argyroudis et al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης...
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
1/12
Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής
στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
Σωτήρης Αργυρούδης, Γρηγόρης Τσινίδης, Filippo Gatti, Κυριαζής Πιτιλάκης
Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
2/12
Εισαγωγή ‐ Στόχοι• Η εμφάνιση σεισμικών βλαβών σε σήραγγες είναι περιορισμένη σε σχέση με τις
επιφανειακές κατασκευές. Ωστόσο, οι σήραγγες εξακολουθούν να είναι τρωτέςκατασκευές ιδιαίτερα σε μικρά βάθη.
0.8
.
n c e
P(2)slight
P(1)none
0.4
0.6
i l i t y o f E x c e d
P(3)moderate
Καμπύλες τρωτότητας:
‐ Εμπειρικές
0.0
0.2
P r o b
a b
Intensit Measure
ModerateExtensive
IM1
P(4)extensive
‐
‐ Έμπειρη κρίση
• Εμπειρικές καμπύλες από παρατηρήσεις βλαβών σε σεισμούς:
ATC13
(1985),
HAZUS
(NIBS,
2004),
American
Lifelines
Alliance
(2002)
Αναλυτικές καμπύλες τρωτότητας με χρήση αριθμητικών μεθόδων
Επιρροή των εδαφικών συνθηκών και της αλληλεπίδρασης εδάφους‐κατασκευής
2
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
3/12
Μεθοδολογία
Τυπολογία σηράγγων Τύπος εδάφους Σεισμικές κινήσεις εισαγωγής
Τυπικά προσομοιώματα σήραγγας
Τυπικά εδαφικά προσομοιώματα
Επιλογή επιταχυνσιογραφημάτων,κλιμάκωση σε στάθμες έντασης
1 ∆ ισοδύναμμες γραμμικές
αναλύσεις
2 ∆ δυναμικές αναλύσεις
συζευγμένων
∆είκτης βλάβης
( ∆.Β), στάθμες
εδάφους-σήραγγας Παράμετροι δυσκαμψίας
και απόσβεσης εδάφους
. , ∆.Β για κάθε σ.β
Συσχέτιση δείκτη βλάβης και σεισμικής έντασης (Σ.Ε), προσδιορισμός μέσων
τιμών κατωφλίου Σ.Ε σε κάθε σ.β.
Καμπύλες
τρωτότητας
για κάθε
απαίτηση, αντοχή, ορισμός ∆.Β και σ.β)
Επιμέρους βήματα για την εξαγωγή των αναλυτικών καμπυλών τρωτότητας
τ πο σ ραγγας και ε φους
3
σηρ γγων μικρο ους
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
4/12
Δείκτες βλάβης
Λόγος της μέγιστης δρώσας ροπής (Msd) προς την ροπή αντοχής (ΜRd) της διατομής της σήραγγας
Στάθμη βλάβης (σ.β)
∆ιακύμανση του ∆είκτη Βλάβης ( ∆.Β)
Κεντρική τιμή του ∆.Β
Καθόλου ∆.Β ≤ 0.7 -
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
5/12
Γεωμετρικές και μηχανικές ιδιότητες των σηράγγων
Σ ετικ δυσκα ία
Κατασκευή εδάφους-κατασκευής FΕδαφικός τύπος C
Εδαφικός τύπος D
διατομή 1 (C40/50, S500, As* = 16 cm2/m, c** = 4.5cm) 8.8 2.7
Διάμετρος: 6 m
Πάχος διατομής: 0.3 m
Βάθο : ‐10 mδιατομή 2 (C20/25, S400, As* = 16 cm
2/m, c** = 4.0cm) 12.5 3.9
*καμπτικός οπλισμός ανά παρειά, ** επικάλυψη
Ι ι τητες ε α ικ ν υ ικ ν
• Δύο εξιδανικευμένα εδαφικά προφίλ, βάθους 50 m
,
• Οι παράμετροι δυσκαμψίας και απόσβεσης υπολογίζονται μέσω μονοδιάστατων
αναλύσεων εδαφικής απόκρισης έτσι ώστε να είναι συμβατές με τις εδαφικές
0
0 100 200 300 400Vso (m/s)
0
0 100 200 300c (kPa)
0
0 50 100 150 200 250
G (MPa)
παραμορ σεις
10
20
30
40
z ( m )
10
20
30
40
z ( m )
