lucrare_OanaCOLT (2)

7/21/2019 lucrare_OanaCOLT (2)

1/11

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: http://www.researchgate.net/publication/273745749

Influena seismului asupra calcululuistructurilor de sprijin din pmnt armat

CONFERENCE PAPER JANUARY 2012

DOWNLOADS

38VIEWS

54

1 AUTHOR:

Oana Elena Col

Gheorghe Asachi Technical University of Iasi

13PUBLICATIONS 3CITATIONS

SEE PROFILE

Available from: Oana Elena Col

Retrieved on: 10 September 2015
http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_1http://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_1http://www.researchgate.net/profile/Oana_Colt?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_7http://www.researchgate.net/institution/Gheorghe_Asachi_Technical_University_of_Iasi?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_6http://www.researchgate.net/profile/Oana_Colt?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_5http://www.researchgate.net/profile/Oana_Colt?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_4http://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_1http://www.researchgate.net/publication/273745749_Influena_seismului_asupra_calculului_structurilor_de_sprijin_din_pmnt_armat?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_3http://www.researchgate.net/publication/273745749_Influena_seismului_asupra_calculului_structurilor_de_sprijin_din_pmnt_armat?enrichId=rgreq-140597e1-c2db-4dac-ad67-feeb420b2ca1&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3Mzc0NTc0OTtBUzoyMDg0NjM4NDMwNzQwNDhAMTQyNjcxMzA2MTQ5MQ%3D%3D&el=1_x_2


2/11

A XII-a Conferin Naional de Geotehnic iFundaii - Iai, 20-22 septembrie 2012

Influena seismului asupra calculului structurilor de sprijin dinpmnt armat

O. ColUniversitatea Tehnic Gheorghe Asachi din Iai, Facultatea de Construcii i Instalaii, Departamentul de Ci de

Comunicaii i Fundaii

Cuvinte cheie:pmnt armat; seism, structuri de sprijin

REZUMAT: Folosirea pmntului armat ca soluie de realizare a zidurilor de sprijin a cunoscut n ultimii anio evoluie accelerat i o dat cu aceasta i necesitatea validrii modelelor de calcul care s exprime ct maifidel comportarea unei structuri de sprijin din pmnt armat n timpul exploatrii. n ultimii ani proiectareaseismic a structurilor din construcii a cunoscut o mbogire prin noi modele i metode de calcul, astfel n-ct se impune i n ceea ce privete structurile de sprijin din pmnt armato dezvoltare similar. Lucrarea

prezint o trecere n revist a metodelor actuale de proiectare a structurilor de sprijin din pmnt armat n re-gim seismic. Totodat, pune n eviden un nou concept n ceea ce privete posibilitatea de evaluare a efortu-rilor de ntindere n armturi, n regim seismic, cu implicaii directe asupra lungimii necesare a armturilor,

prin prezentarea metodei de calcul la rupere, elaboratde prof. A. Stanciu, extinspentru calculul n regimseismic.

1 INTRODUCERE

Ca la orice element de construcie i la proiectarea unui zid de sprijin din pmnt armat, amplasatntr-o zon cu activitate seismic, este necesar un calcul i o verificare din punct de vedere al aciu-nilor seismice.Conform Eurocod 8, proiectare seismic a structurilor din construcii, inclusiv structurile de sprijin,urmrete satisfacerea, cu un grad adecvat de siguran, a dou cerine fundamentale (niveluri de

performan), [1].Prima cerin este cea neprbuire - Structura va fi proiectat i proiectat astfel nct s reziste laaciunea seismic, definit conform Eurocod 8, fr prbuire local sau general, pstrndu -i as-tfel integritatea structural i o capacitate portant rezidual dup evenimentul seismic. [1].A doua cerin este cea de limitare a degradrilor - Structura va fi proiectat i executat astfel ncts reziste la o aciune seismic avnd o probabilitate mai mare de producere dect aciunea seismicde calcul fr producerea de degradri i limitri ale exploatrii, ale cror costuri sunt disproporio-nat de mari n comparaie cu nsui costul lucrrii. s fie exagerat de mari n comparaie cu costul

structurii sau scoaterii din uz a acesteia, [1].

