Στατική και δυναμική ανάλυση κοίλων κυλινδρικών φρεάτων - Ευθυμίου, Γεωργία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής. Εργαστήριο Εδαφομηχανικής, 2017)
Η παρούσα διπλωματική εργασία ερευνά τη στατική και δυναμική απόκριση κοίλων κυλινδρικών φρεάτων, γνωστά ως suction caissons, για τη θεμελίωση παράκτιων ανεμογεννητριών. Ως εναλλακτική στο συμβατικό μονοπάσσαλο, ο οποίος κυριαρχεί στη βιομηχανία, η θεωρητικά οικονομικότερη λύση του suction caisson είναι απαραίτητο να διερευνηθεί λεπτομερώς. Ο κώδικας πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS v.6.13 χρησιμοποιείται για τις αναλύσεις. Για όλες τις περιπτώσεις που εξετάζονται εδώ, η απόκριση του suction caisson συγκρίνεται αποτελεσματικά με εκείνη της παράπλευρης επιφάνειάς του (γνωστή ως skirts), με σκοπό να εκτιμηθεί ο ρόλος της τελευταίας στη συνολική απόκριση του συστήματος, να διαφωτισθεί η μηχανική του προβλήματος και ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί ως υβριδικό θεμέλιο. Πιο συγκεκριμένα, οι δύο τύποι θεμελίων μελετώνται σε όρους ελαστικής και μη-γραμμικής δυσκαμψίας. Καμπύλες που παρουσιάζουν την ελαστική δυσκαμψία των skirts ως ποσοστό της δυσκαμψίας του suction caisson, δημιουργήθηκαν για ομοιογενές και Gibson έδαφος. Επιπροσθέτως, μια μεθοδολογία πρακτικής φύσης αναπτύχθηκε, με την οποία υπολογίζεται η δυσκαμψία ενός άκαμπτου suction caisson σε έδαφος Gibson. Η φέρουσα ικανότητα των θεμελίων εκτιμάται επίσης, με τους αντίστοιχους μηχανισμούς αστοχίας να παρουσιάζονται. Ακόμη, η κινηματική αλληλεπίδραση του συστήματος εδάφους-θεμελίωσης εξετάζεται για διέγερση με αρμονικού τύπου τροποποιημένους παλμούς Gabor και σεισμικές καταγραφές. Η επιρροή της συχνότητας διέγερσης υπογραμμίζεται σε συναρτήσεις μεταφοράς και δυναμικές εδαφικές ωθήσεις που ποσοτικοποιούν τα αποτελέσματα της κινηματικής αλληλεπίδρασης. Η αριθμητική μελέτη περιλαμβάνει μεταβολές στη γεωμετρία των θεμελίων, καθώς και παραδοχές για τη διεπιφάνεια εδάφους-θεμελίωσης. Σημαντικότερα, αυτή η μελέτη αποδεικνύει ότι τα skirts μόνο θα μπορούσαν δυνητικά να αντικαταστήσουν το πλήρες θεμέλιο σε συγκεκριμένες συνθήκες, συντελώντας σε εξοικονόμηση κόστους και υλικών. Σε αυτή τη βάση προτείνεται τελικώς η γενική ιδέα ενός υβριδικού θεμελίου που αποτελείται από έναν κοίλο κύλινδρο, ο οποίος συνδέεται μέσω ακτινικών δοκίδων με τον πύργο της θαλάσσιας ανεμογεννήτριας.