Δυναμική ανάλυση συζευγμένων συστημάτων εδάφους-πασσαλοθεμελίωσης-ανωδομής
Creators: name: Ροβίθης, Εμμανουήλ Ν.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Πασσαλοθεμελίωση
Καμπύλες p-y
Συζευγμένο σύστημα
Πειράματα φυγοκεντριστή
Ψευδο-ενεργός ιδιοσυχνότητα
Pile foundations
p-y curves
Coupled system
Centrifuge experiments
Pseudo-effective frequency
Kinematic soil-pile interaction

description: Στην παρούσα διατιρβή εξετάζεται διεξοδικά η δυναμική απόκριση συζευγμένων συστημάτων εδάφους-πασσαλοθεμελίωσης-ανωδομής, θέτοντας ως βασικό πεδίο έρευνας τον μενονωμένο πάσσαλο. Προς την κατεύθυνση αυτή αναπτύχθηκε αρχικά μια διαδικασία εκτίμησης των συντελεστών δυναμικής αλληπίδρασης εδάφους-πασσάλου με βάση αντίστροφα υπολογισμένους βρόχους p-y, η ορθότητα της οποίας ελέγχθηκε με βάση πειραματικά αποτελέσματα για διάφορα σενάρια φόρτισης του συστήματος. Υπό σεισμικές συνθήκες φόρτισης, τα αποτελέσματα κατέδειξαν την δυνατότητα των παραγόμενων βρόχων-πασσάλου έναντι υφιστάμενων αναλυτικών μοντέλων p-y. Ακολούθως πραγματοποιήθηκε μια εκτενής παραμετρική ανάλυση της δυναμικής απόκρισης του συστήματος με χρήση βαθμονομημένων προσομοιωμάτων πεπερασμένων στοιχείων, στα πλαίσια της οποίας εξετάστηκε η διαφοροποίηση των δυναμικών χαρακηριστικών της ανωδομής λόγω αλληλεπίδρασης, η απόκριση του μεμονωμένου πασσάλου εντοπίζοντας τις συχνότητες οι οποίες και καθορίζουν την κίνησή του και η επιρροή των συνοριακών συνθηκών της ανωδομής στην απόκριση του συστήματος. Η επεξεργασία των αποτελεσμάτων της παραμετρικής ανάλυσης οδήγησε στον εντοπισμό μιας νέας συχνότητας στην οποία αποδόθηκε ο όρος ψευδο-ενεργός ιδιοσυχνότητα του συστήματος και στην οποία προέκυψε ότι η απόκριση του πασσάλου ελαχιστοποιείται σε σχέση με την εδαφική κίνηση στο ελεύθερο πεδίο. Ως ένα τελικό στάδιο, η αναπτυχθείσα διαδικασία με βάση τους βρόγχους p-y εφαρμόστηκε για τα αποτελέσματα των παραμετρικών αναλύσεων οόπτε και προέκυψε η συχνοτική εξάρτηση των συντελεστών δυσκαμψίας και απόσβεσης των κατανεμημένων ελατηρίων και αποσβεστήρων του πασσάλου. Η όλη διαδικασία κατέληξε στην επέκταση διαθέσιμων αναλυτικών σχέσεων στο συζευγμένο σύστημα με άμεση δυνατότητα χρήσης σε απλοποιημένα προσομοιώματα τύπου Winkler που συχνά υιοθετούνται στην πράξη
description: Thescope of the present PhD thesis is to investigate the dynamic response of couplrd soil-structure systems focusing on single-pile supported structures. As a first stage, a procedure for estimating dynamic soil-pile interaction based on back calculated p-y loops was initially developed. The validity of the p-y loops as a measure of dynamic soil-pile interaction was established centrifuge tests implementing different loading scenarios. The computed p-y loops were also compared to cyclic p-y curves commonly used in design practice, highlighting certain limitations of the existing p-y models. The dynamic response of the coupled system was subsequently examined utilizing validated FE models. The parametric study focused on the effect of the interaction mechanism on the dynamic characteristics of the structure, the modification of the pilehead motion with respect to the free field response, the effect of the excitation frequency on the developed pile bending allocating the contribution of kinematic and inertial interaction and finally the effect of the boundary conditions at the fundamental frequencies that dominate the system's response it was concluded that pilehead response is strongly affected by another frequency referred hereinas pseudo-effective frequency of the system. At the particular frequency pile respinse is minimized with respect to the free field response. Finally, pile bending moments obtained from the parametric analysis of the coupled system were utilized in order to obtain springs and dashpots coefficients along the pile length based on the respective back calculated p-y loops. Thus, an alternative approach for estimating the distibuted pile springs and dashopts was derived that may be directly applied in a simplified Winkler model of the whole system