2 PROIECTAREA SEISMICA STRUCTURILOR DE SPRIJIN

Rspunsul seismic chiar i a celui mai simplu tip de zid de sprijin este destul de complex, [2]. De-plasarea zidului precum i mpingerea pmntului pe zidul de sprijin depind de rspunsul pmntu-lui de sub zid, din spatele zidului, ineria i micarea n sine a ziduluidar i de natura forelor iniia-le. Cele mai multe rspunsuri n ceea ce privete modul de lucru a zidurilor sprijin n condiiidinamice au fost preluate de la rezultatele testelor pe modele i analizele numerice, [2]. O parte dinconcluziile realizrii acestor teste au artat c:


3/11

1. Zidul se poate mica prin alunecare sau rotire. Cea mai mare parte a rotirii sau alunecrii depindede geometria zidului, pentru unele ziduri putnd predomina doar una din deplasri, iar pentru altele

putnd apare n egal msuramndou.2. Mrimea i distribuia pe zidul de sprijin a presiunii, determinat n regim seismic, este influena-t de modul de deplasarea a acestuia (alunecare, rotire fa de baz sau fa de vrf).3. Presiunea maxim (rezistena pasiv) n regim seismic, pe zidul de sprijin, se manifest atunci

cnd zidul de sprijin se deplaseaz nspre pmntul susinut (fora de inerie pe zid este ndreptatspre umplutur). Presiunea minim (mpingerea activ) n regim seismic, pe zidul de sprijin, se ma-nifestatunci cnd zidul de sprijin se deprteaz de umplutura din spate.4. Distribuia mpingerii pmntului pe zidul de sprijin se modific pe msur ce zidul se deplasea-z, iar punctul de aplicaie al rezultantei se deplaseaz pe direcie vertical n spatele zidului de spri-

jin.5. Presiunea pe zidul de sprijin, determinat n regim seismic, este influenat de rspunsul ziduluii a umpluturii din spatele zidului de sprijin i crete semnificativ la atingerea frecvenei naturale asistemului zid-umplutur.Deplasrile permanente ale zidului cresc de asemenea la frecvena natura-l zid-umplutur.6. Dup ncetarea aciunii seismice pot exista presiuni reziduale semnificative [2].n concluzie, se poate observa c, efectul unui seism asupra unui zid de sprijin const ncreterea

presiunii pe zidul de sprijin, ca rezultat direct al deplasrii zidului de sprijin peperioada cutremuru-lui. Tocmai de aceea este necesar o evaluare a rspunsului i comportrii structurilor de susinere nzonele cu risc seismic.

3

METODE ACTUALE DE PROIECTARE SEISMIC A STRUCTURILOR DE SPRIJIN DINPMNT ARMAT

3.1

n strintateProiectarea seismic a structurilor de sprijin din pmnt armat este de obicei efectuat, utiliznd oabordare pseudo-static, prin utilizarea unui coeficient seismic pentru a exprima fora seismic, ca

parte din greutatea posibilei mase alunectoare, analog zidurilor de sprijin clasice [3], [4], [5].Din normele de proiectare utilizate n strintate, se observ c, una din metodele uzuale de evaluarea efectului seismic este considerarea coeficientului seismic pentru mpingerea pmntului i pentruaceasta se utilizeaz analiza Mononobe (1929) - Okabe (1926), [6]. Metoda a fost dezvoltat pentru

pmnturi necoezive acceptnd ipotezele, Figura 1:1. zidul se deplaseaz suficient, astfel nct n spatele lui s acioneze mpingerea activ (valoareaminim a mpingerii);


4/11

Figura 1. Schema simplificat de calcul pentru evaluarea mpingerii pmntului n regim seismic conform teoriei Mo-nonobe-Okabe.

