[Εξώφυλλο]

Εκτίμηση δυναμικού ρευστοποίησης και προκαλούμενων εδαφικών παραμορφώσεων στο δυτικό τμήμα του πολεοδομικού συγκροτήματος της Θεσσαλονίκης = Evaluation of the liquefaction hazard in the urban area of Thessaloniki based on data provided by in-situ tests

Δέσποινα Ν. Ευσταθιάδου

Περίληψη


Ρευστοποίηση είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένα κορεσμένο σε νερό μη συνεκτικό εδαφικό στρώμα σε μικρό βάθος χάνει απότομα την αντοχή, ως αποτέλεσμα της σεισμικής δόνησης και συμπεριφέρεται στιγμιαία ως ρευστό. Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η εκτίμηση του δυναμικού της ρευστοποίησης και των προκαλούμενων εδαφικών παραμορφώσεων με βάση δεδομένα που έχουν προέλθει από επιτόπου δοκιμές και συγκεκριμένα δοκιμών πρότυπης διείσδυσης (SPT) στο δυτικό τμήμα του πολεοδομικού συγκροτήματος της Θεσσαλονίκης. Στόχος είναι ο υπολογισμός της εδαφικής επιτάχυνσης (PGA) που απαιτείται για την εκδήλωση ρευστοποίησης για σεισμικό γεγονός μεγέθους Mw = 6.6 σύμφωνα με δύο μοντέλα ταξινόμησης  των Toprak and Holzer (2003) και του Papathanassiou (2008). Η εν λόγω περιοχή παρουσιάζει αξιόλογο ενδιαφέρον, λόγω των ιδιαίτερα πρόσφατων γεωλογικών αποθέσεων.
Αρχικά παρουσιάζεται και αξιολογείται  η επιδεκτικότητα προς ρευστοποίηση στους εδαφικούς σχηματισμούς  64 δειγματοληπτικών γεωτρήσεων σύμφωνα με τα κριτήρια των Bray and Sancio (2006). Έπειτα υπολογίζεται η εδαφική επιτάχυνση που απαιτείται έτσι ώστε στην επιφάνεια της θέσης στην οποία εκτελέστηκε η γεώτρηση να εκδηλωθούν φαινόμενα ρευστοποίησης.  με βάση την τιμή του δείκτη δυναμικού ρευστοποίησης (LPI) και τα δύο μοντέλα ταξινόμησης.
 Τα αποτελέσματα  παρουσιάζονται υπό μορφή χαρτών και συμπεραίνεται ότι το μοντέλο ταξινόμησης των  Toprak and Holzer (2003) είναι συντηρητικό σε σχέση με του Papathanassiou (2008).

Liquefaction is the phenomenon in which a loose water saturated soil layer suddenly loses its strength as a result of seismic vibration and instantly behaves as a fluid. The main scope of the present thesis was the evaluation of the liquefaction hazard in the urban area of Thessaloniki based on data provided by in-situ tests, specifically by standard penetration tests. Additional aim was the calculation of the peak ground acceleration (PGA) ,that is required to characterize a site as liquefiable for a seismic scenario with magnitude Mw = 6.6, according to two classification models of Toprak and Holzer (2003) and Papathanassiou (2008). This area is of great interest due to the recent geological deposits.
Initially the geotechnical data from 64 boreholes are analyzed and the liquefaction susceptibility are examined according to the criteria of Bray and Sancio (2006). Afterwards,  the liquefaction potential index (LPI) of the entire column computed and used for the evaluation of the liquefaction hazard.
The results are being presented in the form of maps concluding that the classification model of Toprak and Holzer (2003) is more conservative than the one of Papathanassiou (2008).

Πλήρες Κείμενο:

PDF

Αναφορές


Anastasiadis, A., Apessou, M. and Pitilakis, K. (2002) Earthquake hazard assessment in Thessaloniki, Greece: Level II – Site response analysis, Bucharest, Romania: International Conference:Earthquake Loss Estimation & Risk Reduction.

Anastasiadis, A., Raptakis, D. and Pitilakis, K. (2001) 'Thessaloniki’s detailed microzoning: Subsurface structure as basis for site response analysis', Pure and Applied geophysics, pp. 2597 - 2633.

Andrews, D.C.A. and Martin, G.R. (2000) Criteria for liquefaction of silty soils, 12th edition, Auckland, New Zealand.

