Ολοκληρωμένα Ερευνητικά Προγράμματα

‘’Critical state soil mechanics revisited: fabric effects’’, (φορέας χρηματοδότησης: Ευρωπαϊκή Ένωση, FP7-ERC-IDEAS Advanced Grant Agreement n0 290963, SOMEF). 2014-2018. To πειραματικό μέρος του προγράμματος εκτελέστηκε στο Εργαστήριο Εδαφομηχανικής. Η Συσκευή Στρέψης Κοίλου Κυλινδρικού Δοκιμίου χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ανισοτροπίας στην κρίσιμη κατάσταση άμμου και για πρώτη φορά αποδείχτηκε πειραματικά ότι η κλασσική θεωρία της Κρίσιμης Κατάστασης απαιτείται να αναθεωρηθεί για να περιλάβει την ανισοτροπία της δομής του εδάφους.

“NANO-LIQ: Η αποτροπή σεισμικής ρευστοποίησης εδάφους θεμελίωσης με περιβαλλοντικώς ασφαλή νανο-σωματίδια’’, (φορέας χρηματοδότησης: Ευρωπαϊκή Ένωση, ΕΣΠΑ_ΘΑΛΗΣ). 2013-2015. Μία σύγχρονη μέθοδος για την αποτροπή σεισμικής ρευστοποίησης αμμωδών σχηματισμών είναι η ‘παθητική σταθεροποίηση’ μέσω εισπίεσης διαλύματος νανο-σωματιδίων κολλοειδούς πυριτίας. Η αποτίμηση της συμπεριφοράς άμμων μετά την σταθεροποίησή τους με γέλη πυριτίας έγινε στο Εργαστήριο Εδαφομηχανικής όπου για πρώτη φορά αναδείχτηκε ότι μέσα στη γέλη (gel) αναπτύσσονται πιέσεις πόρων οι οποίες μπορούν και πρέπει να μετρούνται σε αντίθεση με παλαιότερες έρευνες που τις αγνοούσαν. Ειδικές τεχνικές αναπτύχθηκαν για τη μέτρηση μεταβολών όγκου ή πίεσης πόρων στη σταθεροποιημένη άμμο υπό μονοτονικές και ανακυκλικές συνθήκες φόρτισης. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων με βάση την ενεργό τάση έδειξε πολύ αυξημένη μέγιστη διατμητική αντοχή και μεγάλη διαστολικότητα για την σταθεροποιημένη άμμο που τείνουν προς τις αντίστοιχες τιμές για την καθαρή άμμο σε πολύ υψηλές τάσεις.

‘’Aπόκριση στιφρών αργίλων στην τριαξονική συσκευή υψηλών πιέσεων’’, (φορέας χρηματοδότησης: Ε.Μ.Π.- πλαίσιο του προγράμματος ενίσχυσης βασικής ερευνας, ΠΕΒΕ). 2009-2011. Η μηχανική συμπεριφορά στιφρών αργίλων περιγράφεται μέσα στο πλαίσιο της θεωρίας της Κρίσιμης Κατάστασης. Οι τριαξονικές συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν επέβαλαν μέσες και υψηλές τάσεις σε εδαφικά δοκίμια στιφρών εδαφών περιλαμβανομένης και της Μάργας του Ισθμού της Κορίνθου. Δοκιμές σε φυσικά και αναζυμωμένα δοκίμια χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση των χαρακτηριστικών της δομής των φυσικών εδαφών με βάση το πλαίσιο συμπεριφοράς που πρότεινε ο καθ. Burland στην Rankine διάλεξή του. Τα υλικά που εξετάστηκαν εμφάνισαν ισχυρή δομή.

