ΔΠΜΣ_Σχεδιασμός & κατασκευή υπογείων έργων
Αντικείμενο του Διατμηματικού Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών (ΔΠΜΣ) «Σχεδιασμός και Κατασκευή Υπογείων Έργων», είναι η παροχή εξειδικευμένων γνώσεων υψηλής στάθμης σε θέματα σχετικά με τον σχεδιασμό και την κατασκευή σηράγγων και υπογείων έργων. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω σειράς μαθημάτων, που συνοδεύονται κατά περίπτωση από τις ανάλογες πρακτικές ασκήσεις εργαστηρίου και υπαίθρου, από ειδικές διαλέξεις και σεμινάρια και από την εκπόνηση μεταπτυχιακής Διπλωματικής εργασίας. Στην οργάνωση και λειτουργία του μεταπτυχιακού προγράμματος συμμετέχουν οι Σχολές Μηχ. Μεταλλείων – Μεταλλουργών, Πολιτικών Μηχανικών και Αγρονόμων Τοπογράφων Μηχανικών του Ε.Μ.Π., ενώ ο Τομέας Γεωτεχνικής συμμετέχει με τα ακόλουθα μαθήματα:
YE3. Γεωτεχνική Παρακολούθηση και Άμεση Υποστήριξη Υπογείων Έργων
Βασικές αρχές της γεωτεχνικής παρακολούθησης. Συμβολή των οργανομετρήσεων στο σχεδιασμό και στην κατασκευή υπογείων έργων και στην κατανόηση των γεωτεχνικών προβλημάτων γενικότερα. Εξελίξεις στην τεχνολογία των συγχρόνων οργάνων μέτρησης. Εγκατάσταση και λειτουργία των οργάνων μέτρησης της πίεσης του νερού των πόρων, των τάσεων στο έδαφος και στο βράχο, των φορτίων και παραμορφώσεων στα δομικά στοιχεία των υπογείων έργων, καθώς και των μετακινήσεων στο έδαφος και στο βράχο. Συλλογή, αξιολόγηση, επεξεργασία και παρουσίαση των δεδομένων των οργανομετρήσεων με αναφορά σε σύγχρονα έργα όπως η κατασκευή των σηράγγων του Heathrow Express και της γραμμής Jubilee και ο σταθμός Angel του Λονδίνου, η κατασκευή της Εγνατίας Οδού κ.λπ.. Εισαγωγή στα μέτρα άμεσης στήριξης του πετρώματος και σχετική ορολογία. Εκτίμηση της αποδεκτής διακινδύνευσης. Μηχανική των ηλώσεων. Μηχανική των εγκιβωτισμένων στο σκυρόδεμα χαλύβδινων πλαισίων υποστήριξης. Μηχανική της επένδυσης από ινοπλισμένο εκτοξευμένο σκυρόδεμα. Συμπεριφορά των στρωσιγενών πετρωμάτων πέριξ υπογείων ανοιγμάτων πριν και μετά την ρωγμάτωση και μηχανική των εφαρμοζόμενων μέτρων στήριξης. Μηχανική συμπεριφορά μετώπου σήραγγας και μέτρα στήριξης και προστασίας του από οριζόντια και κατακόρυφα φορτία. (Μέρος των ασκήσεων του μαθήματος γίνεται στα Εργαστήρια Εδαφομηχανικής της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ και Τεχνολογίας Διάνοιξης Σηράγγων της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών ΕΜΠ).
