Επιρροή υπέργειων κατασκευών στη σεισμική συμπεριφορά αβαθών ορθογωνικών σηράγγων σε αστικό περιβάλλον
Creators: name: Κυριακίδου, Βαρβάρα Χαραλάμπους
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Ορθογωνικές σήραγγες
Σεισμική συμπεριφορά
Δυναμική αλληλεπίδραση
Rectangular tunnels
Seismic behavior
Dynamic interaction

description: Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να διερευνηθεί η δυναμική αλληλεπίδραση ορθογωνικών σηράγγων με υπέργειες κατασκευές υπό το καθεστώς σεισμικής εδαφικής ταλάντωσης σε αστικό περιβάλλον, καθώς η δυναμική αλληλεπίδραση σε αστικά κέντρα έχει μελετηθεί κατά κύριο λόγο για την περίπτωση αλληλεπίδρασης μεταξύ υπέργειων κατασκευών. Όσον αφορά τις μελέτες που αφορούν τη δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ υπόγειων και υπέργειων κατασκευών, αυτές επικεντρώθηκαν κυρίως στη διαφοροποίηση του σεισμικού φορτίου που δέχονται οι υπέργειες κατασκευές λόγω της ύπαρξης της υπόγειας κατασκευής. Το αντίστροφο φαινόμενο δεν έχει ερευνηθεί σε ικανοποιητικό βαθμό. Προκειμένου λοιπόν να εξεταστεί η επιρροή των υπέργειων κατασκευών στις υπόγειες πραγματοποιήθηκε μια εκτενής αριθμητική παραμετρική ανάλυση όπου εξετάζονται διάφορες περιπτώσεις συστημάτων ορθογωνικών σηράγγων – εδάφους - υπέργειων κατασκευών μέσω δυναμικών αναλύσεων στο πεδίο του χρόνου. Οι υπέργειες κατασκευές προσομοιώνονται με τη μορφή ισοδύναμων μονοβάθμιων ταλαντωτών και η μη γραμμική συμπεριφορά του εδάφους μέσω της ισοδύναμης γραμμικής μεθόδου και μέσω ενός ελαστο-πλαστικού προσομοιώματος κινηματικής κράτυνσης με κριτήριο αστοχίας Von-Mises. Η αριθμητική διερεύνηση πραγματοποιήθηκε σε κατάσταση επίπεδης παραμόρφωσης, χρησιμοποιώντας τον κώδικα πεπερασμένων στοιχείων Abaqus. Όπως διαπιστώθηκε η ύπαρξη υπέργειων κατασκευών αυξάνει την απόκριση των σηράγγων σε όρους εδαφικών ωθήσεων, διατμητικών τάσεων και δυναμικών εντατικών μεγεθών και συνεπώς στο σχεδιασμό των σηράγγων θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. Ωστόσο υπάρχουν αρκετά θέματα που παραμένουν ανοιχτά αναφορικά με σεισμική συμπεριφορά των σηράγγων. Οι εδαφικές ωθήσεις και οι διατμητικές τάσεις που περιβάλλουν τη σήραγγα, οι μορφές παραμόρφωσης των ορθογωνικών σηράγγων, οι μόνιμες τιμές της απόκρισης του συστήματος εδάφους – σήραγγα είναι θέματα που απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση.
description: This thesis aims at investigating the dynamic interaction between rectangular tunnels and above ground structures under seismic shaking in urban areas, as the dynamic interaction effects in urban areas have been mainly examined between above ground structures. Regarding the dynamic interaction phenomena between above ground and embedded structures, most researchers focus on the effect of an underground structure on the response of the above ground structures. The reverse problem has not been thoroughly studied. In order to investigate the effects of the above ground structures on the underground structures, a numerical parametric study is conducted assuming different rectangular tunnels, soil and structure configurations through dynamic time history analyses. The above ground structures are simulated as equivalent single degree of freedom oscillators and the non - linear soil behavior is modeled through equivalent linear analysis and through a kinematic hardening model with a Von Mises failure criterion. The numerical investigation is performed under plane strain conditions, using the finite element code Abaqus. The existence of above ground structures was found to increase the response of tunnels in terms of earth pressures, shear stresses and dynamic internal forces. Consequently above ground structures should be taken into consideration in the design of tunnels. However, issues regarding the seismic behavior of tunnels remain still open. The seismic earth pressures and deformation modes of rectangular tunnels and the post-earthquake residual response of the soil-structure, are issues that require further investigation.