανειακής Τεκτονικής ιάρρηξης με xρήση Γεωσυνθετικών Υλικών

Προσομοίωση της Σεισμικής Συμπεριφοράς Εδαφικών Πρανών και Επιχωμάτων. Simulating the Seismic Behaviour of Soil Slopes and Embankments

Αλληλεπίδραση Άµµου Υφασµένων Γεωυφασµάτων από οκιµές Τριαξονικής Φόρτισης. Sand Woven Geotextile Interaction by Triaxial Compression Tests

Γωνία Τριβής Άµµου Μη Υφασµένων Γεωυφασµάτων από οκιµές Τριαξονικής Φόρτισης

Η αστοχία στα εδαφικά υλικά Νόμος Τριβής Coulomb

Επίλυση & Αντιμετώπιση προβλημάτων Γεωτεχνικής

Ανάλυση συμπεριφοράς έργου με βαθειά εκσκαφή και επανεπίχωση. Analysis of the behavior of a constructed cut & cover project

Ισοδυναµία 2 και 3 Αριθµητικών Αναλύσεων Σεισµικής Απόκρισης Βελτιωµένων Εδαφών

Η επίδραση της ισοδύναμης μη γραμμικότητας στη σεισμική απόκριση εδαφών The effect of nonlinearity on soil seismic response

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΙΙ

Βαθιές Θεµελιώσεις Εισαγωγή

Αριθμητική Προσομοίωση Της Απόκρισης Λεπτόκοκκης Άμμου Σε Στρεπτική Διάτμηση

Γεώργιος ΡΟΥΒΕΛΑΣ 1, Κων/νος ΞΗΝΤΑΡΑΣ / ΑΓΕΤ ΗΡΑΚΛΗΣ 2, Λέξεις κλειδιά: Αδρανή, άργιλος, ασβεστολιθική παιπάλη, ισοδύναμο άμμου, μπλε του μεθυλενίου

Συσχέτιση της Αστράγγιστης ιατµητικής Αντοχής και της Τάσης Προστερεοποίησης Μαργαϊκών Εδαφών

(αργιλικών εδαφών) 6.1 Επίδραση της Προφόρτισης στην ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ. 6.2 Διάφορες Περιπτώσεις Προφόρτισης

Επαλήθευση Τοίχου με ακρόβαθρο Εισαγωγή δεδομένων

Estimation of Ground Surface Settlements due to Tunnelling in Weak Rock Conditions based on Tunnel Stability Factor

Συσχέτιση του Δείκτη Δευτερογενούς Συμπίεσης (Cα) με το Λόγο Υπερφόρτισης

Μοντέλο Προσδιορισμού του Δείκτη Δευτερεύουσας Στερεοποίησης Υπερστερεοποιημένων Αργιλικών Εδαφών

Πάνος ΝΤΑΚΟΥΛΑΣ 1, Πολυνίκης ΒΑΖΟΥΡΑΣ 2, Σπύρος Α. ΚΑΡΑΜΑΝΟΣ 3

Δυναμική ανάλυση μονώροφου πλαισίου

υναµική Αλληλεπίδραση Εδάφους-Κατασκευής σε Εδάφη µε Ρευστοποιήσιµη Στρώση Dynamic Soil - Structure Interaction in Soils with Liquefiable Layer

Transcript:

Αξιολόγηση ελαστοπλαστικής µεθόδου για την προσοµοίωση της σεισµικής συµπεριφοράς πρανών µε δοκιµές στον φυγοκεντριστή Evaluation of an elastoplastic method for the simulation of the seismic response of slopes using results of centrifuge tests ΜΠΑΣΑΝΟΥ Μ. ΣΤΑΜΑΤΟΠΟΥΛΟΣ Κ. ρ. Μεταλλειολόγος Μηχανικός, Σταµατόπουλος και Συνεργάτες ΕΠΕ ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Σταµατόπουλος και Συνεργάτες ΕΠΕ ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Στην παρούσα εργασία προτείνεται ένα απλό ελαστοπλαστικό µοντέλο για την προσοµοίωση της δυναµικής συµπεριφοράς πρανών τύπου βαθµίδας, µε την µέθοδο των πεπερασµένων διαφορών. Το προτεινόµενο µοντέλο αξιολογείται συγκρίνοντας τα αριθµητικά αποτελέσµατα µε τα αποτελέσµατα της δοκιµής στον φυγοκεντριστή. ABSTRACT : The paper proposes a simplified elastoplastic model for the simulation of the dynamic response of dry slopes, with the method of finite differences. The proposed model is evaluated by comparing its numerical results with the response mesured in centrifuge tests. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κατά την διάρκεια πρόσφατων σεισµών στον Ελλαδικό χώρο έχουν παρατηρηθεί σοβαρές αστοχίες σε κτίρια που βρίσκονται κοντά στα όρια της βαθµίδας των διαφόρων πρανών (Athanasopoulos et al, 2001, Gazetas et al. 2002). Η ισοδύναµη δυναµική γραµµική µέθοδος ανάλυσης η οποία χρησιµοποιείται συνήθως, έχει το µειονέκτηµα ότι δεν µπορεί να προβλέψει τις µόνιµες µετακινήσεις που αναπτύσσονται σε ορισµένες περιπτώσεις. Στην παρούσα εργασία προτείνεται ένα ελαστοπλαστικό µοντέλο για την προσοµοίωση της δυναµικής συµπεριφοράς πρανών τύπου βαθµίδας, µε την µέθοδο των πεπερασµένων διαφορών. Αυτό το µοντέλο δεν έχει τον περιορισµό που αναφέρθηκε και δεν απαιτεί την λεπτοµερειακή εργαστηριακή ανάλυση των πιό πολύπλοκων µοντέλων. οκιµές στον φυγοκεντριστή πραγµατοποιήθηκαν πρόσφατα στο εργαστήριο του πανεπιστηµίου του Cambridge για την προσοµοίωση της δυναµικής συµπεριφοράς πρανών τύπου βαθµίδας. Οι µετρήσεις της µέγιστης τιµής της επιτάχυνσης σε διάφορα σηµεία του πρανούς, καθώς και της καθίζησης, κατά την διάρκεια της επιβολής των φορτίσεων, παρουσίασαν αύξηση σε θέσεις της επιφανείας και πλησίον της βαθµίδας του πρανούς. Η παρούσα εργασία επιβεβαιώνει το προτεινόµενο µοντέλο συγκρίνοντας τις προβλέψεις του µε τα αποτελέσµατα της δοκιµής στον φυγοκεντριστή. 2. ΤΟ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ Ο αριθµητικός κώδικας FLAC (Itasca, Consultants, 2002) θα χρησιµοποιηθεί στις αριθµητικές αναλύσεις. Ο λόγος είναι ότι ο αυτός ο κώδικας µπορεί να εκτελέσει 2- διάστατες δυναµικές αναλύσεις µεγάλων κανάβων προσοµοιώνοντας το έδαφος τόσο µε ελαστικά όσο και µε ελαστο-πλαστικά µοντέλα σε µικρο σχετικά χρόνο. Γίνεται χρήση του ελαστικο-πλαστικού µοντέλου κράτυνσης - χαλάρωσης της παραµόρφωσης, στο οποίο η γωνία τριβής και η γωνία διασταλτικότητας ορίζονται συναρτήσει της πλαστικής παραµόρφωσης. Στις περιπτώσεις που εξετάζονται, ο υδροφόρος ορίζοντας βρίσκεται σε σηµαντικό 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 1

