Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9855
Title: Αριθμητική διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς εύκαμπτων τοίχων αντιστήριξης βάσει πειραματικών δεδομένων
Other Titles: Numerical investigation of the dynamic behavior of cantilever retaining walls due to laboratory tests
Authors: Λιανός, Μάριος
Keywords: Αριθμητική ανάλυση
Τοίχοι αντιστήριξης
Πολυστρωματικό κιβώτιο
Πεπερασμένα στοιχεία
Keywords (translated): Numerical analysis
Laminar box
Retaining walls
Abstract: Μία σημαντική εφαρμογή της επιστήμης του Πολιτικού Μηχανικού είναι οι κατασκευές εδαφικής αντιστήριξης. Είναι εφαρμογές που από την αρχαιότητα μέχρι και σήμερα βρίσουν ευρεία χρήση στα έργα υποδομών και παρουσιάζουν αυξανόμενο ενδιαφέρον αναφορικά με την βελτιστοποίηση του σχεδιασμού και της κατασκευής, με στόχο την ασφάλεια και οικονομία. Σε σεισμογενείς περιοχές, η επίτευξη της ασφάλειας συχνά οδηγεί σε αυξημένο κόστος κατασκευής. Αυτό καθιστά αναγκαία την αναζήτηση μεθόδων σχεδιασμού και κατασκευής που ελαχιστοποιούν το κόστος. Στην παρούσα εργασία γίνεται προσπάθεια κατανόησης της σεισμικής συμπεριφοράς κατασκευών αντιστήριξης τύπου τοίχου – προβόλου με δύο μεθόδους. Η πρώτη αναφέρεται σε δοκιμές σεισμικού προσομοιωτή σε δοκίμια υπό κλίμακα υπό συνθήκες φυσικής βαρύτητας (1g) και η δεύτερη σε αριθμητικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια σύντομη ανασκόπηση των διαθέσιμων μεθόδων εδαφικής αντιστήριξης και των απλών αναλυτικών μεθόδων υπολογισμού ωθήσεων και μετακινήσεων υπό σεισμική διέγερση. Ακόμα, παρουσιάζονται αποτελέσματα από την σύγχρονη μέθοδο σεισμικής μόνωσης με χρήση παρεμβλήματος Γεωαφρού Διογκωμένης Πολυστερίνης (EPS). Στο Κεφάλαιο 2 περιγράφεται η εργαστηριακή διερεύνηση της σειράς των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν στον σεισμικό προσομοιωτή του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστήμιου Πατρών τον Ιούνιο και Ιούλιο του 2015, αναφορικά με τη σεισμική συμπεριφορά τοίχων-προβόλων υπό κλίμακα. Παρουσιάζεται ο εξοπλισμός, οι ιδιότητες των υλικών των δοκιμίων, οι εργαστηριακές δοκιμές και η επεξεργασία των καταγραφών των οργάνων για τις επιταχύνσεις, τις μετακινήσεις και τις δυναμικές ωθήσεις. Τονίζεται ότι τα δοκίμια κατασκευάστηκαν μέσα σε πολυστρωματικό κιβώτιο τύπου διατμητικής δοκού (ESB Container) εσωτερικών διαστάσεων 3.5m x 1.5m x 1.0m. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει αντίστοιχων διαστάσεων κιβώτιο σε άλλο Ελληνικό πανεπιστήμιο, το συγκεκριμένο πείραμα είναι το πρώτο που διεξάγεται στην Ελλάδα. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζεται η προσομοίωση του εργαστηριακού πειράματος με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Αρχικά αναλύεται η μέθοδος αριθμητικής επίλυσης προβλημάτων με τη ΜΠΣ και συγκεκριμένα παρουσιάζεται το επιστημονικό υπόβαθρο του κώδικα PLAXIS. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στο καταστατικό προσομοίωμα εδάφους που χρησιμοποιήθηκε και στις ιδιότητες του. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αριθμητικών αναλύσεων. Στο Κεφάλαιο 4 γίνεται η σύγκριση μεταξύ των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την εργαστηριακή διερεύνηση και από την αριθμητική ανάλυση αναφορικά με τις καταγεγραμμένες επιταχύνσεις, μετακινήσεις και δυναμικές ωθήσεις.
Abstract (translated): An important application of civil engineering is the earth retaining structures. From ancient times until today, earth retaining structures are used in infrastructures and they show a high interest regarding the optimization of design and construction, in order to ensure the economy and safety. Especially in seismogenic regions, achieving security often leads to increased manufacturing cost. This necessitates the search design and construction methods that minimize the cost. In this thesis, it is attempted to understand the seismic behavior of cantilever retaining walls, using two different methods. In the first method the seismic simulator of the University of Patras is used, in scaled models under conditions of natural gravity (1g). In the second method numerical analysis is conducted using the finite element method. In Chapter 1, a literature review of the available soil retaining methods and of simple analytical methods of seismic pressures and displacements under seismic stimulation, is performed. In Chapter 2, the laboratory investigation of a series of experiments that was conducted in the seismic simulator of the University of Patras , in June and July of 2015, dealing with cantilever retaining walls is presented. The apparatus, the material properties of models, the laboratory tests and the processing of the instrument recordings (accelerations, displacements and seismic pressures) are presented. It is emphased that the models were created in an equivalent shear beam container of internal dimensions 3.5 m x 1.5 m x 1.0 m. This experiment is the first that is conducted in Greece. In Chapter 3, the simulation of the laboratory experiment is. At first, the numerical analysis with Finite Element Method. and the scientific background of PLAXIS program are presented. Then, a report of the ground material model that was used and its properties, is done. In the end, the results of the numerical analysis are presented. In Chapter 4, the results that were conducted from the laboratory investigation are compared with those of numerical analysis in respect of recorded accelerations, displacements and seismic pressures. Finally, in Chapter 5, the conclusions about the seismic behavior of cantilever retaining walls are presented. Additionally, the influence of the presence of expanded polystyrene (EPS) geofoam between wall and embankment and sandpaper at the base of the wall is considered.
Appears in Collections:Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Lianos(civ).pdf6.06 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.