Διδάσκοντες: Β. Γεωργιάννου, Π. Νομικός
Συντρέχοντες: Ξ. Λιγνός, Γ. Παπαντωνόπουλος, Π. Γιούτα-Μήτρα, Ε.-Μ. Παυλοπούλου
EE1. Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης Υπογείων Έργων
Ελαστο-πλαστική ανάλυση των τάσεων και παραμορφώσεων γύρω απο κυκλική σήραγγα (καμπύλες σύγκλισης – αποτόνωσης). Ανάλυση της επιρροής του μετώπου εκσκαφής (καμπύλες Panet) – μέθοδος χαλάρωσης της βραχόμαζας. Αρχές των υπολογιστικών μεθόδων ανάλυσης των υπογείων έργων (προσομοίωση του τριδιάστατου προβλήματος σε δύο διαστάσεις). Υπολογιστική ανάλυση της διάνοιξης και προσωρινής υποστήριξης υπογείων έργων (τμηματική εκσκαφή της διατομής, μέτρα προσωρινής υποστήριξης). Ανάλυση της φόρτισης της τελικής επένδυσης υπογείων έργων.
Διδάσκων: Μ. Καββαδάς
Συντρέχοντες: Δ. Γεωργίου, Φ. Χόρτης
YX2. Σχεδιασμός Υπογείων Έργων
Κριτήρια και παράμετροι σχεδιασμού: γεωλογικός χαρακτηρισμός της θέσεως του έργου, τασικό πεδίο, έδαφος, βράχος, ασυνέχειες, βραχόμαζα, προσομοιώματα βραχόμαζας, ετερογενείς βραχόμαζες, αρχές συμπεριφοράς. Αντοχή και παραμορφωσιμότητα της βραχόμαζας, αξιοπιστία προσδιορισμών. Πεδίο τάσεων και παραμορφώσεων γύρω από σήραγγες και υπόγειες κοιλότητες, αβαθείς ή βαθειές: επιλύσεις ελαστικές και ελαστοπλαστικές. Κριτήρια αστοχίας και μηχανισμοί αστοχίας του βράχου – βραχόμαζας. Αστάθειες (α) λόγω αδυναμίας της βραχόμαζας έναντι του τασικού πεδίου, (β) λόγω δομικών ατελειών. Το θέμα επιλογής των κατάλληλων γεωτεχνικών παραμέτρων. Συστήματα ταξινόμησης για σήραγγες (Terzaghi, RMR, Q, GSI) και εμπειρικές μέθοδοι σχεδιασμού – πεδία εφαρμογών και περιορισμοί. Εκτίμηση του φαινομένου και του μεγέθους των συγκλίσεων και σχεδιασμός σε ασθενείς βραχόμαζες. Μηχανισμός χαλάρωσης βραχόμαζας – τοξωτή λειτουργία, εκτίμηση πιέσεων. Αρχές της μεθόδου διανοίξεως σηράγγων «ΝΑΤΜ» – σχεδιασμός μέσω της παρακολούθησης της συμπεριφοράς. “Μέθοδος συγκλίσεως-αποτονώσεως”. Αρχές υπολογισμού των προσωρινών μέτρων υποστήριξης. Αναλαμβανόμενα φορτία από τις μόνιμες επενδύσεις. Αλληλεπίδραση επένδυσης εδάφους. Σχεδιασμός σε ειδικές καταστάσεις: σήραγγες σε πολύ μεγάλα βάθη (ψαθυρή θραύση, «εκτινάξεις πετρωμάτων»), σε διογκούμενα πετρώματα, σε καταρρέουσες βραχόμαζες (κατακλασίτες), σε καρστικά πετρώματα, σε τεκτονικά ενεργές περιοχές. Υπόγεια νερά και αντιμετώπιση. Στο μάθημα συμπεριλαμβάνεται εκπαιδευτική εκδρομή στην οποία είναι υποχρεωτική η επιτυχής συμμετοχή των φοιτητών του ΔΠΜΣ.
