1. ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών – Τομέας Γεωτεχνικής Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας « Επιρροή του ερπυσμού του γεωυλικού στη διάνοιξη σηράγγων . Εκτίμηση μηχανικών και ιξωδοελαστικών παραμέτρων του γεωυλικού μέσω ανάστροφων αναλύσεων » ΘΕΜΑ Επιβλέπων Καθηγητής: Μ.Καββαδάς Εκπόνηση: Καλλιουδάκης Κων/νος Αθήνα, 2009

5. Η σήραγγα του Ανθοχωρίου Εγνατία Οδός, Τμήμα 3.2 Αριστερός κλάδος Χ.Θ. αρχής: 5+017.30 Χ.Θ. τέλους: 5+723.28 Μήκος: 705.98 m Δεξιός κλάδος Χ.Θ. αρχής: 5+003.97 Χ.Θ. τέλους: 5+720.90 Μήκος: 716.93 m

6. Η σήραγγα του Ανθοχωρίου Μηκοτομή Αριστερού κλάδου Μέγιστο ύψος υπερκειμένων: 96 m

7. Η σήραγγα του Ανθοχωρίου Μαρίνος Φορτσάκης Προυντζόπουλος (2006)

8. Η σήραγγα του Ανθοχωρίου Χαρακτηριστική αστοχία δικτυωτού πλαισίου

9. Αρχική μελέτη Ανάπτυξη εκτεταμμένων συγκλίσεων 2 η μελέτη (Μελέτη Επανασχεδιασμού) Η σήραγγα του Ανθοχωρίου Συνέχιση των μετακινήσεων / Διακοπή των εργασιών / Επανεπίχωση 3 η μελέτη Εφαρμογή της άκαμπτης διατομής R

10. Δομή της παρουσίασης Αναμονή για την τοποθέτηση ανάστροφου τόξου Άκαμπτη διατομή R

11. Η σήραγγα του Ανθοχωρίου

12. Κατάστρωση του προσομοιώματος Επιλογή διατομής για την προσομοίωση Οριζοντιογραφία σήραγγας Ανθοχωρίου – Θέση της επιλεγμένης διατομής

13. Κατάστρωση του προσομοιώματος Εγκάρσια τομή των δύο κλάδων της επιλεγμένης διατομής Διατομή Ν3 - Στοιχεία άμεσης υποστήριξης - Α Φάση : 1) Εκτ. Σκυρόδεμα + Δικτυωτά Πλαίσια 2) Σκέτο εκτ.σκυρόδεμα 3) 9-μετρα αγκύρια 4) 12-μετρα αγκύρια 5) Μικροπάσσαλοι 6) Ελεφαντοπόδαρα 25 m

14. Κατάστρωση του προσομοιώματος Η διατομή άμεσης υποστήριξης Ν3

15. Πραγματική γεωμετρία της διατομής Κατάστρωση του προσομοιώματος Διατομή Ν3 - Στοιχεία άμεσης υποστήριξης - Α Φάση : 1) Εκτ. Σκυρόδεμα + Δικτυωτά Πλαίσια 2) Σκέτο εκτ.σκυρόδεμα 3) 9-μετρα αγκύρια 4) 12-μετρα αγκύρια 5) Μικροπάσσαλοι 6) Ελεφαντοπόδαρα 1 1 2 2 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5

16. Κατάστρωση του προσομοιώματος Κάνναβος πεπερασμένων στοιχείων κοντά στις διατομές των 2 κλάδων

17. Κατάστρωση του προσομοιώματος Ισοδύναμες ιδιότητες των στοιχείων άμεσης υποστήριξης Εφαρμογή των σχέσεων: Ε: Μέτρο ελαστικότητας Α: Εμβαδό διατομής Ι: Ροπή αδράνειας διατομής Δείκτης s : Χαλύβδινα στοιχεία Δείκτης c : Στοιχεία σκυροδέματος Υπολογισμός -> d ισοδ , σ ισοδ. , Ε ισοδ. , ρ ισοδ.