Andrus, R.D., Hayati, H. and Mohanan, N.P. (2009) 'Correcting liquefaction resistance for aged sands using measured to estimated velocity ratio.', Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering., pp. 735 - 744.

Andrus, R.D., Stokoe, K.H., Bay, I.&.J.A. and Youd, T.L. (1992) In situ Vs of gravelly soils which liquefied, Tenth World Conference edition, Rotterdam: Earthquake Engineering.

Bhattacharya, S., Tokimatsu, K., Goda, K., Sarkar, R., Shadlou, M. and Rouholamin, M. (2014) 'Collapse of Showa Bridge during 1964 Niigata earthquake: A quantitative reappraisal on the failure mechanisms', Soil Dynamics and Earthquake Engineering, October, pp. 55-71.

Boulanger, R.W. and Idriss, I.M. (2004) Evaluating the potential for liquefaction or cyclic failure of silts and clays, 1401st edition, University of California at Davis.

Boulanger, R.W. and Idriss, I.M. (2007) 'Evaluation of cyclic softening in silts and clays', Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, pp. 641 - 652.

Bray, J.D. and Sancio, R.B. (2006) 'Assessment of the liquefaction susceptibility of fine - grained soils', Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, pp. 1165 - 1177.

Castro, G. and Poulos, S.J. (1977) 'Factors Affecting Liquefaction and Cyclic Mobility', Journal of the Geotechnical Engineering Division, June, pp. 501 - 516.

Committee on earthquake engineering (1985) Liquefaction of soils during earthquakes, Washington.

EPPO - ITSAK (2014) 'Strong ground motion of the February 3, 2014 (M6.0). Cephalonia earthquake: Effects on soil and built environment in combination with the January 26, 2014 (M6.1)event', Institute of Engineering Seismology & Earthquake Engineering (ITSAK).

Evans, M.D. (1993) 'Liquefaction and dynamic properties of gravelly soils', Transactions on the Built Environment.

Georgiadis, G.A., Tranos, M.D. and Moundrakis, D.M. (2007) 'Late and Post - Alpine tectonic evolution of the Southern part of the Athos Peninsula, Northern Greece', Bulletin of the Geological Society of Greece, pp. 309 - 320.

Grantz, A., Plafker, G. and Kachadoorian, R. (1964) Alaska's good friday earthquake, March 27,1964:A Preliminary Geologic Evaluation, Washington: U.S. Department of the interior.

Green, R.A. and Ziotopoulou, K. (2015) 'Overview of screening criteria for liquefaction triggering susceptibility', Proceedings of the Tenth Pacific Conference on Earthquake Engineering , 6-8 November.

Idriss, I.M. and Boulanger, R.W. (2008) Soil liquefaction during earthquakes, EERI.

Iwasaki, T. (1986) 'Soil liquefaction studies in Japan: state - of - the - art', Soil Dynamics and Earthquake Engineering, pp. 1 - 71.

Iwasaki, T., Tatsuoka, F., Tokida , F. and Yasyda , S. (1978) A practical method for assessing soil liquefaction potential based on case studies at various sites in Japan, San Francisco: Proceedings of the Second International Conference on Microzonatin.

Iwasaki, T., Tokida, K., Tatsuoka, F., Watanabe, S., Yasuda, S. and Sato , H. (1982) Microzonation for soil liquefaction potential using simplified methods, Seattle: Proceedings of the Third International Conference on Microzonation.

Jiaer, W., Kammerer, A.M., Riemer, M.F., Seed , R.B. and Pesta, J.M. (2004) 'Laboratory study of liquefaction triggering criteria', 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C.,Canada.

Juang, C.H., Ching, J., Wang, L., Khoshnevisan, S. and Ku, C.S. (2012) 'Simplified procedure for estimation of liquefaction - induced settlement and site - specific probabilistic settlement hazard curve using CPT', Canadian Geotechnical Journal.

Kayen, R.E., Mitchell, J.K., Seed, R.B. and Nishio, S. (1998) 'Soil liquefaction in the east bay during the earthquake', pp. 1551-B.

Kramer, S.V. (1996) Geotechnical Earthquake Engineering. Practice Hall, New Jersey.

Liao, S. and Whitman, R. (1986) 'Overbuden correction factor for SPT in sand', Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering.

Marcuson, W.F., Hynes, M.E. and Franklin, A.G. (1990) 'Evaluation and Use of Residual Strength in Seismic Safety Analysis of Embankments', Earthquake Spectra, pp. 529 - 572.