Διδάσκοντες: Π. Μαρίνος, Β. Παπαδόπουλος
Συντρέχοντες: Φ. Χόρτης, Δ. Γεωργίου, Κ. Παπαδοπούλου
YX1. Τεχνική Γεωλογία Υπογείων Έργων
Γεωλογία σηράγγων και υπογείων κατασκευών. Η σημασία της λιθοστρωματογραφίας και τεκτονικής στο σχεδιασμό και κατασκευή υπόγειων έργων. Ιδιαίτερα προβλήματα που συνδέονται με τα ρηξιγενή και την πτυχωσιγενή τεκτονική. Διέλευση από περιοχές με τεκτονική ενεργότητα. Γεωτεκτονικές Ενότητες της Ελλάδας και γεωλογικές συνθήκες στου ελληνικού χώρου. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά των κυριότερων πετρωμάτων. Κατολισθητικά φαινόμενα και υπόγεια έργα. Ταξινόμηση κατολισθητικών φαινομένων σύμφωνα με τον μηχανισμό εκδήλωσής τους. Αίτια πρόκλησης κατολισθήσεων. Υπόγεια νερά, Αλληλεπιδράσεις υπόγειων νερών – υπόγειων έργων. Παρεμβάσεις αντιμετώπισης των υπόγειων νερών στα υπόγεια έργα και μέτρα προστασίας αυτών για τη διατήρηση των υδατικών πόρων. Σχεδιασμός στομίων σηράγγων σε βραχώδεις σχηματισμούς. Τεχνική περιγραφή και μηχανική συμπεριφορά των ασυνεχειών του πετρώματος. Διατμητική αντοχή των ασυνεχειών και του έντονα ρωγματωμένου βράχου. Τύποι αστοχίας βραχωδών πρανών. Προσδιορισμός δυνητικών ολισθήσεων με τη χρήση του δικτύου SCHMIDT. Μέθοδοι ανάλυσης της ευστάθειας στομίων και τεχνητών πρανών με έμφαση στην επίπεδη και σφηνοειδή αστοχία καθώς και στις βραχώδεις καταπτώσεις. Μέτρα προστασίας – ενίσχυσης και διαμόρφωση ασφαλών πρανών στομίων σηράγγων σε βραχώδεις σχηματισμούς. Αριθμητικές μέθοδοι ανάλυσης της ευστάθειας πρανών με χρήση προγράμματος Η/Υ. Παραδείγματα σηράγγων και υπογείων έργων από διεθνείς και ελληνικές εμπειρίες. Ασκήσεις μακροσκοπικής αναγνώρισης των πετρωμάτων. Ασκήσεις χρήσης αεροφωτογραφιών στις τεχνικογεωλογικές έρευνες πεδίου. Ασκήσεις τεχνικογεωλογικής χαρτογράφησης και ταξινόμησης βραχόμαζας στο πεδίο. Ασκήσεις σύνταξη γεωλογικών τομών. Στο μάθημα συμπεριλαμβάνεται εκπαιδευτική εκδρομή στην οποία είναι υποχρεωτική η επιτυχής συμμετοχή των φοιτητών του ΔΠΜΣ.
Διδάσκοντες: Κ. Λουπασάκης, Β. Μαρίνος
Συντρέχων: Π. Τσαγγαράτος
EE4. Αντισεισμικός Σχεδιασμός Επιφανειακών και Υπογείων Γεωτεχνικών Κατασκευών
Εισαγωγή στη Γεωτεχνική Σεισμική Μηχανική. Βασικά στοιχεία σεισμολογίας, με έμφαση στις ισχυρές σεισμικές δονήσεις. Μετάδοση (σεισμικών) κυμάτων εντός και πλησίον της επιφάνειας του εδάφους. Ταλάντωση απλών συστημάτων με 1 & 2 βαθμού ελευθερίας, ελαστικά φάσματα αποκρίσεως. Σεισμική απόκριση και αστοχία (π.χ. ρευστοποίηση ή δυναμική συνίζηση) εδαφών. Aντισεισμικός σχεδιασμός εδαφικών και βραχωδών πρανών. Αντισεισμικός σχεδιασμός τοίχων αντιστηρίξεως (με και χωρίς μετατόπιση). Αντισεισμικός σχεδιασμός σηράγγων και υπογείων έργων. Η διδασκαλία του μαθήματος γίνεται στην Αγγλική Γλώσσα.
Διδάσκοντες: Γ. Μπουκοβάλας, Α. Παπαδημητρίου
Συντρέχοντες: Ι. Τσιάπας, Κ. Μπαζαίος