18. Κατάστρωση του προσομοιώματος Σύμμικτη διατομή εκτ. Σκυροδέματος + Lattice Girders Εκτ. σκυρόδεμα δαπέδου Α ΄Φάσης b= σταθ.=1 m, h ισοδ . , σ ισοδ. , ρ ισοδ. Μικροπάσσαλοι

19. Κατάστρωση του προσομοιώματος Elephant Foot: Αρχική θεώρηση Συγκέντρωση υψηλών τάσεων λόγω γεωμετρίας σε συγκεκριμένους κόμβους

20. Κατάστρωση του προσομοιώματος Elephant Foot: Τροποποίηση στην τελική του μορφή Διερεύνηση της επιρροής του μέτρου ελαστικότητας του elephant foot στην ανάλυση Κόμβος σύγκρισης των συγκλίσεων

21. Κατάστρωση του προσομοιώματος Αντιστοίχηση ιδιοτήτων των υλικών στα πεπερασμένα στοιχεία

22. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Ύψος υπερκειμένων επιλεγμένης διατομής: 90 m

23. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Προσδιορισμός παραμέτρων της ανάλυσης 4 - 7 συντελεστής m i 3- 7 MPa Μονοαξονική αντοχή άρρηκτου βράχου σ ci 12-1 8 GSI 0.6 - 0.8 Συντελεστής οριζοντίων τάσεων Κ 24 kN / m 3 Ειδικό βάρος 10m Ισοδύναμη διάμετρος διατομής 90 m Ύψος υπερκειμένων ΒΑΣΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΙ : K Συντελεστής Διαστολικότητας r p Ακτίνα πλαστικής ζώνης d (kPa) Συνοχή Drucker - Prager β (deg) Γωνία τριβής Drucker - Prager c (MPa) Συνοχή Mohr - Coulomb φ (deg) Γωνία τριβής Mohr - Coulomb E (MPa) Μέτρο Ελαστικότητας Ν s Συντελεστής Υπερφόρτισης p 0 (MPa) Αρχικό τασικό πεδίο σ cm (MPa) Μονοαξονική αντοχή βραχόμαζας

24. Η μέθοδος της ισοδύναμης χαλάρωσης της βραχόμαζας Ελαστοπλαστική Ανάλυση Υπολογισμός καμπύλης σύγκλισης – αποτόνωσης: Σχέση Chern: Υπολογισμός ισοδύναμου μέτρου ελαστικότητας για τις επιλεγμένες θέσεις : ->

25. Ελαστοπλαστική Ανάλυση GSI =20, σ ci =7 Μ Pa , m i =6 , K=0.7 -> E αρχικό =470.49 MPa Φορά διάνοιξης Ανυποστήρικτο μέτωπο

26. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Υποστήριξη μετώπου με αγκύρια fiberglass -> Αύξηση σ cm -> Μείωση Ν s -> Αύξηση Ε μετώπου

27. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Καμπύλη συναρμογής ανυποστήρικτου - υποστηριζόμενου μετώπου Θεώρηση μήκους συναρμογής x=1.5D

28. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Ποιοτικά αποτελέσματα της ανάλυσης Κατανομή τάσεων Von Mises: GSI =13,σ ci =5, mi =4 Κ=0.7 Πριν την τοποθέτηση των μέτρων υποστήριξης του αρ. κλάδου – Βήμα 2 ο σ max = 1100 kPa σ min =1022kPa

29. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Ποιοτικά αποτελέσματα της ανάλυσης Κατανομή τάσεων Von Mises: GSI =13,σ ci =5, mi =4 Κ=0.7 Μετά την τοποθέτηση των μέτρων υποστήριξης του δεξ. κλάδου – Βήμα 10 ο σ max = 1630 kPa σ min =10 4 2kPa

30. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Κατανομή τάσεων Von Mises στα μέτρα υποστήριξης : GSI =13,σ ci =5, mi =4 Κ=0.7 - Τέλος της ανάλυσης – Βήμα 14ο σ max = 577.2 Μ Pa -> Όριο διαρροής Αγκύρια Σύμμικτη ισοδύναμη διατομή σ max = 19.14 Μ Pa -> Όριο διαρροής

31. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Ποιοτικά αποτελέσματα της ανάλυσης Κατανομή κατακορύφων μετακινήσεων : GSI =13,σ ci =5, mi =4 Κ=0.7 Ολοκλήρωση της ανάλυσης – Βήμα 14 ο U 2max = 18.48 cm

32. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Ποιοτικά αποτελέσματα της ανάλυσης Μετά την τοποθέτηση των μέτρων υποστήριξης του δεξ, κλάδου – Βήμα 10 ο PMAG= 4.71 *10 -2 Ολοκλήρωση της ανάλυσης – Βήμα 14 ο PMAG= 4.79 *10 -2

33. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Ιδιότητες γεωυλικού Επιρροή του συντελεστή οριζοντιών τάσεων Κ στα μεγέθη της ανάλυσης GSI =14,σ ci =5 MPa , m i =5 Μεταβολή Κ α)Κ=0.8 , β)Κ=0.7 , γ)Κ=0.6 Επίδραση του Κ στις εξής παραμέτρους: p o , φ, d, Ο συντελεστής Κ δεν επιδρά στο: Ε, σ cm Ο συντελεστής Κ επηρεάζει το τασικό πεδίο, τις παραμέτρους αντοχής και την καμπύλη των ισοδύναμων μέτρων ελαστικότητας χωρίς να μεταβάλλει τα αρχικά Ε.

34. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Επιρροή του συντελεστή οριζοντιών τάσεων Κ στα μεγέθη της ανάλυσης Σύγκριση κατακόρυφων συγκλίσεων GSI =14,σ ci =5 MPa , m i =5 U 2max =13.55cm U 2max =14.30cm U 2max =16.73cm K=0.6 K=0.7 K=0.8

35. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Επιρροή του συντελεστή οριζοντιών τάσεων Κ στα μεγέθη της ανάλυσης Μέγεθος πλαστικών παραμορφώσεων GSI =14,σ ci =5 MPa , m i =5 -> PMAG max =3.65*10 -2 K=0.6 -> K=0.7 -> K=0.8 -> -> PMAG max =3.72*10 -2 -> PMAG max =4.1*10 -2

36. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Επιρροή του συντελεστή οριζοντιών τάσεων Κ στα μεγέθη της ανάλυσης Σύγκριση πιέσεων στην σύμμικτη διατομή GSI =14,σ ci =5 MPa , m i =5

37. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Σύγκριση ελαστοπλαστικών αναλύσεων με τις πραγματικές συγκλίσεις Κατακόρυφες συγκλίσεις Αρ. κλάδος

38. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Σύγκριση ελαστοπλαστικών αναλύσεων με τις πραγματικές συγκλίσεις Κατακόρυφες συγκλίσεις Αρ. κλάδος

39. Ελαστοπλαστική Ανάλυση Σύγκριση ελαστοπλαστικών αναλύσεων με τις πραγματικές συγκλίσεις Κατακόρυφες συγκλίσεις Αρ. κλάδος

40. Τυπική καμπύλη ερπυσμού και ρεολογικά μοντέλα Επιρροή του ερπυσμού στην ανάλυση Στοιχείο ελατηρίου Στοιχείο αποσβεστήρα Στοιχείο επαφής – τριβής ( Slider)

41. Ο εμπειρικός νόμος Power - Law Επιρροή του ερπυσμού στην ανάλυση Α, m , n : ερπυστικές παράμετροι ΣΤΟΧΟΣ Προσδιορισμός Α, m, n

42. Ερπυστική Ανάλυση Επιρροή του ερπυσμού στην ανάλυση Προσθήκη του χρονικού παράγοντα μεταξύ των στατικών βημάτων Επιβολή του ερπυσμού μεταξύ των φάσεων εκσκαφής

43. Ποιοτικά αποτελέσματα: GSI =17, σ ci =6 MPa , mi =6, K =0.6, Α=0.00002 , n =0.8, m =-0.5 Επιρροή του ερπυσμού στην ανάλυση 4 ο Βήμα - ε max = 1.932 *10 - 3 (12/470) 23 ο Βήμα - ε max = 9.739 *10 - 3 ( 89/470) Ολοκλήρωση της ανάλυσης ε max = 1.573 *10 - 2 (470/470) ΕΡΠΥΣΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

44. Επιρροή του ερπυσμού στην ανάλυση Σύγκριση κατακόρυφων συγκλίσεων μεταξύ ερπυστικής και ελαστοπλαστικής ανάλυσης

45. Αποτελέσματα της ανάστροφης ανάλυσης Επιρροή του ερπυσμού στην ανάλυση Α: 10 -4 - 10 -3 , n:0.7 - 0.8 m: (-0.5) - (-0.7) ΚΑΤΩ ΟΡΙΟ ΕΡΠΥΣΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ GSI: 13 - 15, m i : 4 - 5 σ ci : 4 Μ Pa ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

46. Επιρροή του ερπυσμού στην ανάλυση GSI =17, σ ci =6 MPa , mi =6, Κ=0.6, Α= 0.00002, n =0.8, q =-0.7 Σύγκριση πιέσεων στην σύμμικτη διατομη μεταξύ ερπυστικής και ελαστοπλαστικής ανάλυσης