Μελέτη στοιχείων αντιστήριξης με χρήση αναλυτικών και αριθμητικών προσομοιωμάτων

Abstract

Ο τοίχος αντιστήριξης είναι μια κατασκευή με την οποία μπορουμε να επιτύχουμε και να διατηρήσουμε τη διαφορά στάθμης μεταξύ δύο διαφορετικών επιφανειών στο έδαφος. Οι τοίχοι αντιστήριξης του εδάφους αποτελούν μια από τις πιο κοινές εφαρμογές της Εδαφομηχανικής. Οι πρώτες προσπάθειες για τη μελέτη της μηχανικής συμπεριφοράς του εδάφους αφορούσαν την ευστάθεια των τοίχων. Σε αυτή την εργασία μελετήθηκαν οι τοίχοι αντιστήριξης με τις μεθόδους των αναλυτικών και αριθμητικών προσομοιωμάτων. Στην πρώτη περίπτωση χρησιμοποιήθηκαν οι θεωρίες των Coulomb και Rankine, ενώ στην δεύτερη περίπτωση έγινε εφαρμογή του υπολογιστικού προγράμματος Plaxis®, με τη χρήση των πεπερασμένων στοιχείων. Η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων είναι μια σύγχρονη μέθοδος σχεδιασμού τεχνικών έργων, η οποία αυξάνει την ακρίβεια των υπολογισμών. Η εκτίμηση της πραγματικής εσωτερικής εντατικής κατάστασης του εδάφους είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό τόσο της συμπεριφοράς του εδάφους όσο και την επιλογή και διαστασιολόγηση του στοιχείου αντιστήριξης. Η μηχανική συμπεριφορά των εδαφικών υλικών απέχει σημαντικά από τις προβλέψεις της γραμμικής ισότροπης ελαστικότητας, η οποία χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των τάσεων στο εσωτερικό του εδάφους. Χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα είδη προσομοιωμάτων: τοίχος βαρύτητας, οπλισμένος, εύκαμπτη αντιστήριξη και αντιστήριξη με απλή αγκύρωση. Η ανάλυση τους έγινε με διαφορετικές εδαφικές παραμέτρους και στάθμες υδροφόρων ορίζοντων, λαμβάνοντας υπ’ όψιν ότι το έδαφος περιέχει κόκκους διαφόρων μεγεθών, σε διάταξη που ποικίλλει και από αυτή τη σύνθεση καθώς και τη δομή του, εξαρτώνται οι μηχανικές του ιδιότητες. Σκοπός ήταν η σύγκριση των αποτελεσμάτων με τις διαφορετικές εδαφικές παραμέτρους και η σύγκριση της αριθμητικής – αναλυτικής μεθόδου. Τέλος, τα αποτελέσματα από όλες τις αναλύσεις και προσομοιώματα, συγκρίνονται μεταξύ τους.