2. n spatele zidului este delimitato zon de teren cu potenial de alunecare, ce determinmpinge-rea activpe zidul de sprijin, iar pe suprafaa de cedare creat se mobilizeazintegral rezistena laforfecare.3. pmntuldin spatele zidului de sprijin se comport ca un corp rigid astfel nct acceleraia esteuniform distribuit, iar efectul cutremurului poate fi reprezentat de forele de inerie prin KshG i

KsvG, unde Geste greutatea masei alunectoare iarKshiKsvsunt coeficienii seismici pe direcieorizontal i vertical. Efectul mpingerii pmntului pe zidul de sprijin n regim seismic este de-terminat prin teoria Coulomb, prin metoda Mononobe-Okabe sau Stanciu [7].n ultimii ani au fost propuse cteva metode de calcul seismic, a structurilor de sprijin din pmntarmat [6].

Ling i Leshchinschy, [6] (Ling et al. (1996, 1997) i Ling i Leshchinschy (1998)) propun o meto-d pseudo-static de analiz considernd separat stabilitatea intern (ruperea armturilor) i extern(cedare general i alunecare) a structurilor de sprijin din pmnt armat, metoda fiind o extindere acelei propuse de Leshchinschy n 1995. Rezultatele studiului au fost prezentate sub form de tabele,fiind valabile i pentru proiectarea computerizat a structurilor de sprijin din pmnt armat (Le-shchinschy, 1997, 1999). Dintr-o serie de parametri studiai autorii au ajuns la concluzia c n cazulunui cutremur puternic, stabilitatea extern, de obicei prin alunecare, poate guverna proiectarea. Deaceea este necesar o lungime mai mare a armturilor, concomitent cu o rezisten mai mare a aces-tora, pentru a prelua forelor de inerie generate n timpul seismului.Efectul acceleraiei verticalea pmntului,asupra comportrii structurilor de sprijin dinpmnt ar-mat a fost studiat de ctre Ling i Leshchinschy (1998), [6], observndu-se c prezena acesteia de-termin de asemenea necesitatea creterii lungimii de ancorare i a rezistenei armturilor utilizate.O metod diferit de proiectare seismic a structurilor de sprijin din pmnt armat a fost propus deBathurst i Cai (1995) i Bathrust i Alfaro(1997), [6]. Metoda se bazeazpe o extensie a analizeilui Mononobe-Okabe i a fost adoptat pentru proiectarea structurilor de sprijin din pmnt armat cu

parament din blocuri modulare din beton.Proiectare seismic pentru structurile de sprijindin pmnt armat este prevzut i n manualul de

proiectare al Federal Highway Administration (Christopher et al., 1990; Elias i Christopher, 1996,[8]), procedura fiind dezvoltat pentru structurile de sprijin armate cu armturi metalice.


5/11

3.2

n Romnia

n Romnia calculul structurilor de sprijin din pmnt armat se face conform GP 093-06 Ghid pri-vind proiectarea structurilor de pmnt armat cu materiale geosintetice i metalice, [4], n care se

prevd i normele de proiectare seismic a acestor tipuri de structuri, cuprinznd determinarea efor-turilor din armturi i a stabilitii interne, precum i verificarea stabilitii externe a masivului de

pmnt armat supus la aciuni seismice.Pentru proiectarea structurilor de sprijin din pmnt armat n regim seismic se preia modelul Mono-nobeOkabe.

3.2.1 Verificarea stabilitii interne la aciuni seismice

Pentru verificarea stabilitii interne la aciuni seismice a structurilor de sprijin din pmn t armattrebuie inut seama c fora total de ntindere din armturi, (Ttotal) va fi egal cu fora de ntindere ncondiii statice (Tmax) la care se adaug o for de ntindere suplimentar(Tseism), datorat seismuluii prezenei mpingerii pmntuluin regim seismic.Se calculeaz valoarea maxim aforei de ntindere n armtura i prin metoda penei ancorate saumetoda gravitii coerente, [3], considernd un coeficient al mpingerii pmntului determinat cu

ajutorul metodei MononobeOkabe.Fora de ntindere suplimentar determinat de seism, Tseism,poate fi calculat cu urmtoarea formu-l:

1

pi

seism i n

pi

i

LT F

L

(1)

unde Lpi este lungimea de armtur din zona rezistiv (pasiv), nclinarea planului de delimitare azonei active de zona pasiv fiind dat de un plan potenial de cedare nclinatcu unghiul (

145 / 2 )

fa de vertical;1

fiind unghiul de frecare intern a pmntului din structura masivului de pmnt

armat; iarFieste fora de inerie pe direcie orizontal, datorit prezenei seismului.Fora total de ntindere este n acest caz:

maxtotal seismT T T (2)

Figura 2. Modelul de calcul n regim seismic


6/11

Stabilitatea intern se realizeaz analog condiiilor statice, cu modificarea valorii forei de ntinderedin armtur i cu aplicarea factorilor de siguran corespunztori gruprii speciale de ncrcri.Pentru verificarea armturilor la smulgere, n regim seismic, se impune o diminuare a coeficientuluide frecare armtur pmnt, cu 20%.

3.2.2 Verificarea stabilitii externe

n ceea ce privete verificarea stabilitii externe la solicitri seismice, [3], n plus fa de presiuneaactiv n condiii statice, Pa, masivul de pmnt sau umplutura din spatele structurii de sprijin din

pmnt armat exercit o presiunePs, astfel nct mpingerea total obinut n condiii seismice estePas.

as a sP P P (3)

n plus, masa de pmnt armat este supus unei fore de inerie,Fi, Figura 3, pe direcie orizontal:

shiF K G (4)

unde:Ksh = coeficientul seismic n direcie orizontal, care n cazul lucrrilor de sprijin, poate fi luat

egal cu:ssh 0,5 KK (5)

undeKseste coeficientul seismic, determinat conform P100/1-2006.Pentru cazul n care suprafaa terenului din spatele zidului de sprijin este orizontal, masa de pmntconsiderat a fi supus forelor ineriale este cea din Figura 3.

Figura 3. Considerarea forelor ineriale n regim seismic suprafa orizontal a terenului

Pentru calculul mpingerii pmntului n condiii seismice este utilizat metoda Mononobe Okabe,iar rezultanta mpingerii active totale n acest caz va fi:

2

as

1

2as

P H K (6)

undeKas este coeficientul total al mpingerii pmntului n condiii dinamice calculat conform teoriei

MononobeOkabe, [4]:


7/11

2

2as

)sin()sin(

)sin()sin(1

)sin(

)sin()(sin

1

K (7)

unde este unghiul de frecare intern a pmntului de umplutur din spatele zidului de sprijin dinpmnt armat; - unghiul de nclinare a faadei fa de orizontal; - unghiul de frecare dintre p-mntul de umplutur din spatele zidului de sprijin i materialul din structura zidului de sprijin din

pmnt armat; - unghiul de nclinare a suprafeei terenului din spatele zidului de sprijin;respectivegal cu:

sh

sv1

Karctg

K (8)

Verificarea stabilitii externe se face ca i n cazul static. Aceasta const n verificarea stabilitii larsturnare, alunecare pe talp,pierderea capacitii portante a terenului de fundare, precum i verifi-

carea stabilitii globale. Se precizeaz c, n cazul solicitrii seismice, pmntul se gsete n con-diii nedrenate, de aceea valoarea unghiului de frecare intern pentru calculul coeficientului seismicse va determina n condiii nedrenate.

4 CALCULUL EFORTURILOR DE NTINDERE DIN ARMTURI, N REGIMSEISMIC,PRIN METODA DE CALCUL LA RUPERE

Pentru determinarea eforturilor de ntindere din armturi pentru structurile de sprijin din pmnt a r-mat supuse la aciuni seismice [10], prof. Stanciu utilizeaz principiile teoretice privind calcululstructurilor de sprijin din pmnt armat prin metoda de calcul la rupere, Stanciu 1981, [9], [11],

[12], extinzndu-le cu principiile cvasistatice a stabilitii lucrrilor din pmnt.Pentru determinarea eforturilor de ntindere din armturi, prof. Stanciu, [10], izoleaz o fie orizon-tal, limitat de suprafaa de cedare, elementul de parament i paturile de armturi, n a crei centrude greutate consider c acioneaz fora seismic avnd direcia orizontal, Figura 4, i face analizaechilibrului static al fiei. Suprafaa de cedare se consider circular, iar pentru fiecare fie n par-te se aproximeaz suprafaa circular cu una plan, nclinat cu unghiul j, fa de vertical, Figura5.