βάθος. Άρα, υπάρχουν συνθήκες πλήρους στράγγισης. Επιπροσθέτως, κατά την διάρκεια των σεισµών, ασκείται κυρίως φόρτιση σε διάτµηση. Άρα, προσεγγιστικά αρκεί να περιγραφεί η συµπεριφορά υπό συνθήκες πλήρους στράγγισης σε διάτµηση. Ελαστο-πλαστικές σχέσεις που προβλέπουν αυτήν την συµπεριφορά, και τυπικές τιµές των παραµέτρων των σχέσεων συναρτήσει του τύπου του εδάφους δίδονται από τους Aubry et al (1993) και Modaressi and Lopez-Caballero (2001). Οι σχέσεις βασίζονται στην θεωρία της κρίσιµης κατάστασης. Ειδικότερα, προτείνονται σχέσεις που σε απλοποιηµένη µορφή µπορούν να εκφρασθούν ως τ/σ'=f tanφ cs γ p / ([tanφ cs /Ε p ]+γ p ) 0.5 (1) όπου τ και σ' είναι η διατµητική και ορθή τάση σε επιφάνεια διάτµησης, F = 1 - b ln (σ'/σ' c ) σ' c = σ cο exp (-β ε v p ) H πλαστική ογκοµετρική παραµόρφωση (ε v p ) συνδέεται µε την διαµητική γp ως dε v p = dγ p ( tanφ cs + τ/σ') για γ p >γ mob (2) Το µοντέλο έχει έξι παραµέτρους: φ cs, σ cο, Ε p, b β, γ mob. Η παράµετρος φ cs είναι η γωνία τριβής στην κρίσιµη κατάσταση (δηλαδή σε τεράστια παραµόρφωση) και σ' cο είναι η ενεργός ορθή τάση στην κρίσιµη κατάσταση στην αρχική πυκνότητα του εδάφους. Η παράµετρος γ mob είναι η ελάχιστη πλαστική διατµητική παραµόρφωση κατά την οποία αρχίζει η πλαστική ογκοµετρική παραµόρφωση. Οι παράµετροι προσαρογής Ε p, b β είναι αδιάστατοι και εξαρτώνται µόνον από τον τύπο του εδάφους. Οι Modaressi and Lopez-Caballero (2001) δίδουν τυπικές τιµές των έξι παραµέτρων του µοντέλου συναρτήσει της πυκνότητας της άµµου, του δείκτη πλαστικότητας (I P ) και του λόγου προστερεοποίησης (OCR) της αργίλου (πίνακας 1). Οι Modaressi and Lopez- Caballero (2001) δείχνουν ότι οι παραπάνω σχέσεις και παράµετροι προβλέπουν (α) την επίδραση της πυκνότητας στην συµεριφορά της άµµου (βάσει του συντελεστού F) και (β) την µείωση του «ισοδύναµου» µέτρου διάτµησης µε την ασκούµενη διατµητική παραµόρφωση συναρτήσει του δείκτη πλαστικότητας (I P ) του εδάφους, όπως προβλέπεται από τις σχέσεις των Ishibashi and Zhang (1993). Εν συνεχεία προσδιορίστηκε η σχέση µεταξύ της γωνίας τριβής και της µεταβολής του όγκου µε την πλαστική διατµητική παραµόρφωση σύµφωνα µε τις σχέσεις (1) και (2) συναρτήσει της οκταεδρικής τάσης και των παραµέτρων του εδάφους. Πίνακας 1. Τυπικές τιµές των παραµέτρων των σχέσεων (1) και (2), τόσο για άµµους όσο και για αργίλους (Modaressi and Lopez-Caballero, 2001) Table 1. Parameters of equations (1) and (2) in terms of the soil type (modified from Modaressi and Lopez-Caballero, 2001) (α). Άµµοι Χαλαρή Πυκνή φ cs [ ] 30 30 β 25 23 σ CO /σ 0.5 4.0 E P 50 220 γ mob 1.E-1 1.E-3 b 0.1 0.1 (β). Άργιλοι I P [%] 15 30 30 200 OCR 1.0 1.0 2.7 1.0 φ cs [ ] 30 26 26 21 β 26 15 14 6 σ CO /σ 0.6 0.6 1.0 0.6 E P 500 500 300 70 γ mob 1.E-3 1.E-3 1.E-3 1.E-3 b 1.0 1.0 1.0 1.0 3. ΟΙ ΟΚΙΜΕΣ ΣΤΟΝ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΣΤΗ Οι δοκιµές στον φυγοκεντριστή έχουν σαν αποτέλεσµα εδαφικές γεωµετρίες φυσικής κλίµακας να προσοµοιάζονται επιτυχώς µε εδαφικά µοντέλα πολύ µικρότερης κλίµακας, µε την άσκηση πολύ µεγάλης κατακόρυφης επιτάχυνσης. Εκτελέστηκαν δοκιµές στον φυγοκεντιστή του Cambridge που προσοµοιάζουν το φαινόµενο του οροπεδίου (Brennan, 2003). Το µοντέλο που εξετάστηκε δίνεται στο Σχ. 1. Συγκεκριµένα µελετάται πρανές κλίσης 30 από ξηρή άµµο Hostun S28 µε λόγο κενών e= 0.67 (σχετική πυκνότητα Dr = 60 %) και πυκνότητα ρ=2.6 gr/cm 3. Η κατακόρυφη 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 2

