Η εργασία αφορά στην επίδραση της αλληλεπίδρασης εδάφους-κατασκευής (SSI) σε σεισμικά μονωμένες γέφυρες. Η γενική άποψη είναι ότι τα ευεργετικά αποτελέσματα της σεισμικής μόνωσης ενισχύονται λόγω της δυναμικής αλληλεπίδρασης μεταξύ εδάφους, θεμελίωσης και κατασκευής. Η λανθασμένη αυτή αντίληψη σχετίζεται με την πρόσθετη ελαστικότητα που σύμφωνα με το φάσμα σχεδιασμού προσδίδεται στην κατασκευή μέσω του φαινομένου της αλληλεπίδρασης. Στην πραγματικότητα, είναι πολύ πιθανό η σεισμική απόκριση του συνολικού συστήματος να μην ακολουθεί την ομαλή γραμμή του φάσματος, η οποία δείχνει απλά έναν μέσο όρο των αποκρίσεων (Σχήμα Α).

 

 

 

Σχήμα A. Το φάσμα σχεδιασμού με την αλληλεπίδραση εδάφους κατασκευής.

 

Η παραπάνω διαπίστωση ερευνάται με τη βοήθεια 2 μοντέλων σεισμικά μονωμένων γεφυρών και κατάλληλων μοντέλων των δυναμικών δυσκαμψιών του εδάφους που εξετάστηκε (η θεμελίωση έγινε μέσω πασσάλων τριβής). Συγκεκριμένα για την προσομοίωση των δυναμικών δυσκαμψιών χρησιμοποιήθηκαν ελατήρια, αποσβεστήρες και "gyromasses", τα οποία αντιστοιχούν σε στοιχεία που εχουν προταθεί πρόσφατα στη βιβλιογραφία. Κάθε στοιχείο "gyromass" παίζει το ρόλο μιας κανονικής μάζας, με το πλεονέκτημα οτι δεν προσθέτει αδρανειακές δυνάμεις στις εξισώσεις ισορροπίας του συστήματος (Σχήμα Β). Με κατάλληλους συνδυασμούς ελατηρίων, αποσβεστήρων και στοιχείων "gyromasses" μπορούν να προσομοιωθούν ακόμα και ιδιαίτερα ευαίσθητες στην συχνότητα διέγερσης δυναμικές δυσκαμψίες, πλεονεκτώντας έναντι των απλών μοντέλων Voigt που χρησιμοποιούνται συνήθως για απλές προσομοιώσεις. Χρησιμοποιήθηκαν 2 ομάδες σεισμικών διεγέρσεων, με 20 σεισμούς το καθένα; οι σεισμοί κοντινού πεδίου (near fault set) και οι σεισμοί μακρινού πεδίου (far field set).

 

 (a)                         (b)

 

 

Σχήμα B. Προσομοίωση της αλληλεπίδρασης εδάφους κατασκευής σε μονοβάθμιο σύστημα α) με τη χρήση μιας τυπικής μάζας και β) με “gyromass”.

 

Η εργασία εξετάζει παράγοντες που καθορίζουν την αλληλεπίδραση εδάφους κατασκευής: τη γεωμετρία και τον αριθμό των πασσάλων θεμελίωσης, τα χαρακτηριστικά του εδάφους, την ελαστικότητα της κατασκευής, κ.α. Τα αποτελέσματα μελετώνται αρχικά σε όρους μετακινήσεων της μόνωσης και διατμητικής δύναμης των πυλώνων των γεφυρών. Στη συνέχεια εξετάζονται τα δυναμικά χαρακτηριστικά των συστημάτων σε συνδυασμό με το λεγόμενο "power spectra" επιλεγμένων σεισμικών διεγέρσεων, με σκοπό τον εντοπισμό των παραγόντων που καθορίζουν την απόκριση των κατασκευών και πιθανότατα την πρόβλεψη τους.