Παραμετρική ανάλυση σεισμικής τρωτότητας σηραγγών μικρού βάθους σε μαλακά εδάφη

 
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share




2008 (EN)
Parametrical analysis for seismic vulnerability of swallow depth tunnels in soft soils
Παραμετρική ανάλυση σεισμικής τρωτότητας σηραγγών μικρού βάθους σε μαλακά εδάφη

Φανιοπούλου, Μαρία Συμεών

At the present master thesis the tunnel behavior under seismic transverse loads is investigated. Vulnerability curves are proposed for circle and rectangular tunnel sections in different soil profiles. This is succeeded through an analytical procedure based on a numerical approach where the tunnel is submitted to transverse seismic loading of different intensity. The response of the tunnel is calculated under quasi static conditions applying the induced seismic ground deformations which are calculated through a 1D equivalent linear analysis. Defining the damage levels according to the exceedance of tunnel’s cross section strength capacity, the fragility curves could be constructed, as a function of the level of the seismic excitation, considering the related uncertainties. More specifically, in the first chapter of this thesis the need of seismic design for underground structures and the reasons for their failure are analysed. Moreover, a short description of seismic damages in tunnels is given. The second chapter includes the existing empirical vulnerability curves suggested by the HAZUS and ALA programs, while the definition of the basic parameters related to the seismic risk assessment are provided. In the third chapter the data that are utilized for the analyses are presented. These data concern the soil profiles and its characteristics, the input ground motions, the tunnel cross section properties. The combinations of the parametric analyses are also introduced. In the forth chapter the software used for the analyses is described, while a typical analysis including the discrete steps of the approach is presented, considering all the hypotheses that were made for the method of analysis. In the fifth chapter the procedure of constructing fragility curves based on the results of the analyses is described. In the sixth chapter a dynamic analysis is performed for the typical model that was previously described in the forth chapter. The results of this analysis are compared with those derived from the quasi static approach. In the seventh chapter, the vulnerability curves proposed in this thesis are applied in the subway tunnel of Thessaloniki for a certain seismic scenario and finally, in the last chapter the proposed curves are compared with the corresponding empirical ones and the conclusions of the study are made.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η απόκριση σηράγγων μικρού βάθους εντός αλουβιακών αποθέσεων που υπόκεινται σε εγκάρσια σεισμική φόρτιση. Προτείνονται καμπύλες τρωτότητας για σήραγγες ορθογωνικής και κυκλικής διατομής για διαφορετικά εδαφικά προφίλ. Αυτό επιτυγχάνεται με την εφαρμογή μιας αναλυτικής μεθοδολογίας βασισμένης σε μια αριθμητική προσέγγιση, κατά την οποία η σήραγγα υποβάλλεται σε εγκάρσια σεισμική φόρτιση διαφορετικών επιπέδων έντασης. Ορίζοντας διαφορετικά επίπεδα βλάβης βάσει του ποσοστού υπέρβασης της αντοχής της υπό μελέτη διατομής, προκύπτουν καμπύλες τρωτότητας ως συνάρτηση της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης, λαμβάνοντας υπ΄όψιν τις αβεβαιότητες που υπεισέρχονται. Ειδικότερα, στο πρώτο κεφάλαιο παρατίθενται κάποιες γενικές πληροφορίες για τις υπόγειες κατασκευές και την ανάγκη αντισεισμικού σχεδιασμού τους, αναλύονται οι αιτίες αστοχίας των σηράγγων λόγω σεισμικής φόρτισης και παρουσιάζονται βλάβες που παρατηρήθηκαν σε υφιστάμενες σήραγγες λόγω σεισμού. Στο δεύτερο κεφάλαιο δίνονται ορισμοί παραμέτρων που σχετίζονται με τη σεισμική αποτίμηση σηράγγων και παρατίθενται τα αποτελέσματα εμπειρικών μελετών για την ανάπτυξη καμπυλών τρωτότητας. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλυτικά τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στις αναλύσεις, και συγκεκριμένα τα εδαφικά προφίλ με τις ιδιότητές τους, οι εισαγόμενες σεισμικές κινήσεις, η διατομή της κατασκευής και οι συνδυασμοί των αναλύσεων. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση του λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε στις αναλύσεις, των παραδοχών που γίνανε στα επιμέρους στάδια της εφαρμοζόμενης μεθοδολογίας και μιας ενδεικτικής τυπικής ανάλυσης με όλα τα επιμέρους βήματα. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται η διαδικασία σύνθεσης καμπυλών τρωτότητας και παρουσιάζονται οι καμπύλες τρωτότητας που προκύπτουν από τα αποτελέσματα του συνόλου των παραμετρικών αναλύσεων. Στο έκτο κεφάλαιο πραγματοποιείται δυναμική ανάλυση για το παράδειγμα του τέταρτου κεφαλαίου και συγκρίνονται τα αποτελέσματα της απόκρισης της σήραγγας με αυτά που προέκυψαν από την ψευδοστατική μέθοδο. Στο έβδομο κεφάλαιο εφαρμόζονται οι προκύπτουσες καμπύλες τρωτότητας στο μετρό Θεσσαλονίκης και εξάγονται τα αντίστοιχα συμπεράσματα και τέλος, στο όγδοο κεφάλαιο συγκρίνονται μεταξύ τους οι εμπειρικές και οι αναλυτικές καμπύλες και σχολιάζονται.

info:eu-repo/semantics/masterThesis
Postgraduate Thesis / Μεταπτυχιακή Εργασία

Απόκριση σηραγγών λόγω μετακινήσεων
Damages of tunnels
Behaviour of tunnels due to seismic displacements
Fragility curves
Antiseismic desing of tunnels
Καμπύλες τρωτότητας εμπειρικές
Βλάβες σε σήραγγες
Αντισεισμικός σχεδιασμός σηραγγών

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Greek
English

2008
2009-06-21T21:00:00Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)