Αποκατάσταση μονολιθικότητας δομικών μελών αρχαίων μνημείων: πειραματική και αριθμητική διερεύνηση

Abstract

Με γνώση των υπό εξέλιξη έργων αποκατάστασης στο ναό της Αθηνάς Παρθένου της Ακρόπολης των Αθηνών (Παρθενώνα) και των αναγκών τους, η διδακτορική αυτή διατριβή αντιμετωπίζει βασικά ζητήματα ερευνητικού ενδιαφέροντος για τον κλάδο του Πολιτικού Μηχανικού, στοχεύοντας σε σαφείς πρακτικές επεκτάσεις. Η διατριβή πραγματοποιήθηκε με την υποστήριξη, υλική και επιστημονική, του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος PROHITECH "Earthquake PROtection of Historical buildings by reversible mixed TECHnologies", INCO-CT-2004-509119. Από ελληνικής πλευράς, στο πρόγραμμα συμμετείχε η σχολή Πολιτικών Μηχανικών του ΕΜΠ με επιστημονικό υπεύθυνο τον Καθ. κ. I. Βάγια. Η σπουδαιότητα και η ιδιαιτερότητα των επεμβάσεων στον Παρθενώνα, σε συνδυασμό με τη διαρκή τροφοδότησή τους με νέα στοιχεία που προκύπτουν επί τω έργω, αποτελούν διαρκή ερευνητική πρόκληση για ομάδες διαφόρων επιστημονικών κλάδων. Στα πλαίσια της διατριβής αυτής, εντοπίστηκαν και μελετήθηκαν προβλήματα σχετικά με τη δομική αποκατάσταση θραυσμένων μαρμάρινων μελών, με στόχο τη μεγαλύτερη ακρίβεια στο σχεδίασμά των επεμβάσεων. Ο στόχος αυτός επιτυγχάνεται τόσο με τη θεωρητική τεκμηρίωση φαινομένων και μεθοδολογιών, όσο και με την αριθμητική προσομοίωση συγκεκριμένων προβλημάτων για την σε πρακτικό επίπεδο αντιμετώπισή τους. Πρόσφορο πεδίο έρευνας αποτελεί κατ' αρχάς η διεξοδική πειραματική μελέτη του μητρικού υλικού των σύγχρονων επεμβάσεων (μάρμαρο Διονύσου), σε συμπλήρωση των βιβλιογραφικά διαθεσίμων στοιχείων. Το ενδιαφέρον εντοπίζεται στη μελέτη των χαρακτηριστικών θραυστότητας του μαρμάρου Διονύσου, ως προς τη δυνατότητα αξιοποίησής τους ως εναλλακτικών κριτηρίων αστοχίας σε περιοχές υλικού με αρχικές ασυνέχειες. Σε δεύτερο επίπεδο, πραγματοποιείται πειραματική και αριθμητική διερεύνηση των μηχανισμών που διέπουν το φαινόμενο της εξόλκευσης των ράβδων οπλισμού που χρησιμοποιούνται για την αποκατάσταση της δομικής αρτιότητας των μαρμάρινων μελών. Τέλος, με δεδομένη τη διαπίστωση της μη εκτεταμένης αξιοποίησης των δυνατοτήτων των σύγχρονων υπολογιστικών μεθόδων στο σχεδίασμά των επεμβάσεων, γίνεται πρόταση μιας απλουστευτικής μεθόδου προσομοίωσης για τη σύνδεση θραυσμένων δομικών μελών. Η ανάγκη για εκτίμηση της συνολικής συμπεριφοράς ενός αποκατεστημένου μέλους υπό ρεαλιστική φόρτιση είναι επιτακτική και η έρευνα στα πλαίσια της διατριβής οδηγεί σε μια προσέγγιση της αριθμητικής προσομοίωσης τέτοιων προβλημάτων η οποία εξασφαλίζει επαρκή εκτίμηση μακροσκοπικής συμπεριφοράς συνόλου και βασικών μεγεθών ενδιαφέροντος του Πολιτικού Μηχανικού.