Maurer, B.W., Green, R.A. and Taylor, -D.S. (2015) 'Moving towards an improved index for assessing liquefaction hazard: Lessons from historical data', Elsevier, pp. 778 - 787.

Mountrakis, D., Tranos, M., Papazachos, C., Thomaidou, E., Karagianni, E. and Vamvakaris, D. (2006) 'Neotectonic and seismological data concerning major active faults,and the stress regimes of Northern Greece', Τectonic Development of the Eastern MediterraneanRegion. Geological Society, pp. 649 - 670.

Obermeier, S.F., Olson, S. and Green, R. (2005) 'Field occurrences of liquefaction-induced features: a primer for engineering geologic analysis of paleoseismic shaking', Engineering Geology, pp. 209 -234.

Oregon Department of Geology and Mineral Industries, [Online].

Papaioannou , C.A. and Papazachos, B.C. (2000) 'Time - Independent and Time - Dependent Seismic Hazard in Greece Based on Seismogenic Sources', Bulletin of the Seismological Society of America, February, pp. 22 - 33.

Papathanassiou, G. (2008) 'LPI - based approach for calibrating the severity of liquefaction - induced failures and for assessing the probability of liquefaction surface evidence', Elsevier, pp. 94 -104.

Papathanassiou , G., Pavlides, S., Christaras, b. and Pitilakis, K. (2005) 'Liquefaction case histories and empirical relations of earthquake magnitude versus distance from the broader Aegean Region', Journal of Geodynamics, pp. 257 - 278.

Papathanassiou, G., Papazachos, K., Stimaratzis, T. and Xanthopoulou, K. (2016) 'Overview of the procedure applied for delineating areas prone to liquefaction - induced lateral spreading along a pipeline corridor', ICONHIC 2016, Chania, Greece.

Papathanassiou, G., Valkaniotis, S., Chatzipetros, A. and Pavlides, S. (2010) Liquefaction susceptibility map of Greece, Patra: Bulletin of the Geological Society of Greece.

Papazachos, B.C. (1990) 'Seismicity of the Aegean and surrounding area', Tectonophysics, pp. 287 - 308.

Pavlides, S.B., Kondopoulou, D.P., Kilias, A.A. and Westphal, M. (1988) 'Complex rotational deformations in the Serbo - Macedonian massif (north Greece): structural and paleomagnetic evidence', Tectonoplysics, pp. 329 - 335.

Permanent Regional Seismological Network operated by the Aristotle University , [Online].

Porfido, S., Caccavale, M., Spiga, E. and Sacchi, M. (2015) The 1976 Guatemala earthquake revised. Macroseismic data for an appropriate seismic hazard assessment.

sdgee.civil.auth.gr, [Online].

Seed, R.B., Cetin, K.O., Moss, R.E.S., Kammerer, A.M., Wu, J., Pestana, J.M., Riemer, M.F., Sancio, R.B., Bray, J.D., Kayen, R.E. and Faris, A. (2003) Recent advances in soil liquefaction engineering:a unified and consistent framework, California, Berkeley: EERC.

Seed, H.B. and Idriss, I.M. (1970) A simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential, Earthquake Engineering Research Center.

Seed, H.B. and Idriss, I.M. (1971) 'Simplified Procedure for Evaluating Soil Liquefaction Potential', Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, pp. 1249 - 1273.

Seed, H.B. and Idriss, I.M. (1982) Ground Motions and Soil Liquefaction During Earthquakes, Oakland,Ca: Earthquake Engineering Research Institute.

Seed, H.B., Lee, K.L. and Idriss, I.M. (1969) 'Analysis of Sheffield Dam failure ', Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, pp. 1453 - 1490.

Sonmez, H. (2003) 'Modification of the liquefaction potential index and liquefaction susceptibility mapping for a liquefaction - prone area (Inegol,Turkey)', Environmental Geology, pp. 862 - 871.

Steinbrugge Collection, E.E.R.C., University of California (Berkeley), [Online].

Toprak, S. and Holzer, T.L. (2003) 'Liquefaction Potential Index: Field Assessment', Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, April.

Tranos, M.D., Kilias, A.A. and Moundrakis, D.M. (1999) 'Geometry and kinematics of the Tertiary post - metamorphic Circum Rhodope Belt Thrust System (CRBTS) Northern Greece', Bulletin of the Geological Society of Greece, pp. 5 - 16.