Figura 4. Metoda de calcul la rupereSuprafaa de cedare, [9], [10]


8/11

Forele care acioneaz asupra fiecrei fiijsunt: rezultantele presiunilor verticale pe planurile (i ii+1),Ni,Ni+1; forele de frecare pe paturile de armturi (i i i+1), Ti, Ti+1; greutatea pmntului dintrearmturile (i i i+1), Gj, i suprafaa de cedare nclinat cu unghiul j; rezultanta reaciunii normalei a rezistenei la forfecare a pmntului mobilizat pe suprafaa de cedare aferent fiei; fora defrecare dintre pmnt i parament; partea din forele de ntindere din armturile (i) i (i+1) necesareasigurrii echilibrului fiei (j), Fi,j, Fi+1,j; respectiv fora seismic, acionnd pe direcia orizontal

n centrul de greutate al fiei, Sj.Pentru determinareaprii din forele de ntindere din armturi, necesare asigurrii echilibrului fiei

j se scriu ecuaiile:1. proiecie pe orizontal:

1, 10 0i i j i jx j ij iX F T R S F T (9.a)

2. proiecie pe vertical:

10 0

i i j j jy iY N G P R N

(9.b)

3. ecuaie de momente fa de punctul de la baz a structurii de sprijin dinpmnt armat:

1 11 1 1 1 1, j

,

cotg2 2

0

i i i ii i i i j yx j j jy

j j i i i j i i i

y y y yN d T y F R S s R

G g N d F y T y

(9.c)

Prin rezolvarea sistemului de ecuaii obinut, se determinpartea din forele de ntindere din fiecarearmturnecesar asigurrii echilibrului fiei j:

1 , 1 , 1 , 1 , , 1 , , 1

,

, 1 ,

, , , 1 , 1 , , 1 ,

1,

, 1 ,

i j i j i j i j i j i j i j i j j j i j j

i j

j j i j i

i j i j i j i j i j i j i j i j j j i j j

i j

j j i j i

N B E H A N B E H A C E I AF

A E E

N B E H A N B E H A C E I AF

A E E

(10)

n care , , 1 , , 1 , 1; ; ; ; ; ; ; ; ;j j i j i j j j i j i j i j jA B B C D H H E E I sunt o serie de coeficieni cu expresii bine stabilite,

depinznd depoziia fiecrei fii n parte n cadrul structurii de sprijin din pmnt armat , (xi,xi+1,yi,yi+1, di, di+1, j, conform notaiilor din Figura 5); unghiul de frecare intern a pmntului dintrearmturi, j; coeficientul de frecare dintre armturi i pmnt, f; unghiul de frecare dintre paramenti pmntul dintre armturi, j.


9/11

Figura 5. Metoda de calcul la rupereDeterminarea forelor de ntindere din armturi,[10]

Influena seimului se regsete n expresia coeficienilor ;j jC I , ce depind pe lng caracteristicile

geometrice a zidului de sprijin din pmnt armat prin poziia fiecrei fii n cadrul structurii , (xi,xi+1, yi, yi+1, di, di+1,sj, j,conform notaiilor din Figura 5); de caracteristicile pmntului dintre ar-mturi, j; i coeficientul seismic aferent fiecrei fii,Ksj.Pentru determinarea efectului seismului asupra structurii de sprijin din pmnt armat (ABCD), seutilizeaz principiul analizei cvasistatice, prin aplicarea unui coeficient seismic asupra greutiistructurii supuse seismului, iar pentru aceasta se determin coeficientul seismic aferent fiecrei fii

n parte, Figura 6, [10].Expresia forei seismice aferente fieijeste:

1 12

i i i i

j j sj sj

x x y yS G K K

(3)

Expresia coeficientului seismic aferent fiei j, considernd o variaie liniar a acestuia pe nlimede la valoareaKs la valoarea sa K , devine:

1ssj jK

K H s aH

(3)

undesj, conform notaiilor din figura 6, este expresia braului de prghie, fa de punctul Ode la ba-

za masivului armat, a forei seismice ce acioneaz n centrul de greutate al fiecrei fii j, i esteegal cu:

1 1 1 1

1

2 2

3

i i i i i i i i

j

i i

x y x y x y x ys

x x

(3)

undexi,xi+1,yi,yi+1sunt conform notaiilor din figurile 5 i 6.


10/11

Figura 6. Stabilirea coeficientului seismic pentru determinarea forei seismice n metoda de calcul la rupere, [10]

n lucrarea [13], printr-un studiu de caz comparativ a unui zid de sprijin din pmnt armat, pentrucare s-au calculat eforturile de ntindere din armturi prin diverse metode de calcul, s-a artat c,

prin aplicarea metodei de calcul la rupere, valoarea forei de ntindere din armturi este mult maimic dect n cazul aplicrii metodelor clasice, rezultnd astfel,per total, lungimi mai mici de arm-turi, deci o economie de material. Printr-un studiu de caz asemntor se va putea arta c i n regimseismic determinarea forelor de ntindere din armturi, prin aplicarea metodei de calcul la rupere,

poate determina o diminuare a consumului de armtur.

5 CONTROVERSE ACTUALE N CEEA CE PRIVETE PROIECTAREA N REGIM SEISMIC

A STRUCTURILOR DE SPRIJIN DIN PMNT ARMAT

Analiza structurilor de susinere din pmnt armat din zonele afectate decutremure au dovedit cflexibilitatea lor relativ i capacitatea lor de a rezista la efectele negative a acceleraiilor verticale iorizontale din timpul cutremurelor, poziioneaz aceste tipuri de structuri, n mod favorabil, departede structurile clasice de susinere, ziduri de sprijin din beton simplu, beton armat, zidrie de piatr,gabioane, la care s-au nregistrat distrugeri semnificative n timpul cutremurelor, [14].Totui majoritatea normelor de proiectare prevd aceleai metode de proiectareatt pentru zidurilede sprijin clasice, considerate rigide ct i pentru structurile de susinere din pmnt armat. Utiliza-rea metodelor quasi-statice de analiz, neglijeaz faptul c structurile din pmnt armat permit oanumit valoare a ntinderii (datorit armturilor) fr a aprea degradri semnificative, ceea ce poa-te conduce la utilizarea unor lungimi de armturi mai mari dect cele necesare.

Studiile realizate la structuri de sprijin din pmnt armat acionate de cutremure de intensitate maimare dect cele la care au fost proiectate au dovedit faptul c ductilitatea pmntului armat poate

permite ntindere a armturilor/deplasri minore ale zidului de sprijin fr ns a fi afectat durata deserviciu a structurii considerate, [14]. De asemenea s-a constatat c datorit flexibilitii lor, structu-rile de sprijin din pmnt armatse meninsigure n prezena evenimentelor seismice.Sankey i Segrestin, [14] sugereaz considerarea n proiectare a unor deformaii plastice a structuri-lor de sprijin din pmnt armat; proiectare seismicfiind determinat de nlimea peretelui armat,acceleraia seismic i deformarea admisibil. nlimea peretelui va determina ct de mult impor-tan trebuie acordat proiectrii seismice, la ziduri de nlime mic fiind mai puin restrictiv dectla zidurile mai nalte.Recunoscnd faptul c zidurile de sprijin din pmnt armat se pot deforma rmnnd totui stabileSankey i Segrestin, [14] sugereaz c este important realizarea unui inventar al deformrilor zidu-rilor de sprijin din pmnt armat funcie de nlime, dup evenimentele seismice, determinarea unor