επιτάχυνση που ασκήθηκε ήταν 50g. Η οριζόντια επιταχύνση που ασκήθηκε δίδεται στο Σχ. 2. Μετρήθηκαν οι καθιζήσεις και οι οριζόντιες επιταχύνσεις σε ορισµένες θέσεις. Ο συµβολισµός των θέσεων των µετρήσεων δίδεται στο Σχ. 1. Οι µετρηθείσες µέγιστες επιταχύνσεις και τελικές καθιζήσεις δίνονται στον Πίνακα 2. Οι µετρηθείσες επιταχύνσεις, τα µετρηθέντα φάσµατα της επιτάχυνσης στις θέσεις Τ2 και Τ4 και οι µετρηθείσες καθιζήσεις συναρτήσει του χρόνου στις θέσεις S1 και S2 δίδονται στα Σχ. 3, 4 και 5 αντίστοιχα. Γενικά, οι δοκιµές έδειξαν ότι στο πρωτότυπο (δηλαδή σε επιτάχυνση g µε αντίστοιχη αύξηση των διαστάσεων και µείωση της επιτάχυνσης), λόγω της σεισµικής διέγερσης οι επιταχύνσεις αυξήθηκαν σηµαντικά κοντά στο πρανές, ενώ οι µετακινήσεις ήταν µικρές (µικρότερες από 1cm). Σχήµα 1. Η γεωµετρία που µελετήθηκε στο φυγοκεντριστή και θέσεις όπου µετρήθηκαν οι µετακινήσεις και οι επιταχύνσεις. Figure 1. Layout of centrifuge tests and location of measurements. Πίνακας 2. Μετρηθείσες, υπολογισθείσες και σύγκριση µέγιστων επιταχύνσεων και τελικών καθιζήσεων σε όλες τις θέσεις των µετρήσεων. Table 2. Measured, estimated and comparison of (a) peak accelerations and (b) final settlements at all the positions of measurements. (α) Μέγιστη Επιτάχυνση (g) Θέση (Σχ. 1) Θέση Μέτρησγισµός Υπολο- Υπολογισµός (Σχ. 1) / Μέτρηση T1 10.1 13.2 1.31 T2 10.2 10.8 1.06 T3 14.6 11.9 0.82 T4 15.3 13.9 0.91 M1 9.35 10.2 1.09 M2 9.07 10.0 1.10 M3 8.57 9.6 1.12 M4 9.52 9.89 1.04 M5 9.53 8.99 0.94 Σχήµα 2. Η επιτάχυνση που ασκήθηκε και το (β) Καθίζηση (mm) Μέτρηση Υπολογισµός Υπολογισµός / Μέτρηση S1 0.076 0.060 0.79 S2 0.136 0.132 0.97 S3 0.045 0.063 1.39 φάσµα αυτής. Figure 2. Input acceleration and spectral response. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 3