Tranos, M.D., Papadimitriou , E.E. and Kilias, A.A. (2003) 'Thessaloniki – Gerakarou Fault Zone (TGFZ): the western extension of the 1978 Thessaloniki earthquake fault (Northern Greece) and seismic hazard assessment', Journal of Structural Geology, pp. 2109 - 2123.

Tsuchida, H. (1971) Estimation of liquefaction potential of sandy soils.

Vamvakaris , , Papazachos , C.B., Savvaidis , P.D., Tziavos, , Karagianni, , Scordilis, E.M. and Hatzidimitriou, P.M. (2003) 'Stress-field and time-variation of active crustal deformation in the Mygdonia basin based on the joined interpretation of seismological,neotectonic and geodetic data', Geophys. Res. Abstr. 5, 08794.

Van Ballegooy, S., Lacrosse, V., Jacka, M. and Malan, P. (2013) 'LSN – a new methodology for characterising the effects of liquefaction in terms of relative land damage severity'.

Youd, T.L. (1973) 'Liquefaction, Flow and Associated Ground Failure', Geological Survey, 3 March.

Youd, T.L. (1992) 'Liquefaction, Ground Failure, and Con-sequent Damage During the 22 April 1991 Costa Rica Earthquake', in Proceedings of the NSF/UCR U.S.-Costa Rica Workshop on the Costa Rica Earthquakes of 1990-1991: Effects on Soils and Structures Oakland, Cali-fornia:Earthquake Engineering Research Institute.

Youd, T.L. (1998) Screening guide for rapid assessment of liquefaction hazard at, Technical report MCEER - 98 - 0005.

Youd, T.L. and Idriss, I.M. (2001) 'Liquefaction Resistance of Soils: Summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF workshops on evaluation of liquefaction resistance of soils', Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, pp. 297 - 313.

Youd, T.L., Idriss, I.M., Andrus, R.D., Arango, I., Castro, G., Christian, J.T., Dobry, R., Finn, W.D.L., Harder, L.F., Hynes, M.E., Ishihara, K., Koester, J.P., Liao, S.S.C., Marcurson, I.W., Marti, G.R., Mitchell, J.K., Moriwaki, Y., Power, M.S., Robertson, P.K., Seed, R.B. et al. (2001) 'Liquefaction resistance of soils: summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF workshops on evaluation of liquefaction resistance of soils', Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, pp. 817 - 833.

Youd, T.L. and Perkins, M. (1987) 'Mapping Liquefaction-Induced Ground Failure Potential', Journal of the Geotechnical Engineering Division, pp. ASCE, Vol. 113, No. GT11.

Zhang, G., Robertson, P.K. and Brachman, R.W.I. (2002 ) 'Estimating liquefaction - induced ground settlements from CPT for level ground', Can. Geotech., pp. 1168 - 1180.

Αποστολίδης, Π.Ι. (2002) Προσδιορισμός της εδαφικής δομής με τη χρήση μικροθορύβου. Εφαρμογή στην εκτίμηση των δυναμικών ιδιοτήτων και της γεωμετρίας των εδαφικών σχηματισμών στη Θεσσαλονίκη., Θεσσαλονίκη.

Βαλκανιώτης, Σ., Ζερβοπούλου, Α., Γκάνας, Α. and Παυλίδης, Σ. (2005) 'Πολεοδομική επέκταση των Μητροπόλεων και αύξηση της Σεισμικής Επικινδυνότητας : Τα παραδείγματα της Αθήνας και της Θεσσαλονίκης', Γεωγραφία της Μητρόπολης: Όψεις του φαινομένου στον Ελληνικό χώρο, Επιστημονικό Συνέδριο Θεσσαλονίκης.

Ζερβοπούλου, Ά.Σ. (2010) Νεοτεκτονικά ρήγματα της ευρύτερης περιοχής της Θεσσαλονίκης σε σχέση με τα εδάφη θεμελίωσης, Θεσσαλονίκη.

Ζερβοπούλου, Ά. and Παυλίδης , Σ. (2008) 'Νεοτεκτονικά ρήγματα πολεοδομικού συγκροτήματος Θεσσαλονίκης', 3o Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας, 5 - 7 Νοέμβριος.

Θωμαΐδου, Ε.Λ. (2009) Η γεωλογική δομή της νήσου Λέσβου, Θεσσαλονίκη.

Ι.Γ.Μ.Ε. (1970) Φύλλο Θεσσαλονίκη.

