Συντάχθηκε 13-07-2026 09:20
Τόπος: Μ4 - Κτίριο ΜΗΧΟΠ, Μ4.002, Υβριδικά
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 25/08/2026 11:00
Λήξη: 25/08/2026 12:00
Τίτλος εργασίας: Η επίδραση των πλευρικών τάσεων στην ευστάθεια αβαθούς σήραγγας με τη χρήση φυσικού αναλόγου.
Title: The Effect of Lateral Stresses on the Stability of a Shallow Tunnel Using an Analogue Sand Box.
Τριμελής εξεταστική επιτροπή:
1. Eπικ. καθηγ. Γεώργιος Ξηρουδάκης (επιβλέπων)
2. Καθηγ. Εμμανουήλ Στειακάκης, σχολής ΜΗΧΟΠ
3. Δρ. Γεώργιος Σαράτσης, μέλος ΕΔΙΠ σχολής ΜΗΧΟΠ
Περίληψη
Η αυξανόμενη ανάγκη για αξιόπιστες και αποδοτικές υποδομές μεταφορών έχει καταστήσει τις σήραγγες βασικό στοιχείο των σύγχρονων τεχνικών έργων, ιδιαίτερα σε μεγάλα αστικά κέντρα. Παρά τα πλεονεκτήματά τους, η κατασκευή σηράγγων σε χαλαρά εδάφη συνοδεύεται από σημαντικές προκλήσεις, καθώς η χαμηλή αντοχή και η υψηλή παραμορφωσιμότητα των σχηματισμών αυτών ενδέχεται να οδηγήσουν σε φαινόμενα αστάθειας, εκδήλωση υπερβολικών καθιζήσεων στην επιφάνεια ή ακόμη και αστοχία του μετώπου εκσκαφής. Η κατανόηση της συμπεριφοράς του εδάφους και των παραγόντων που επηρεάζουν την ευστάθεια των σηράγγων είναι κρίσιμη τόσο για την ασφάλεια των έργων όσο και για τον περιορισμό των επιπτώσεων στις υπερκείμενες κατασκευές. Στην παρούσα διπλωματική αναλύεται ο μηχανισμός δημιουργίας επιφανειακών καθιζήσεων σε σχέση με τις πλευρικές πιέσεις καθώς και στις πιέσεις υποστήριξης που δρουν στο μέτωπο της σήραγγας. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε με τη χρήση αναλογικού κουτιού άμμου, το οποίο διαθέτει ένα σωλήνα με ημι-κυλινδρική διατομή και διάμετρο 7cm και στο εσωτερικό του ένα έμβολο με το σκοπό να προσομοιαστεί η υποστήριξη που προσφέρει το μηχάνημα ολομέτωπου κοπής ΤΒΜ με εξισορρόπηση της πίεσης (Earth Pressure Balance, EPB), όταν αυτό εξορύσσει ρηχούς εδαφικούς σχηματισμούς. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μείωση των πλευρικών τάσεων οδηγεί σε σημαντική αύξηση των καθιζήσεων τόσο πάνω από το μέτωπο της σήραγγας, καθώς και σε αύξηση της διαμέτρου του κρατήρα που σχηματίζεται στην επιφάνεια του εδάφους. Μετά την περάτωση του πειράματος παρατηρήθηκε ότι η κατακόρυφη καθίζηση της επιφάνειας του εδάφους είναι κατά 6.9% μεγαλύτερη όταν υπάρχουν μικρότερες πλευρικές πιέσεις, η διάμετρος της τοπικής καθίζησης είναι 22% μεγαλύτερη και η συνολική επιφάνεια διαταραχής είναι κατά 25.8% μεγαλύτερη. Τέλος τα συμπεράσματα της παρούσας διπλωματικής αναδεικνύουν τον σημαντικό ρόλο που παίζουν οι πλευρικές τάσεις στην αστοχία του γεωϋλικού στο μέτωπο της σήραγγας.
Λέξεις Κλειδιά: Αβαθείς σήραγγες, επιφανειακές καθιζήσεις, πλευρικές τάσεις, φυσικό ανάλογο.
Title: The Effect of Lateral Stresses on the Stability of a Shallow Tunnel Using an Analogue Sand Box
Abstract: The growing need for reliable and efficient transportation infrastructure has made tunnels a key component of modern civil engineering projects, particularly in large urban centers. Despite their advantages, tunnel construction in soft soils presents significant challenges, as the low strength and high deformability of these formations can lead to instability, excessive surface settlement, or even failure of the excavation face. Understanding soil behavior and the factors affecting tunnel stability is critical for both the safety of projects and the minimization of the impact on overlying structures. This thesis analyses the mechanism by which surface settlements occur in relation to lateral pressures and the support pressures acting on the tunnel face. The experiment was conducted using an analogue sandbox, which features a tube with a semi-cylindrical cross-section and a diameter of 7 cm, and inside it, a piston designed to simulate the support provided by a tunnel boring machine TBM through pressure equalization (Earth Pressure Balance, EPB) when excavating shallow geological formations. The results showed that a reduction in lateral stresses leads to a significant increase in settlement both above the tunnel face and an increase in the diameter of the crater formed on the ground surface. After the experiment was completed, it was observed that the vertical settlement of the ground surface was 6.9% greater when lateral pressures were lower; the diameter of the local settlement was 22% larger, and the total disturbed area was 25.8% larger. Finally, the conclusions of this thesis highlight the important role that lateral stresses play in the failure of the geomaterial at the tunnel face.
Keywords: Shallow tunnels, surface settlements, lateral stresses, physical model.
