Συμβολή στην στατική και δυναμική εγκάρσια απόκριση πασσάλων θεμελιώσεως

Abstract

The scope of the present dissertation is to gain knowledge regarding the nonlinear interaction of the pile-soil system under static and dynamic loading. In addition, it contributes to the development of a macroelement for the response of the pile-soil system which takes into consideration the possible nonlinear mechanisms of the response. For this reason, a constitutive model for the lateral cyclic response of piles embedded in cohesionless soil is developed, which will become the base for the calibration of the macroelement and with which the cyclic and dynamic response of pile-soil systems is investigated. Furthermore, analytical expressions for the failure surface for axial loading N, lateral loading Q and overturning moment M and the plastic flow rule are developed. These analytical expressions are validated both numerically with simplified and advanced models and with experiments. The dissertation focuses on understanding the influence of key elements to the pile-soil interaction, such as the pile-to-pile interaction for nonlinear soil response and the development of plastic hinge at the pile foundation.

Σκοπός της διδακτορικής διατριβής είναι η απόκτηση νέων γνώσεων σχετικά με την μη–γραμμική αλληλεπίδραση συστημάτων εδάφους–πασσαλο-θεμελιώσεων υπό στατική και δυναμική φόρτιση και συμβάλλει στην ανάπτυξη ενός καινοτομικού ολοκληρωμένου υπολογιστικού πλαισίου (μακροστοιχείου) για την αντιμετώπιση της πασσαλο-θεμελίωσης ως ενιαίου συστήματος, στην απόκριση της οποίας συνυπολογίζεται η ταυτόχρονη εξέλιξη όλων των μη–γραμμικών μηχανισμών που την συνθέτουν. Σε αυτό το πλαίσιο, αναπτύχθηκε ένα καταστατικό προσομοίωμα για την ανακυκλική φόρτιση πασσάλων σε αμμώδη υλικά, το οποίο θα αποτελέσει τη βάση για την βαθμονόμηση του μακροστοιχείου και με το οποίο μελετάται η εγκάρσια ανακυκλική και δυναμική συμπεριφορά συστημάτων πασσάλου-εδάφους. Επιπλέον, αναπτύσσονται αναλυτικές εκφράσεις για την καμπύλη αλληλεπίδρασης του πασσάλου σε όρους αξονικής φόρτισης Ν, οριζόντιας φόρτισης Q, και ροπής M, και για τον νόμο πλαστικής ροής (plastic flow rule), οι οποίες απουσιάζουν από την βιβλιογραφία. Αυτές οι αναλυτικές εκφράσεις επαληθεύονται τόσο αποπλοποιημένες αλλά και πολύπλοκες αριθμητικές αναλύσεις όσο και με τη διεξαγωγή πειραμάτων. Αποτέλεσμα της διατριβής είναι η κατανόηση του ρόλου θεμελιωδών παραγόντων στην αλληλεπίδραση συστημάτων εδάφους–πασσαλο-θεμελίωσης, όπως π.χ. η αλληλεπίδραση πασσάλου–προς–πάσσαλον στην ανελαστική περιοχή της παραμόρφωσης, οι μη–γραμμικότητες διεπιφάνειας, και η δημιουργία πλαστικών αρθρώσεων στον πάσσαλο.