New elastic spectra, site amplification factors and aggravation factors for complex subsurface geology, towards the improvement of EC8
Authors: Ρήγα Ευλαμπία-Ευτέρπη 
Published: August 2021

H παρούσα διατριβή έχει σαν στόχο να συνεισφέρει στη βελτίωση των διατάξεων του Ευρωκώδικα 8 που σχετίζονται με την επιρροή των τοπικών εδαφικών συνθηκών στον ορισμό της σεισμικής δράσης. Η συνεισφορά συνίσταται αφενός στην πρόταση ενός νέου συστήματος εδαφικής κατηγοριοποίησης και βελτιωμένων ελαστικών φασμάτων απόκρισης, και αφετέρου στην πρόταση συντελεστών σεισμικής επιδείνωσης για την ενσωμάτωση της επιρροής της σύνθετης επιφανειακής γεωλογίας. Η επάρκεια των κανονικοποιημένων φασμάτων και των συντελεστών εδαφικής ενίσχυσης του Ευρωκώδικα 8 ελέγχθηκε χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο δείγμα από μια παγκόσμια βάση σεισμικών καταγραφών. Τα κανονικοποιημένα φάσματα του Ευρωκώδικα 8 είναι σε γενικές γραμμές συμβατά με τα εμπειρικά φάσματα των καταγραφών. Βελτιωμένες τιμές προτάθηκαν για τον συντελεστή εδαφικής ενίσχυσης S για τις κατηγορίες B και C. Επιπροσθέτως, παρουσιάστηκε ένα νέο σύστημα εδαφικής κατηγοριοποίησης, το οποίο βασίστηκε σε μια νέα βάση δεδομένων με καταγραφές ισχυρής εδαφικής κίνησης από θέσεις με πολύ καλή γεωτεχνική τεκμηρίωση έως και το σεισμικό υπόβαθρο, η οποία δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής. Το προτεινόμενο σύστημα χρησιμοποιεί ως βασικές παραμέτρους κατηγοριοποίησης το πάχος, τη θεμελιώδη ιδιοπερίοδο και τη μέση ταχύτητα των διατμητικών κυμάτων ολόκληρης της εδαφικής απόθεσης και συνοδεύεται από τα αντίστοιχα ελαστικά φάσματα απόκρισης. Η αποτελεσματικότητα του νέου συστήματος εδαφικής κατηγοριοποίησης έναντι του συστήματος του Ευρωκώδικα 8 αποτιμήθηκε μέσω του υπολογισμού ενός σφάλματος που εκφράζει τη μέση διασπορά σε όλες τις κατηγορίες κάθε συστήματος. Οι τιμές του σφάλματος αυτού είναι μικρότερες για το νέο σύστημα σε σχέση με το σύστημα του Ευρωκώδικα 8 για όλες τις περιόδους. Η ευαισθησία της δισδιάστατης απόκρισης ιζηματογενών λεκανών σε παραμέτρους που σχετίζονται με τη γεωμετρία της λεκάνης τις εδαφικές ιδιότητες και τη θεώρηση μη γραμμικότητας διερευνήθηκε μέσω εκτενών παραμετρικών αριθμητικών αναλύσεων. Η ποσοτικοποίηση της επιρροής των διαφόρων παραμέτρων πραγματοποιήθηκε με τον υπολογισμό ενός συντελεστή σεισμικής επιδείνωσης (AGF), ο οποίος ορίζεται ως ο λόγος των φασματικών επιταχύνσεων των δισδιάστατων αναλύσεων προς τις αντίστοιχες μονοδιάστατες. Οι συντελεστές σεισμικής επιδείνωσης εξαρτώνται από το πλάτος και το πάχος της λεκάνης, τα δυναμικά χαρακτηριστικά του εδαφικού υλικού και τη θέση κατά μήκος της λεκάνης. Η αντικατάσταση του ανομοιογενούς εδαφικού προφίλ με ισοδύναμο ομοιογενές μπορεί να οδηγήσει σε υποεκτίμηση του συντελεστή επιδείνωσης στην περιοχή κοντά στην πλευρική ασυνέχεια και σε υπερεκτίμηση του συντελεστή επιδείνωσης στο σταθερού πάχους τμήμα της κοιλάδας, ενώ η θεώρηση μη γραμμικού υλικού οδηγεί σε μικρή μείωση του συντελεστή επιδείνωσης στο σταθερού πάχους τμήμα της κοιλάδας. Για την ενσωμάτωση της επιρροής της σύνθετης επιφανειακής γεωλογίας στον Ευρωκώδικα 8 προτείνεται η χρήση ενός μέσου συντελεστή σεισμικής επιδείνωσης μικρών περιόδων (AGFS) και ενός μέσου συντελεστή μεγάλων περιόδων (AGFL), για τον σχεδιασμό κατασκευών με θεμελιώδη ιδιοπερίοδο Τ≤0.75T0,c και T>0.75T0,c, αντίστοιχα, όπου T0,c είναι η θεμελιώδης ιδιοπερίοδος της εδαφικής απόθεσης στο κέντρο της λεκάνης. Οι συντελεστές αυτοί, οι οποίοι πολλαπλασιάζουν σε κάθε περίπτωση την τεταγμένη του ελαστικού φάσματος απόκρισης του κανονισμού, πρέπει να χρησιμοποιούνται για κοιλάδες των οποίων η γεωμετρία προσομοιάζει την τραπεζοειδή και για τον σχεδιασμό συνήθων κατασκευών μόνο.