Σεισμική τρωτότητα λιμενικών κατασκευών λαμβάνοντας υπόψη και τη ρευστοποίηση του εδάφους. Μελέτη κρηπιδότοιχου βαρύτητας
Creators: name: Κρούπη, Γεωργία Ευαγγέλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Ρευστοποίηση
Τρωτότητα
Κρηπιδότοιχοι
Liquefaction
Fragility
Quay Walls

description: Αντικείμενο της εργασίας αυτής αποτελεί η σεισμική αποτίμηση της τρωτότητας των λιμενικών κατασκευών με τη συνεκτίμηση της επιρροής της ρευστοποίησης του εδάφους. Συγκεκριμένα αποσκοπούσε στη μελέτη και στην εξαγωγή αναλυτικών καμπυλών τρωτότητας για κρηπιδότοιχους βαρύτητας. Μελετήθηκε η περίπτωση ενός τυπικού κρηπιδότοιχου βαρύτητας του Λιμένα Θεσσαλονίκης, ύψους 14 μέτρων, ενώ για το έδαφος επιλέχθηκε μία αντιπροσωπευτική εδαφική τομή της περιοχής, απλοποιημένη ως προς το βάθος της στα 50 μέτρα. Για τις ανάγκες της παρούσας μελέτης καταστρώθηκε ένα διδιάστατο μοντέλο του κρηπιδότοιχου και του περιβάλλοντος εδάφους στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων OpenSees. Επιλέχθηκε ένα δείγμα δεκαπέντε (15) καταγραφών από την Ευρωπαϊκή Βάση δεδομένων Ισχυρής Εδαφικής Κίνησης συγκεκριμένου εύρους μεγέθους σεισμικής ροπής (Mw) και επικεντρικής απόστασης (R). Πραγματοποιήθηκε διεξαγωγή μη-γραμμικών δυναμικών αναλύσεων για τις δεδομένες καταγραφές με και χωρίς τη συνεκτίμηση της ρευστοποίησης. Διερευνήθηκε η επιρροή της ρευστοποίησης στην απόκριση του συστήματος. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν σημαντική απομείωση των επιταχύνσεων στην ελεύθερη επιφάνεια σε σχέση με την επιτάχυνση της κίνησης εισαγωγής. Η παραπάνω παρατήρηση αποδίδεται στην εμφάνιση των μη-γραμμικών φαινομένων, των μόνιμων παραμορφώσεων και της απορρόφησης ενέργειας που οφείλονται στη ρευστοποίηση. Για τις ανάγκες της εξαγωγής των αναλυτικών καμπυλών τρωτότητας οι καταγραφές κλιμακώθηκαν ως προς την PGA τους σε εύρος από 0,05g έως 0,70g. Οι καμπύλες τρωτότητας προέκυψαν από τα αποτελέσματα των αναλύσεων, ενώ η κορυφαία εδαφική ταχύτητα (PGV) επιλέχθηκε ως μέτρο έντασης. Τα αποτελέσματα των μη-γραμμικών δυναμικών αναλύσεων και των καμπυλών τρωτότητας που προέκυψαν, κατέδειξαν μικρό έως μέτριο επίπεδο βλαβών. Η απόκριση και η αποτίμηση της τρωτότητας του συστήματος κρηπιδότοιχου-εδάφους είναι ένα εξαιρετικά σύνθετο αντικείμενο, που επηρεάζεται από πλήθος παραγόντων. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την παρούσα μελέτη κατέδειξαν την πολυπλοκότητα και την ανάγκη της περαιτέρω διερεύνησης της ταυτόχρονης επιρροής των φαινομένων της αλληλεπίδρασης και της ρευστοποίησης στην απόκριση των παράκτιων έργων και την αναγκαιότητα χρήσης προηγμένων μοντέλων για τον σκοπό αυτό
description: The purpose of this diploma thesis is the seismic risk assesement of port facilities considering soil liquefaction. Specifically, the study aimed at the development of fragility curves for quay walls. The case of a typical quay wall of 14m, from Thessaloniki’s Port was studied. Regarding the soil, a representative soil profile simplified to the total depth at 50m was selected. For the purposes of the present study, a two-dimensional model of the quay wall and the surrounding soil was simulated using the OpenSees finite element code. A set of fifteen (15) real ground motion records was selected from the European Strong Motion Database, all corresponding to a specific seismic moment magnitude (Mw) and epicentral distance (R) range. Non-linear dynamic analyses were performed for the given records both with and without liquefaction consideration. The influence of the liquefaction effects on the response of the system was investigated. The results demonstrated a significant decrease in accelerations at the ground surface, compared to the accelerations of the seismic input motion. The above observation is attributed to the occurrence of non-linear phenomena, permanent ground deformation and energy absorption due to the liquefaction effects. In order to generate the fragility curves, the selected records were scaled regarding their PGA at a range from 0,05g to 0,70g. The generation of the fragility curves was based on the analysis results and the peak ground velocity (PGV) was selected as a measure of the seismic intensity. From the estimated damages, a low to medium damage state was observed. The seismic performance and the seismic risk assesement of the quay wall – soil system is a very complex subject, affected by a large variety of factors. The conclusions drawn from the present study indicated the necessity of further investigation of the effect of the combination of the soil –structure interaction and liquefaction phenomena on the performance of coastal structures, as well as the necessity of using advanced models in order to attain this purpose