‘’Aνισότροπη συμπεριφορά μη συνεκτικών εδαφών σε στρεπτική διάτμηση’’, (φορείς χρηματοδότησης: Ευρωπαϊκή Ένωση, Υπουργείο Παιδείας_ΗΡΑΚΛΗΤΟΣ ΙΙ). 2010-2013. Η ανισότροπη συμπεριφορά άμμων εξετάστηκε με την συσκευή Στρέψης Κοίλου Κυλινδρικού Δοκιμίου η οποία είναι η μόνη που μπορεί να επιβάλει μέγιστη κύρια τάση υπό διαφορετικές κλίσεις ως προς την κατακόρυφο αλλά και συνεχή στροφή των κυρίων τάσεων όπως απαντάται στις θεμελιώσεις, σε πρανή κ.λπ. ή λόγω κυματισμού σε υποθαλάσσιες αποθέσεις αντίστοιχα. Επειδή τα εδάφη είναι ανισότροπα, η σωστή προσομοίωση των γεωτεχνικών έργων απαιτεί τον προσδιορισμό της ανισοτροπίας τους και οι τριαξονικές συσκευές  δεν έχουν αυτή τη δυνατότητα. Η έρευνα ανέδειξε τις εξής εδαφικές ιδιότητες: αφενός υπό συνεχή στροφή των αξόνων των κυρίων τάσεων υπάρχει συσχέτιση μεταξύ της γωνίας απόκλισης της μέγιστης κύριας τάσης από την κατακόρυφο και του λόγου των κυρίων τάσεων και αφετέρου η γωνία αλλαγής φάσης δεν αποτελεί εδαφική ιδιότητα αλλά μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της πυκνότητας.

‘’Η συμπεριφορά τυπικών αμμωδών υλικών σε στατική και δυναμική φόρτιση στη συσκευή στρέψης κοίλου κυλινδρικού δοκιμίου’’, (φορέας χρηματοδότησης: Ε.Μ.Π.- πλαίσιο του προγράμματος ενίσχυσης βασικής ερευνας, ΛΕΥΚΙΠΠΟΣ). 2006-2008. Εξετάστηκε η συμπεριφορά τεσσάρων λεπτόκοκκων άμμων σε διάτμηση και προσδιορίστηκαν δύο διαφορετικές χαρακτηριστικές αποκρίσεις των άμμων: μία κατηγορία άμμων εμφανίζει σταθερή απόκριση με συνεχή αύξηση της διατμητικής τάσης έως την αστοχία ενώ η άλλη κατηγορία εμφανίζει ασταθή συμπεριφορά με προσωρινή μείωση αντοχής (ψαθυρότητα). Ο καθοριστικός παράγοντας για την κατηγορία απόκρισης μιάς λεπτόκοκκης άμμου είναι το σχήμα των κόκκων της και όχι η κοκκομετρική της διαβάθμιση. Όλες οι άμμοι δείχνουν ασταθή απόκριση υπό ανακυκλική φόρτιση αλλά η έναρξη αυτής συνδέεται άμεσα με την απόκριση της άμμου υπό μονοτονική φόρτιση. Συγκεκριμένα, όταν η διαδρομή τάσεων υπό ανακυκλική φόρτιση συναντά την γραμμή αλλαγής φάσης υπό σταθερή απόκριση σε μονοτονική φόρτιση για άμμους σταθερής απόκρισης και όταν συναντά την γραμμή αστάθειας υπό μονοτονική φόρτιση για άμμους με ασταθή απόκριση, αντίστοιχα.

‘’Θεμελίωση τεχνικών έργων σε σεισμικώς “προβληματικά” εδάφη υπό ισχυρή σεισμική δόνηση”, (Φορέας Χρηματοδότησης: ΓΓΕΤ  Χ – SOILS). 2003-2006. Στο πρόγραμμα συμμετείχαν οκτώ ερευνητικές ομάδες με στόχο τον προσδιορισμό της συμπεριφοράς ρευστοποιήσιμων εδαφών και την επίδρασή της στο σχεδιασμό θεμελιώσεων σε αυτά τα ‘προβληματικά ‘ (X-SOILS) εδάφη στον Ελληνικό χώρο. Η έρευνα κάλυπτε τέσσερες κατευθύνσεις: ενίσχυση σεισμικής μετακίνησης, πειραματική διερεύνηση (επί-τόπου και στο εργαστήριο) και αριθμητική προσομοίωση της συμπεριφοράς ρευστοποιήσιμων εδαφών, σχεδιασμό θεμελιώσεων υπό δυναμική φόρτιση και μεγάλες μετατοπίσεις και μεθόδους αποτροπής του κινδύνου ρευστοποίησης αυτών των προβληματικών εδαφών. Το Εργαστήριο Εδαφομηχανικής συμμετείχε και στις τέσσερες κατηγορίες έρευνας με δοκιμές εδαφικού στοιχείου, μικρής κλίμακας και επί τόπου δοκιμές αλλά και αντίστοιχες αριθμητικές αναλύσεις.

