Εργαστήριο Θεμελιώσεων

ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Το εργαστήριο Θεμελιώσεων ιδρύθηκε το 1962 (νεότερη απόφαση ΦΕΚ 105/Β/22-2-1996) από τον Καθηγητή Α. Λοϊζο. Λειτουργούσε στο κτίριο Γκίνη στο ιστορικό συγκρότημα του ΕΜΠ στην Πατησίων μέχρι το 2003 και έπειτα εγκαταστάθηκε στη σημερινή του θέση στα νέα κτίρια της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου. Είναι ένα από τα δυο θεσμοθετημένα εργαστήρια του Τομέα Γεωτεχνικής, ο οποίος ανήκει στη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Στο πλαίσιο του εργαστηρίου λειτουργεί το άτυπο εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας – Βραχομηχανικής.

Πεδία μελέτης

Το εργαστήριο δραστηριοποιείται στα ακόλουθα επιστημονικά πεδία:

  • Σχεδιασμός γεωτεχνικών έργων (θεμελιώσεων, αντιστηρίξεων, υπόγειων έργων – σηράγγων, φραγμάτων, πρανών, ΧΥΤΑ), υπό στατικές και δυναμικές – σεισμικές φορτίσεις.
  • Εργαστηριακή αποτίμηση των γεωτεχνικών παραμέτρων σχεδιασμού με τη βοήθεια συμβατικών και εξελιγμένων δοκιμών εδαφομηχανικής και βραχομηχανικής.
  • Εκτέλεση ειδικών επιτόπου γεωφυσικών δοκιμών Crosshole και Downhole καθώς και μετρήσεων εδαφικών δονήσεων – θορύβου (από εκρήξεις, κυκλοφορία βαρέων οχημάτων, κλπ.)
  • Περιβαλλοντική γεωτεχνική, με έμφαση στον χαρακτηρισμό και την αποκατάσταση ρυπασμένων εδαφών
  • Ανάπτυξη νέων καταστατικών νόμων γεωϋλικών και αλγορίθμων ενσωμάτωσής τους σε εξελιγμένα λογισμικά ανάλυσης συνεχούς μέσου (πεπερασμένων στοιχείων και πεπερασμένων διαφορών)
  • Ανάλυση στατικών και σεισμικών προβλημάτων της γεωτεχνικής με τη βοήθεια εξελιγμένων λογισμικών συνεχούς μέσου, που λαμβάνουν υπόψη συστηματικά τη μη γραμμική ελαστοπλαστική μηχανική συμπεριφορά των γεωϋλικών και την αλληλεπίδραση με δομικά έργα.
  • Τεχνική Γεωλογία με έμφαση στον χαρακτηρισμό, ταξινόμηση των βραχωδών σχηματισμών, την ευστάθεια βραχωδών πρανών, την γεωλογία φραγμάτων και τη μελέτη υπογείων έργων
  • Βραχομηχανική με έμφαση στον προσδιορισμό των ιδιοτήτων και της μηχανικής συμπεριφοράς των βράχων υπό στατικές και δυναμικές φορτίσεις σε έργα Πολιτικού Μηχανικού.

Επιλεγμένα ερευνητικά αποτελέσματα

  • Ανάπτυξη 3Δ προσομοιώματος πεπερασμένων στοιχείων για διάνοιξη σηράγγων με μηχάνημα EBM (NeTTUN, Ερευνητικό πρόγραμμα FP7)
  • Βάση δεδομένων σηράγγων Εγνατίας Οδού TIAS
  • Κριτήρια θραύσης ανισότροπων πετρωμάτων (Πυθαγόρας – ΕΠΕΑΚ ΙΙ).
  • Πειραματική έρευνα για το φαινόμενο των καταπτώσεων βράχων στο εργαστήριο/πεδίο.
  • Έρευνα για την διαδικασία ρωγμάτωσης των πετρωμάτων με χρήση της μεθόδου της ακουστικής εκπομπής (ερευνητικό πρόγραμμα HELPOS)
  • Απλοποιημένα Κριτήρια Υπολογισμού Σεισμικής Επικινδυνότητας Εδαφών, Πρανών και Ρηγμάτων (ερευνητικό πρόγραμμα ΟΑΣΠ)
  • Θεμελίωση τεχνικών έργων σε σεισμικώς προβληματικά εδάφη (X-SOILS, ερευνητικό πρόγραμμα ΕΣΠΑ)
  • Υπολογιστική έρευνα για το σχεδιασμό υπογείων αγωγών μεταφοράς φυσικών πόρων σε προβληματικά εδάφη
  • Υπολογιστική έρευνα σε μεθόδους βελτίωσης εδαφών έναντι σεισμικής ρευστοποίησης, με παραδοσιακές (στραγγιστήρια) και πρωτοπόρες μεθόδους (εισπίεση νανο-υλικού)
  • Πρωτότυπος Σχεδιασμός Βάθρων Γεφυρών σε Ρευστοποιήσιμο Έδαφος με χρήση Φυσικής Σεισμικής Μόνωσης (NAT-SEI-ISO, Ερευνητικό πρόγραμμα ΕΣΠΑ)