(α) (β) Σχήµα 3. Μετρηθείσες επιταχύνσεις στις θέσεις Τ2 και Τ4 Figure 3. Measured accelerations with time at locations T2 and T4 (α) Σχήµα 5. Μετρηθέντα και υπολογισθέντα φάσµατα επιτάχυνσης σε θέσεις (α) Τ2 και (β) Τ4 Figure 5. Measured and estimated response spectra at locations (a) T2 and (b) T4. 4. Ε ΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ (β) Σχήµα 4. Μετρηθείσες και υπολογισθείσες καθιζήσεις συναρτήσει του χρόνου στις θέσεις (α) S1 και (β) S2. Figure 4. Measured and estimated settlements with time at locations (a) S2 and (b) S1 Εργαστηριακές δοκιµές εκτελέστηκαν στο εργαστήριο της Σταµατόπουλος και Συνεργάτες ΕΠΕ (SAA) για την µέτρηση των δυναµικών παραµέτρων και της αντοχής της άµµου που χρησιµοποιήθηκε στον φυγοκεντριστή και στον ίδιο λόγο κενών. οκιµές µε ανακυκλιζόµενη παραµόρφωση που σταδιακά αυξήθηκε έδωσαν το µέτρο διάτµησης συναρτήσει της παραµόρφωσης. οκιµές αστοχίας έδωσαν την µέγιστη γωνία τριβής. Οι εδαφικές παράµετροι που υπολογίστηκαν δίνονται στον πίνακα 3. Από το µέτρο διάτµησης που µετρήθηκε σε συγκεκριµένη παραµόρφωση η τιµή του G max υπολογίσθηκε χρησιµοποιώντας την σχέση των Ishibashi and Zhang (1993) που προβλέπουν την µείωση του µέτρου διάτµησης µε την παραµόρφωση συναρτήσει της ασκούµενης τάσης. Γιά σ' ίσο µε 50, 100 και 200 kpa υπολογίσθηκαν οι τιµές G max 50, 60 καο 72 MPa αντίστοιχα. Βάσει των παραπάνω, ο πίνακας 4 δίδει τις τιµές των παραµέτρων του µοντέλου των σχέσεων (1) και (2) που επιλέχθηκαν για τις αριθµητικές αναλύσεις. Οι τιµές των εδαφικών 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 4

παραµέτρων φ cs Ε p, b β, γ mob ελήφθησαν σύµφωνα µε τις προτεινόµενες του πίνακα 1. (α) 120 Η τιµή του σ CO προσδιορίστηκε από την µέγιστη γωνία τριβής που µετρήθηκε συναρτήσει της ασκούµενης τάσης. Το Σχ. 6 δίδει τυπικές σχέσεις τάσης παραµόρφωσης και µέτρου διάτµησηςπαραµόρφωσης που προβλέπει το µοντέλο για την περίπτωση πυκνής άµµου. Χρησιµοποιούνται οι παράµετροι της κάτω εδαφικής στρώσης της δοκιµής στον φυγοκεντριστή που περιγράφεται παρακάτω στην ενότητα 5. Μπορεί να παρατηρηθεί ότι το µοντέλο και οι παράµετροι που επιλέχθηκαν προβλέπουν (α) την µετρηθείσα µέγιστη αντοχή, (β) την µετρηθείσα µείωση της αντοχής µε την παραµόρφωση µετά την µέγιστη αντοχή (soil softening) µε την αντίστοιχη διόγκωση και (γ) την µείωση του ισοδύναµου µέτρου διάτµησης µε την ασκούµενη διατµητική παραµόρφωση όπως προβλέπεται π.χ. από τις σχέσεις των Ishibashi and Zhang (1993), συναρτήσει του δείκτη πλαστικότητας του εδάφους. Πίνακας 3. Εδαφικές παράµετροι της άµµου Hostun που µετρήθηκαν στο εργαστήριο της SAA Table 3. Soil parameters of Hostun sand that were measured at the laboratory of SAA. σ' φ' max G s (MPa), σε γ (kpa) 50 46 o 20, 1.3(10-3 ) 100 45 o 24, 1.3(10-3 ) 200 37 o 29, 1.3(10-3 ) τ (kpa) (β) (γ) G/Gmax 100 80 60 40 20 Ογκοµετρική παραµόρφωση % (%) 0 0 20 40 60 80 100 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.02-0.04-0.06-0.08-0.1-0.12 ιατµητική παραµόρφωση % 0-0.02 0 20 40 60 80 100 ιατµητική παραµόρφωση (%) 0 1.0000 10.0000 100.0000 1000.0000 ιατµητική παραµόρφωση % Πίνακας 4. Τιµές των παραµέτρων των σχέσεων σχέσεων (1) και (2), που επιλέχθηκαν για τις αριθµητικές αναλύσεις. Table 4. The values of the model parameters of equations (1) and (2) selected for the numerical studies. φ [ ] 30 β 23 σ CO 1000kPa E P 220 γ mob 1.E-3 b 0.1 Σχήµα 6. Προβλέψεις του προτεινόµενου µοντέλου µε τις προτεινόµενες παραµέτρους για σ =125kPa. Figure 6. Predictions of the model with the proposed model parameters for σ =125kPa. 5. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ Ο κάνναβος που χρησιµοποίηθηκε για την αριθµητική προσοµοίωση των δοκιµών στον φυγοκεντριστή δίδεται στο Σχ. 7. Επειδή οι ιδιότητες της άµµου επηρεάζονται από την ασκούµενη τάση, χρησιµοποιήθηκαν τρεις διαφορετικές στρώσεις, όπως φαίνεται στο Σχ. 7. Η µέση τάση ανά στρώση και το µέτρο διάτµησης που θεωρήθηκε ανά στρώση, βάσει της σχέσης (1) δίδονται στον Πίνακα 5. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 5