‘’Fault-Rupture and Strong Shaking Effects on the Safety of Composite Foundations and Pipeline Systems (QUAKER)’’, (φορέας χρηματοδότησης: Ευρωπαϊκή Ένωση). 2003-2006. Η μελέτη της συμπεριφοράς υποδομών κοντά σε περιοχές επιφανειακής τεκτονικής διάρρηξης και της σεισμικής απόκρισης πασσάλων υπό κλίση έγινε με συνεκτίμηση συγκεκριμένων περιπτώσεων, δοκιμών σε φυγοκεντριστή και αριθμητικών αναλύσεων. Η βαθμονόμηση των καταστατικών προσομοιωμάτων έγινε μέσω των αποτελεσμάτων ειδικών εργαστηριακών δοκιμών στην άμμο  Fontainebleau. Εργαστηριακά, επί τόπου και αριθμητικά αποτελέσματα μελετήθηκαν στο Εργαστήριο Εδαφομηχανικής.

“Πειραματικός προσδιορισμός καμπυλών G-γ χαρακτηριστικών ελληνικών εδαφών για χρήση στις μικροζωνικές μελέτες”, (φορέας χρηματοδότησης: ΟΑΣΠ). 2002-2004. Τυπικά Ελληνικά εδάφη εξετάστηκαν στο εργαστήριο για τον προσδιορισμό της μεταβολής της δυστμησίας τους με την παραμόρφωση με σκοπό την χρησιμοποίησή της στις μικροζωνικές μελέτες. Οι μετρήσεις έγιναν με ειδικό εξοπλισμό ο οποίος τοποθετείται επί των δοκιμίων με δυνατότητα μέτρησης παραμορφώσεων από 0.001% έως 1%. Επίσης, χρησιμοποιήθηκαν πιεζοηλεκτρικά στοιχεία για μετρήσεις παραμορφώσεων κάτω από 0.0005%.

‘’Soil-Foundation-Structure Systems Beyond Conventional Seismic ‘Failure’ Thresholds: Application to New or Existing Structures and Monuments (DARE)’’, (φορέας χρηματοδότησης: FP7 (Ideas), Ευρωπαϊκή Ένωση). ). 2009-2915. Διερευνήθηκε η δυνατότητα να επιτρέπεται η υπέρβαση των συμβατικών ορίων αστοχίας της θεμελίωσης κατά τη διάρκεια σεισμικής φόρτισης με αριθμητικές αναλύσεις σε συνδυασμό με δοκιμές μικρής κλίμακας που εκτελέστηκαν στο Εργαστήριο Εδαφομηχανικής.

‘’Performance-Based Approach to Earthquake Protection of Cultural Heritage in European and Mediterranean Countries (PERPETUATE)’’, (φορέας χρηματοδότησης : FP7 (Capacities), Ευρωπαϊκή Ένωση). 2009-2014. Εξετάστηκε η σεισμική επικινδυνότητα διατηρητέων κτιρίων και μνημείων μέσω αναλυτικών προσομοιώσεων  και πειραμάτων μικρής κλίμακας στη σεισμική τράπεζα και το πολυστρωματικό εύκαμπτο κιβώτιο. Η απόκριση εδάφους-θεμελίωσης-κατασκευής αναλύθηκε με συμβατικές μεθόδους και την μέθοδο του προηγούμενου προγράμματος.

‘’Resolution of Complex Problems in the Analysis of Next Generation Wind Turbine Towers (AIOLOS)’’, (φορέας χρηματοδότησης: ΕΣΠΑ (Πρόγραμμα Θαλής), Ευρωπαϊκή Ένωση). 2011-2015.

‘’Contemporary Evaluation Methodology of Seismic Vulnerability and Upgrade of Port Facilities (UPGRADE)’’, (φορέας χρηματοδότησης: ΕΣΠΑ (Πρόγραμμα Θαλής), Ευρωπαϊκή Ένωση). 2011-2015.

‘’Ανάπτυξη Μακροστοιχείου για τη Μή-Γραμμική Στατική και Δυναμική Απόκριση Ομάδας Πασσάλων’’, (φορέας χρηματοδότησης: Ε.Μ.Π.- πλαίσιο του προγράμματος ενίσχυσης βασικής ερευνας, ΠΕΒΕ). 2008-2011.