Ιωσηφίδου, Κ. (2003) Ρευστοποίηση του εδάφους: Συμβολή στην πειραματική μελέτη της ρευστοποιήσεως και την πρόγνωσή της με τη θεωρία των ασαφών συνόλων, Ξάνθη.

Κούκης, Γ.Χ. and Σαμπατακάκης, Ν.Σ. (2002) Τεχνική γεωλογία, Αθήνα: Παπασωτηρίου.

Μουντράκης, Δ.Μ. (2010) Γεωλογία και γεωτεκτονική εξέλιξη της Ελλάδας, 1st edition, Θεσσαλονίκη: University studio press.

Μουντράκης , Δ., Συρίδης , Γ., Πολυμενάκος , Λ. and Παυλίδης, Σ. (1993) 'Η νεοτεκτονική δομή του ανατολικού περιθωρίου του Βυθίσματος Αξιού - Θερμαϊκού στην περιοχή Δυτικής Χαλκιδικής (Κ. Μακεδονία)', Bull. Geol. Soc. Greece, pp. Vol.XXVIII/1, pp.379-395.

Μουντράκης, Δ., Κίλιας , Α., Παυλίδης, Σ., Κουφός , Γ., Σπυρόπουλος, Ν., Τρανός, Μ., Παπαζάχος, Κ., Ζούρος, Ν. and Φασουλάς, Χ. (1995) "Χάρτης ενεργών ρηγμάτων του Ελληνικού χώρου, περιοχή Μακεδονίας" Κλίμακα 1:300.000, Θεσσαλονίκη: Συνοδευτικό επεξηγηματικό τεύχος, Επιστημονικός Υπεύθυνος Καθηγ. Δημ. Μουντράκης.

Μπουκοβάλας, Γ.Δ. (2010) 13 Διαλέξεις γεωτεχνικής σεισμικής μηχανικής, Τομέας Γεωτεχνικής, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Ε.Μ.Π.

Μπουκοβάλας, Γ., Βαλσαμής, Α., Αναστασόπουλος, Γ. and Νικολαΐδη, Μ. (2006) Συγκριτική εκτίμηση της αντοχής σε ρευστοποίηση από δοκιμές SPT και CPT, Ξάνθη: 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής.

Μπουκοβάλας, Γ., Βαλσαμής, Α., Αναστασόπουλος, Γ. and Νικολαΐδη, Μ. (2006) Σύγκριτική εκτίμηση της αντοχής σε ρευστοποίηση από δοκιμές SPT και CPT, Ξάνθη: 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής.

Παπαζάχος, Β. and Παπαζάχου , Κ. (2003) Οι σεισμοί της Ελλάδας, Γ' Έκδοση edition, Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις ΖΗΤΗ.

Παπαθανασίου, Γ.Β. (2006) Φαινόμενα ρευστοποίησης εδαφών στον ελληνικό χώρο, Θεσσαλονίκη.

Παπαθανασίου, Γ., Παυλίδης, Σ., Χρηστάρας, Β. and Πιτιλάκης, (2008) Κριτήρια επιδεκτικότητας και δυναμικό ρευστοποίησης με βάση νέες καταγραφές από την Ελλάδα και το εξωτερικό.

Πιτιλάκης, Κ.Δ. (2010) Γεωτεχνική σεισμική μηχανική, Θεσσαλονίκη: Ζήτη.

Ρόζος , Δ., Χατζηνάκος, Ι. and Αποστολίδης, Ε. (1998) Τεχνικογεωλογικός χάρτης ευρύτερης περιοχής πόλης Θεσσλονίκης, Αθήνα: Ι.Γ.Μ.Ε.

Σενετάκης, Κ., Αναστασιάδης, Α. and Πιτιλάκης, Κ. (2008) Έλεγχος του κινδύνου ρευστοποίησης στην Θεσσαλονίκη, 3ο Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας.

Υ.Π.Ε.Κ.Α. (2014) Σχέδιο Διαχείρισης των Λεκανών Απορροής Ποταμών του Υδατικού Διαμερίσματος Κεντρικής Μακεδονίας (GR10).

ΦΕΚ 1154Β/12.8.2003 (2003) Τεύχος Δεύτερο,Αρ. Φύλλου 1154: Εφημερίς της Κυβερνήσεως της Ελληνικής Δημοκρατίας.


Εισερχόμενη Αναφορά

  • Δεν υπάρχουν προς το παρόν εισερχόμενες αναφορές.