Για τις παράµετρους του εδάφους που αναφέρθηκαν παραπάνω και την ασκούµενη τάση ανά στρώση υπολογίσθηκαν οι σχέσεις µεταξύ της γωνίας τριβής και της διασταλτικότητας και της πλαστικής διατµητικής παραµόρφωσης που προβλέπονται από τις σχέσεις (1) και (2) και δίδονται στο Σχ. 8. Ο λόγος Poisson λαµβάνεται, όπως αναφέρεται στην βιβλιογραφία για ακόρεστα εδάφη, ίσος µε 0.3. Επιπροσθέτως, θεωρείται, σύµφωνα µε την βιβλιογραφία, απόσβεση Rayleigh 5%. Οι αριθµητικές ελαστο-πλαστικές αναλύσεις εκτελέστηκαν σε δύο στάδια: πρώτα υπολογίσθηκαν οι στατικές τάσεις και µετά ασκήθηκε η ταλάντωση στη βάση του κάνναβου. Οι συνοριακές συνθήκες ήταν ελεύθερου πεδίου (free field). Οι υπολογισθείσες µέγιστες επιταχύσεις και τελικές καθιζήσεις δίνονται στον Πίνακα 2. Οι υπολογισθείσες τιµές και τα φάσµατα της επιτάχυνσης στις θέσεις Τ2 και Τ4 καθώς και ο καθιζήσεις συναρτήσει του χρόνου στις θέσεις S1 και S2, δίδονται στα Σχ. 9, 4 και 5 αντίστοιχα. Τέλος, το Σχ. 10 δίδει τις υπολογισθείσες µέγιστες επιταχύνσεις και τελικές παραµένουσες καθιζήσεις στην κορυφή του πρανούς, συναρτήσει της οριζόντιας απόστασης. επιτάχυνσης σε όλες τις θέσεις του Πίνακα 2 κυµαίνονται µεταξύ των τιµών 0.8 και 1.3. Στα Σχ. 3, 4, 5, 9 και 10 η υπολογισθείσα συµπεριφορά συµφωνεί σε γενικές γραµµές µε Σχήµα 7. O κάναβος, η γεωµετρία και οι εδαφικές στρώσεις στην αριθµητική προσοµοίωση. Figure 7. The geometry, mesh and different soil materials used to model the tests. Πίνακας 5. Η µέση τάση που ασκείται και το ελαστικό µέτρο διάτµησης που χρησιµοποιήθεκε ανά στρώση Table 5. The average stress that us applied and the elastic shear modulus that was used per layer. Στρώση σ' v (kpa) σ' v-µέσο (kpa) G max (MPa) A 0-50 25 30 B 50-100 75 51 C 100-150 125 67 6. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Οι Πίνακας 2 και τα Σχ. 3, 4, 5, 9 και 10 δείχνουν ικανοποιητική συµφωνία µεταξύ της µετρηθείσας και υπολογισθείσεις συµπεριφοράς. Ειδικότερα, στον Πίνακα 2 οι λόγοι των υπολογισθεισών και µετρηθεισών τιµών τόσο της καθίζησης όσο και της Σχήµα 8. Η γωνία της αντίστασης τριβής και η γωνία διαταλτικότητας συναρτήσει της πλαστικής παραµόρφωσηςς που εισήχθησαν στο ελαστικο-πλαστικό µοντέλο. Figure 8. The friction and dilation angles in terms of plastic shear strain that were applied at the elasto-plastic model strain hardeningsoftening. την µετρηθείσα, τόσο όσον αφορά τις καθιζήσεις, όσον και τις επιταχύνσεις, εκτός από την επιτάχυνση σε πολύ υψηλές συχνότητες. Πιθανός λόγος είναι ότι ασκείται απόσβεση τύπου Rayleigh που λαµβάνεται µε 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 6

