Η παρούσα
διπλωματική εργασία πραγματεύεται την σεισμική
συμπεριφορά γέφυρας σε ρευστοποιήσιμο έδαφος.
Εφαλτήριο της εργασίας αποτελεί το ερευνητικό
πρόγραμμα με επικεφαλής τον Γεώργιο Μπουκοβάλα,
Καθηγητή Ε.Μ.Π, με τίτλο “Πρότυπος σχεδιασμός βάθρων
γεφυρών σε ρευστοποιήσιμο έδαφος με χρήση φυσικής
σεισμικής μόνωσης”. Η ερευνητική ομάδα του Ιωάννη
Ψυχάρη, Καθηγητή Ε.Μ.Π, ασχολήθηκε με την μελέτη
μιας τυπικής ισοστατικής οδικής γέφυρας από
σκυρόδεμα δύο ανοιγμάτων και θεμελιωμένης σε
ρευστοποιήσιμο έδαφος. Κεντρική ιδέα της έρευνας
είναι η αντικατάσταση της πασσαλοθεμελίωσης του
μεσοβάθρου, δηλαδή της λύσης θεμελίωσης του
συμβατικού σχεδιασμού τέτοιου τύπου γεφυρών, με
επιφανειακή θεμελίωση με την χρήση πεδίλου επί μιας
βελτιωμένης εδαφικής κρούστας, η οποία στην ουσία
είναι το άνω μέρος της ρευστοποιήσιμης ζώνης του
εδάφους. Η εργασία έδωσε έμφαση στις απαιτούμενες μη
γραμμικές αναλύσεις του νέου σχεδιασμού. Έγινε χρήση
του προγράμματος ανοικτού κώδικα
Open
System
for
Earthquake
Engineering
Simulation
ή εν συντομία Opensees,
ανεπτυγμένο από το Pacific
Earthquake
Engineering
Research
Center.
Αναλυτικότερα, πραγματοποιήθηκε η ανάλυση
ευαισθησίας του φορέα σε στατικούς καταναγκασμούς
στην θεμελίωση, δηλαδή στην βάση του μεσοβάθρου.
Αυτοί οι στατικοί καταναγκασμοί είναι οι
επιβαλλόμενες από την ρευστοποίηση μετακινήσεις,
δηλαδή καθιζήσεις και ευθέως ανάλογες στροφές. Στην
συνέχεια, αναζητήθηκε γι’ αυτήν την ανάλυση το
κρισιμότερο στοιχείο του φορέα, αυτό που θα
αστοχήσει πρώτο, μεταξύ του βάθρου, των εφεδράνων
και του καταστρώματος της γέφυρας. Ακολούθως, έλαβε
χώρα η διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης του φορέα
υπό την μη γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστοριών.
Επιβλήθηκαν οι ίδιες χρονοϊστορίες στα ακρόβαθρα, οι
οποίες εξέφραζαν την διέγερση του αναδυόμενου
βραχώδους υποβάθρου και διαφορετική χρονοϊστορία στο
μεσόβαθρο, η οποία αντικατόπτριζε την διέγερση του
ρευστοποιημένου εδάφους. Η γεωτεχνική ομάδα παρείχε
τα κατάλληλα αρχεία χρονοϊστοριών. Αποτέλεσμα, αυτών
των διαφορετικών διεγέρσεων ήταν η ανάπτυξη σχετικής
οριζόντιας μετακίνησης στο βάθρο της γέφυρας. Τέλος,
οι χρησιμοποιούμενοι σεισμοί τριπλασιάστηκαν. Αφού,
μορφώθηκαν οι καμπύλες ικανότητας του βάθρου με τις
στάθμες επιτελεστικότητάς του για τις μέγιστες
σχετικές οριζόντιες μετακινήσεις του βάθρου κατά την
διάρκεια τόσο των απλών όσο και των τριπλασιασμένων
σεισμών, έγινε μια προσπάθεια ερμηνείας της
απόκρισης του βάθρου, ύστερα από την ολοκλήρωση των
μεγεθυμένων σεισμικών γεγονότων και την άμεσα
επακόλουθη εκδήλωση του φαινομένου της
ρευστοποίησης.