Hidrotechnica, 1979 (Anul 24, nr. 1-12)
1979-01-01 / nr. 1
HIDROTEHNICA jul 2 b ORGAN AL CONSILIULUI NAȚIONAL AL APELOR ȘI AL CONSILIULUI NAȚIONAL AL INGINERILOR ȘI TEHNICIENILOR DIN REPUBLICA SOCIALISTĂ ROMÂNIA Vol. 24 (p. 1 — 24) Nr. 1, ianuarie București, 1979 ARHIVA PENTRU PROBLEMELE APEI CZU : 624.19 . 550.34 Structurile îngropate sau subterane (caverne, tuneluri, galerii, rezervoare sau conducte îngropate) sînt considerate mai puțin vulnerabile la acțiunile seismice. Totuși, și la aceste lucrări, deseori, au fost înregistrate avarii și distrugeri provocate de acțiuni seismice puternice. Avariile și distrugerile constau din prăbușiri locale (în special la portaluri, în zonele de intrare și ieșire, la schimbări bruște geologice sau morfologice), alunecări de versanți care afectează structura, forfecări, dislocări, fisurări. în acest context, tema lucrării de față privind analiza comportării seismice a acestor structuri devine importantă pentru micșorarea riscului lor de avariere la acțiunile seismice. Comportarea la acțiuni seismice a structurilor îngropate prezintă unele particularități. Cele mai importante se prezintă în continuare [1], [2]. — Structura îngropată este integral înglobată în masiv, care este nu numai mediul de transmitere a acțiunilor perturbatoare, dar, prin rigiditatea sa, și mediul de rezistență. Ia o structură supraterană, răspunsul depinde în principal de mărimea forțelor dinamice de inerție dezvoltate în structură, forțe care sînt proporționale cu masa construcției. Structura îngropată este însă obligată să urmărească deplasările masivului, astfel că răspunsul ei este influențat în special de starea de deformație a masivului care include structura și mai puțin de forțele de inerție dezvoltate în ea. Rigiditățile structurii îngropate și masivului care o înglobează sînt în general diferite. Această diferență, precum și golul format prin construcția îngropată, produc perturbații în cîmpul undelor seismice. Dacă structura este suficient de flexibilă, atunci ea urmărește deplasările și deformațiile masivului. Dacă structura are rigiditate mai mare decît masivul înconjurător, cîmpul de unde seismice suferă perturbări, care antrenează modificări ale stării de efort-deformație în ansamblul structură masiv. Galeriile, tunelurile, conductele îngropate se caracterizează prin lungimea lor mare, aspect care impune considerarea nesincronismului acțiunii seismice pe direcția longitudinală a structurii. Acest fenomen apare ca urmare a vitezelor finite de propagare a undelor seismice și constă în nesincronizarea (defazarea) deplasărilor punctelor de pe direcția longitudinală a structurii, deși ele se supun unor legi de mișcare identice. Structurile îngropate sînt influențate sub aspectul comportării seismice și de alți factori ca : relieful terenului, adîncimea de îngropare etc. Analiza seismică a unei structuri îngropate este direct legată și influențată de conlucrarea cu masivul care o înglobează. Ea trebuie efectuată atît în secțiunea transversală a structurii, la acțiunea seismică orizontală și verticală, cît și pe direcția longitudinală a structurii, la acțiunea seismică nesincronă paralelă cu axa lucrării. în lucrare se prezintă procedee de analiză seismică a structurilor îngropate specifice tehnicii de lucru prin elemente finite. De asemenea, se comentează rezultatele aplicării acestor procedee la analiza seismică a unei structuri îngropate. Hidrotehnica, 24 (1979). 1 1. Modele de calcul în stadiul actual, în literatură sînt formulate mai multe metode de calcul static, pseudostatic sau dinamic al structurilor îngropate sau subterane la acțiunea seismică [3], [4], [5]. Toate pot fi caracterizate printr-un grad ridicat de aproximație, aceasta datorită complexității fenomenului analizat. Metoda elementelor finite oferă posibilități largi și în acest domeniu pentru perfecționarea metodelor existente de analiză seismică a structurilor îngropate, pentru considerarea cu acuratețe a conlucrării structură masiv pe durata acțiunii seismice. Un model de calcul specific tehnicii de lucru prin elemente finite constă în discretizarea într-o schemă comună a structurii și a unei zone corespunzătoare din masivul care o înglobează (fig. 1, a). Dimensiunile zonei din masiv se aleg astfel încît condițiile de contur al ansamblului să nu influențeze sensibil starea de eforturi din structură. De obicei se consideră că o extindere pe fiecare parte de 2 — 3 ori a dimensiunii structurii de pe direcția respectivă asigură o reducere satistă - Analiza seismică a structurilor îngropate ADRIAN POPOVICI * Fig. 1. Modele de analiză seismică a structurilor îngropate : a — sistem unitar structură masiv ; b — sistem bazat pe concepția de substructuri , cu sistem cu deplasări aplicate pe contur. * Conferențiar la Institutul de construcții - București. 1