Σεισμική συμπεριφορά κεκλιμένων πασσάλων

Abstract

Εισαγωγή: Σκοπός της διατριβής. Η διερεύνηση της συμπεριφοράς των κεκλιμένων πασσάλων δεν έχει λάβει αρκετή προσοχή, οι δε δημοσιεύσεις στο αντικείμενο αυτό είναι σχετικώς λίγες. Οι κεκλιμένοι πάσσαλοι χρησιμοποιούνται συχνά όταν απαιτείται πρόσθετη εγκάρσια δυσκαμψία για την παραλαβή οριζοντίων φορτίων (π.χ. φόρτιση λόγω ωθήσεως γαιών ή ύδατος). Παρ' όλα αυτά, η χρήση των κεκλιμένων πασσάλων εθεωρείτο μέχρι πρότινος επιζήμια για την σεισμική απόκριση των κατασκευών, και πολλοί κανονισμοί ακόμα και σήμερα συνιστούν την αποφυγή της χρήσης τους [π.χ. Ευρωπαϊκός Κανονισμός (EC8 / Part 5), ΕΑΚ (2000)]. Τα κυριότερα επιχειρήματα που έχουν διατυπωθεί από διάφορους ερευνητές εναντίον της χρήσης των κεκλιμένων πασσάλων είναι τα ακόλουθα: • καταπόνηση σε "παρασιτική" κάμψη λόγω δυναμικής συνίζησης ή στερεοποίησης του εδάφους • επιβολή στον κεφαλόδεσμο ασύμμετρων δυνάμεων μεγάλου μεγέθους και εναλλασσόμενου προσήμου • απομείωση του θλιπτικού φορτίου στους κεκλιμένους πασσάλους, με αποτέλεσμα την μείωση της αντοχής τους σε κάμψη • παραμένουσα στροφή της θεμελίωσης στην περίπτωση ασύμμετρης κλίσης των πασσάλων. Πρόσφατα όμως, η μελέτη ιστορικών περιστατικών έδειξε ότι η χρήση καταλλήλως σχεδιασμένων κεκλιμένων πασσάλων μπορεί να είναι ευεργετική τόσο για την σεισμική συμπεριφορά της ανωδομής, όσο και των ιδίων των πασσάλων (Gazetas & Mylonakis 1998). Παραδείγματα τέτοιων περιστατικών, όπου δηλαδή οι κεκλιμένοι πάσσαλοι έδρασαν ευεργετικά, αποτελούν η αποβάθρα Maya Wharf (σεισμός Kobe, 1995), η γέφυρα Ohba-Ohashi στην Ιαπωνία (1984), και η γέφυρα Landing Road στην Νέα Ζηλανδία (σεισμός Edgecumbe, 1987). Τα περιστατικά αυτά αποτέλεσαν το κίνητρο για την αριθμητική διερεύνηση (με 3Δ προσομοιώματα πεπερασμένων στοιχείων) της σεισμικής συμπεριφοράς ομάδων με κεκλιμένους πασσάλους. Μέχρι σήμερα, δεν έχει αποσαφηνισθεί ο ρόλος των κεκλιμένων πασσάλων (ευμενής ή δυσμενής) στην σεισμική απόκριση της κατασκευής και της ίδιας της θεμελίωσης, λόγω και του περιορισμένου αριθμού πειραμάτων και αριθμητικών μελετών με ΤΤΣ. Επειδή δεν έχει γίνει συστηματική έρευνα στην στατική και δυναμική απόκριση κεκλιμένων πασσάλων, η παρούσα διατριβή μελετά πλήθος θεμάτων της σεισμικής τους απόκρισης. Εκτενείς παραμετρικές αναλύσεις με την μέθοδο των ΠΣ μελετούν την σεισμική απόκριση απλών διατάξεων με κεκλιμένους πασσάλους σε πλήθος εξιδανικευμένων εδαφικών προφίλ (Σχήμα 1), καταδεικνύουν δε τις περιπτώσεις όπου η σεισμική απόκριση των κεκλιμένων πασσάλων είναι ικανοποιητική εντοπίζοντας ταυτόχρονα αδυναμίες τους. […]