Σύγκριση αναλυτικών μεθόδων υπολογισμού ωθήσεων γαιών. Παραμετρική μελέτη

Abstract

Η παρούσα διπλωματική πραγματεύεται τις ωθήσεις γαιών, παρέχοντας μια ολοκληρωμένη ανάλυση χρησιμοποιώντας διάφορες μεθοδολογίες. Η εργασία στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται στα είδη τοίχων αντιστήριξης και γίνεται μία σύντομη αναφορά στους απαραίτητους ελέγχους όπως είναι ο έλεγχος ολίσθησης και ανατροπής. Το δεύτερο κεφάλαιο πραγματεύεται με η ευστάθεια εδαφικών πρανών και γίνεται μία περιληπτική αναφορά στις μεθόδους επίλυσης των πρανών. Στο τρίτο κεφάλαιο συναντάται η φέρουσα ικανότητα του εδάφους. Η διπλωματική μετά το τρίτο κεφάλαιο εμβαθύνει στις ωθήσεις γαιών, μια θεμελιώδη πτυχή της γεωτεχνικής μηχανικής. Μέθοδοι όπως οι Rankine, Coulomb, Caquot & Kerisel και Mononobe-Okabe αναλύονται αρχικά σε θεωρητικό επίπεδο κι έπειτα στο πέμπτο κεφάλαιο ως προς τη δυνατότητα εφαρμογής τους στον υπολογισμό των ωθήσεων γαιών στο πλαίσιο του σχεδιασμού τοίχων αντιστήριξης. Η μελέτη καλύπτει διάφορες παραμέτρους, όπως την εσωτερική κλίση της παρειάς του τοίχου, την γωνία εσωτερικής τριβής και τις μεθόδους ελέγχου της ολίσθησης και της ανατροπής για συνθήκες με ή χωρίς σεισμό για να διασφαλιστεί η σταθερότητα και η αποτελεσματικότητά τους. Για την πρακτική εφαρμογή και επικύρωση των μεθόδων, χρησιμοποιείται το Gravity Wall Software της GEO5 που βοηθά στον ακριβή υπολογισμό και τη μοντελοποίηση της συμπεριφοράς του τοίχου αντιστήριξης υπό διαφορετικές συνθήκες, ενσωματώνοντας διάφορες αναλυτικές μεθόδους για την ενίσχυση της ακρίβειας της αξιολόγησης ευστάθειας. Τα κεφάλαια έξι και επτά είναι οι ενότητες των αποτελεσμάτων, όπου εκεί παρουσιάζονται τα ευρήματα από την εφαρμογή των μεθόδων που συζητήθηκαν και γραφήματα τα οποία συγκρίνουν τα αποτελέσματα των εσωτερικών γωνιών τριβής. Στο τελευταίο κεφάλαιο αναλύονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από αυτά τα αποτελέσματα, τα οποία παρέχουν πληροφορίες για τις βέλτιστες πρακτικές για το σχεδιασμό τοίχων αντιστήριξης, προσφέροντας πολύτιμες συστάσεις για μελλοντικά έργα. Συνοπτικά, η παρούσα διπλωματική παρέχει μια λεπτομερή διερεύνηση των θεωριών ωθήσεων γαιών, υποστηριζόμενη από πρακτική εφαρμογή λογισμικού και ανάλυση, συμβάλλοντας στην πρόοδο των πρακτικών στον κλάδο του πολιτικού μηχανικού. 3 Abstract This thesis deals with earth thrusts, providing a comprehensive analysis using various methodologies. The work in the first chapter refers to the types of retaining walls and a brief reference is made to the necessary controls such as sliding and overturning control. The second chapter deals with slope stability and a brief reference is made to slope resolution methods. In the third chapter, the bearing capacity of the soil is encountered. After the third chapter, the thesis delves into earth thrusts, a fundamental aspect of geotechnical engineering. Methods such as Rankine, Coulomb, Caquot & Kerisel and Mononobe-Okabe are first analyzed at a theoretical level and then in the fifth chapter for their applicability in the calculation of earth thrusts in the context of retaining wall design. The study covers various parameters, such as the internal slope of the side of the wall, the angle of internal friction and the methods of sliding and overturning control for earthquake and earthquake conditions to ensure their stability and effectiveness. For the practical application and validation of the methods, GEO5's Gravity Wall Software is used to help accurately calculate and model the behavior of the retaining wall under different conditions, incorporating various analytical methods to enhance the accuracy of stability assessment. Chapters six and seven are the results sections, where the findings from the application of the discussed methods are presented and graphs comparing the results of the internal friction angles. The final chapter analyzes the conclusions drawn from these results, which provide information on best practices for retaining wall design, offering valuable recommendations for future projects. In summary, this thesis provides a detailed investigation of earth thrust theories, supported by practical software application and analysis, contributing to the advancement of practices in the field of civil engineering