11/11

relaii de legtur ntre deformaiile de la baz cu cele de la partea superioar a zidului. Totodat nzonele puternic afectate seismic este necesar, chiar dup completarea datelor referitoare la defor-maii, o continuare a msurtorilor mai ales n cazul unor cutremure de mare amplitudine.Se anticipeaz c valorile reale de deformare pot fi folosite pentru a adapta metodele de proiectareastfel nct s se stabileasc lungimi mai realiste ale armturilor, respectiv mai economice n condiiide siguran de proiectare

6 CONCLUZII

n normele actuale de proiectare se observ o abordare conservatoare n ceea ce privete evaluareastabilitii externe n regim seismic. Determinarea lungimii de armare prin metode de calcul ce se

bazeaz pe modul de lucru al armturilor n teren, dublat sau nu de considerarea unor deformaiiplastice admisibile pentru structurile de sprijin din pmnt armat lucrnd n regim seismic, poate de-termina o economie de armtur, cu efect direct asupra costului final al unei lucrri. Cercetarea ndomeniu va ncerca s ofere o parte din elementele necesare acestui mod de proiectare. Un studiucomparativ a rezultatelor, pe un zid real, va permite formularea concluziilor necesare mbuntiriiunor prescripii de proiectare adecvate stadiului actual de dezvoltare a normelor de proiectare.

BIBLIOGRAFIE

1. ***Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur, Partea 1: Reguli generale, aciuni seismice ireguli pentru cldiri, SR EN 1998-1, 2004.2. Lego Atop, Seismic Design of earth retaining structures, M.Tech (Struct.) SSW (E/Z) AP, PWD; Itanagar.3. ***Ghid privind proiectarea structurilor de pmnt armat cu materiale geosintetice i metalice, GP 093-06.4. Stanciu A., Lungu I.,Fundaii -I, Fizica i Mecanica Pmnturilor, Editura Tehnic, 2006.5. ***Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur, Partea 5: Fundaii, Structuri de susinere i as-

pecte geotehnice, SR EN 1998-5, 2004.6. Hoe I. Ling and Dov Leshchinsky, Post Earthquake Investigation of several geosynthetic reinforced soil retaining.walls and slopes during Ji-Ji Earthquake of Taiwan , Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Volume 21, Number

4, June 2001 , pp. 297-313(17).7. Stanciu A., Une gnralisation de la thorie de Coulomb pour le calcul de la pousse et de la bute des terres, RevueFranaise de Gotechnique, no.50, pp.39-59, Janvier, 1990.8. ***Mechanically stabilized earth walls and reinforces soil slopes design & construction guidelines, NHI Course

No.132042 - March 2001;9. Stanciu A., Contribuii la dimensionarea lucrrilor din pmnt armat, Tez de doctorat, Institutul Politehnic Iai,1981.10. Stanciu A., Rileanu P., Stanciu V., Calculul la aciuni seismice a lucrrilor din pmnt armat, Conferina Calcu-lul seismic al construciilor, 13-14 Mai, 1983, Iai.11. Stanciu A., Silion T., Nichtliniare Verterlung des aktiven Frddrukes von kohasiv boden unter Berucksichtigung der

seismichen krafte, 9-th Danube European Conference on soil Mechanics and Foundation engineering, Budapesta, 1990.12. Silion T., Stanciu A.,Embankments of reinforced earth with an oblique wall surface, VII Asian Regional Conferen-ce on soil Mechanics and Foundation Engineering, Kyoto, Japan, 1987.13. Col Oana Elena, Modele analitice privind estimarea tensiunilor i deformaiilor din structurile de sprijin din p-

mnt armat, referat intern de doctorat, Universitatea Tehnic Gheorghe Asachi Iai, 2007.14. Sankey J.E., Segrestin P., Evaluation of seismic performance in Mechanicallz Stabilizey Earth Structures, OnlineGeoengeneering Library, Geotechnical Earthquake Engineering & Soil Dynamics.

Documents

lucrare_OanaCOLT (2)