τιµή τέτοια ώστε να συµπίπτει η συµπεριφορά στην δεσπόδουσα συχνότητα. Figure 10. Maximum horizontal accelerations (in g) and final settlements (in mm) in terms of horizontal distance from the crest of the slope. 7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Σχήµα 9. Υπολογισθείσες επιταχύνσεις στις θέσεις Τ2, Τ4 Figure 9. Estimated accelerations with time at locations T2 and T4 Στην παρούσα εργασία προτείνεται ένα ελαστοπλαστικό µοντέλο για την προσοµοίωση της δυναµικής συµπεριφοράς πρανών τύπου βαθµίδας, µε την µέθοδο των πεπερασµένων διαφορών. οκιµές του φυγοκεντριστή πραγµατοποιήθηκαν πρόσφατα στο εργαστήριο του πανεπιστηµίου του Cambridge προσοµοιώνουν την δυναµική συµπεριφορά πρανών τύπου βαθµίδας. Η αριθµητική προσοµοίωση των δυναµικών δοκιµών του φυγοκεντριστή πραγµατοποιήθηκε µε το πρόγραµµα FLAC. Για τον προσδιορισµό του µέτρου διάτµησης και της αντοχής της άµµου που χρησιµοποιήθηκε στον φυγοκεντριστή πραγµατοποιήθηκαν εργαστηριακές δοκιµές µε τον ίδιο λόγο κενών και υπό την ίδια ολόπλευρη πίεση. Τα αποτελέσµα της αριθµητικής ανάλυσης προέβλεψαν ικανοποιητικά τις µετρηθείσες επιταχύνσεις και µόνιµες σεισµικές µετακινήσεις που µετρήθηκαν στον φυγοκεντριστή. 8. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα µελέτη χρηµατοδοτήδηκε (α) από την Ευρωπαική Ένωση στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος NEMISREF. (Project, EC Contract n G1RD-CT-2002-00702) και (β) από την ΓΓΕΤ στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος X-SOILS 9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Σχήµα 10. Υπολογισθείσες µέγιστες επιταχύνσεις και τελικές παραµένουσες καθιζήσεις στην κορυφή του πρανούς Aubry, D. Benzenati, I. and Modaressi, A. (1993), Numerical predictions for model no 1, Verifications of numerical procedures for the analysis of liquefaction problems. Arulandan and Scott edirtors, Balkema, Rotterdam, pp 45-54. Athanasopoulos, G. A. Pelekis, P. C. and Leonidou, E. A. (1999), Topography effects in the athens 1999 earthquake: the case of hotel Dekelia. Proc. 4 th Int. Conf. on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, San Diego, (in CD ROM) 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 7

Brennan A. (2003) "WP4 Centrifuge Test AJB-11".Cambridge University, Internal Report project NEMISREF, EU DG12. Gazetas, G. Kallou, P. V. and Psarropoulos, P. N. (2002), Topography and soil effects in the Ms=5.9 Parnitha Athens earthquake: the case of Adames. Natural Hazards, Vol. 27, pp 133-169 Ishibashi, Zhang, X. (1993), Unified shear moduli and damping ratios of sand and clay. Soils and foundations, Vol. 33, No 1, pp 182-191 ITASCA Consultants. (2002), FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua). S.A.A.,Version 4.0. Modaressi, A. Lopez-Caballero, F. (2001), Global methodology for soil behavior identification and its application to the study of site effects. Proc. 4 th Int. Conf. on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, San Diego. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 8