10
20
30
40
z ( m )
5
50
Soil Type C Soil Type D
50 50
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
6/12
Σεισμικές διεγέρσεις
• 6 σεισμικές καταγραφές
• Κλιμακούμενης έντασης: 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75 g
Σεισμός Έτος Mw R (km) PGA (m/s2)
Kozani 1995 6.5 17 1.396
Parnitha (Kypseli) 1999 6.0 10 0.120
Montenegro 1979 6.9 21 1.774Kocaeli (Gebze) 1999 7.4 42 0.218
Ducze 1 1999 7.2 15 0.126
Umbria Marche (Gubbio-Piana) 1998 4.8 18 0.235
4
5
l e r a t i o n Montenegro,
1979
Kozani, 1995
Umbria,
1998
2
3
s p o n s e
A c c
Parnitha, 1999
Duzce 1, 1999
Kocaeli,
2001
0
0 1 2 3 4
R
6
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
7/12
Αριθμητική προσομοίωση εδάφους‐σήραγγας
επίπεδης παραμόρφωσης
• Επένδυση σήραγγας: Γραμμική ελαστική συμπεριφορά
• Έδαφος: Ελαστο‐πλαστική συμπεριφορά (Mohr‐Coulomb)
• Διεπιφάνεια εδάφους‐σήραγγας: finite sliding hard contact model
Κινηματικές δεσμεύσειςΔιεπιφάνεια10 m
50 m
a(t) Αποσβεστήρες
L=200 m
7
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
8/12
Ενδεικτικά αποτελέσματα
60
0
20
40
M (
k N m / m
)
0
20
40
60
N ( k N / m )
-60
-30
0
30
M (
k N m / m
)
θ = 45ο
Montenegro
(1979)
0.15 g
0 90 180 270 360θ (ο)
0 90 180 270 360θ (ο)
0 10 20 30t (s)
200300
m )
300400
/ m )
300400 )
θ
-100
0
100
0 10 20 30
M (
k N m
θ = 45ο
0
100
200
0 90 180 270 360
M (
k N m
0
100
200
0 90 180 270 360
N ( k N /
(1979)
0.75 g
t (s) θ (ο) θ (ο)
ρονο στορ ες καμπτικ ς ροπ ς της ιατομ ς και κατανομ ν καμπτικ ς
ροπής κατά μήκος της περιμέτρου της διατομής (δυναμικό τμήμα) κατά τη
φάση μεγιστοποίησης της διαμετρικής παραμόρφωσης της σήραγγας
8
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
9/12
Καμπύλες τρωτότητας
Διαγράμματα εξέλιξης του δείκτη βλάβης συναρτήσει της PGA στην επιφάνεια για
κυκλική σήραγγα διατομής 2 σε έδαφος C και D
itot
iP
.
.ln
1].|..[
λογαριθμοκανονική συνολικήδιάμεσος τιμή κατωφλίου της
παραμέτρου σεισμικής έντασης
9
τυπική απόκλιση
(PGA) που απαιτείται για να
προκληθεί η στάθμη βλάβης i
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
10/12
Καμπύλες τρωτότητας
10
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
11/12
Συμπεράσματα
• Αριθμητική προσέγγιση για τον υπολογισμό αναλυτικών καμπυλών
τρωτότητας κυκλικών σηράγγων σε αλλουβιακές αποθέσεις, οι οποίες
υπόκεινται σε εγκάρσια σεισμική ταλάντωση.
•
διατομής της σήραγγας
και της σχετικής δυσκαμψίας εδάφους‐σήραγγας
• ρευνητικ ργο « ν πτυ η υστ ματος αχε ας π κρισης σε ερ πτωση
Σεισμού σε Μητροπολιτικό Αυτοκινητόδρομο» που χρηματοδοτείται από την
Γ .Γ .Ε.Τ/ΕΣΠΑ 2007‐2013/Δράση «ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2011»
11
-
8/16/2019 Argyroudis Et Al. Επιρροή της Αλληλεπίδρασης Εδάφους‐Κατασκευής στη Σεισμική Τρωτότητα Σηράγγων Μικρού Βάθους
12/12
Ευχαριστώ για την προσοχή σας!
sarg@civi .aut .gr
.
12