Υποδομές και Εξοπλισμός

Το Εργαστήριο στεγάζεται στον Τομέα Γεωτεχνικής στο επίπεδο -1. Διαθέτει σύγχρονο εργαστηριακό εξοπλισμό που περιλαμβάνει:

ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

  • Δοκιμές προσδιορισμού φυσικών χαρακτηριστικών εδαφικών υλικών
  • Δοκιμή Τριαξονικής θλίψης  (Εκτέλεση συμβατικών τριαξονικών δοκιμών καθώς και δοκιμών ελέγχου διαδρομών τάσεων σε κορεσμένα και μερικώς κορεσμένα εδαφικά υλικά)
  • Δοκιμές Αμέσου και δακτυλιοειδούς διατμήσεως
  • Δοκιμές Συμπιεστότητας (Εκτέλεση συμβατικών καθώς και δοκιμών σταθεράς μεταβολής της παραμορφώσεως και του φορτίου με μέτρηση της υπερπίεσης του ύδατος των πόρων)   
  • Δοκιμές Περατότητος (Δοκιμές σταθερού και μεταβλητού φορτίου)                 
  • Συσκευές αναφοράς για την βαθμονόμηση μετρητών πίεσης, φορτίου και παραμόρφωσης

ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

  • Προετοιμασία βραχωδών δοκιμίων
  • Δοκιμή σημειακής φόρτισης
  • Δοκιμή προσδιορισμού δείκτη χαλάρωσης
  • Δοκιμή περατότητας (κελί Hoek)
  • Δοκιμή διάδοσης υπερήχων
  • Δοκιμή ακουστικής εκπομπής
  • Δοκιμή μονοαξονικής θλίψης με μέτρηση Ε,v
  • Δοκιμή τριαξονικής θλίψης
  • Δοκιμή διάτμησης ασυνεχειών βράχου

ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΔΑΦΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ

  • Δοκιμές Crosshole & Downhole για την επιτόπου μέτρηση της ταχύτητας σεισμικών κυμάτων σε εδάφη και βράχους
  • Ανακυκλική Τριαξονική φόρτιση και ρευστοποίηση εδαφών

Ερευνητική δραστηριότητα

Τα μέλη του Εργαστηρίου έχουν εκτεταμένο ερευνητικό έργο με διεθνή απήχηση. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες στο εργαστήριο έχει εκπονηθεί σημαντικός αριθμός ερευνητικών προγραμμάτων (βλ. «Επιλεγμένα Ερευνητικά Αποτελέσματα» ανωτέρω), με εθνική και ευρωπαϊκή χρηματοδότηση, στα επιστημονικά αντικείμενα της Γεωτεχνικής Μηχανικής, Εδαφοδυναμικής, Περιβαλλοντικής Γεωτεχνικής, Βραχομηχανικής και Τεχνικής Γεωλογίας. Οι ερευνητικές δημοσιεύσεις των μελών του Εργαστηρίου συγκεντρώνουν πάνω από 10000 αναφορές.

Εκπαιδευτική δραστηριότητα

Τα μέλη ΔΕΠ του Εργαστηρίου διδάσκουν ή συμμετέχουν στη διδασκαλία 11 προπτυχιακών μαθημάτων στη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών (Γεωλογία Μηχανικού, Εδαφομηχανική Ι, Εδαφομηχανική ΙΙ, Θεμελιώσεις, Τεχνική Γεωλογία, Ειδικά Γεωτεχνικά Έργα, Βραχομηχανική – Σήραγγες, Ειδικά Θέματα Θεμελιώσεων, Εδαφοδυναμική, Περιβαλλοντική Γεωτεχνική, Ολοκληρωμένο Θέμα Γεωτεχνικού Σχεδιασμού). Επίσης διδάσκουν 6 μεταπτυχιακά μαθήματα στα Διατμηματικά Προγράμματα Μεταπτυχιακών Σπουδών (ΔΠΜΣ) «Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση Κατασκευών» και «Σχεδιασμός και Κατασκευή Υπογείων Έργων».

Στο εργαστήριο έχει εκπονηθεί πλήθος διπλωματικών και μεταπτυχιακών εργασιών από φοιτητές της Σχολής. Επιπλέον του συμβατικού εκπαιδευτικού έργου, το Εργαστήριο υποστηρίζει ακαδημαϊκά ποικίλες ερευνητικές δραστηριότητες φοιτητών, όπως η δημοσίευση ερευνητικών εργασιών και η συμμετοχή σε διεθνή συνέδρια. Παράλληλα, στο εργαστήριο έχει εκπονηθεί σημαντικός αριθμός διδακτορικών διατριβών από απόφοιτους του ΕΜΠ και συναφών σχολών της Τριτοβάθμιας Εκπαίδευσης.Μέλη: Γ. Μπουκοβάλας (Καθηγ. Διευθυντής Εργαστηρίου), Μ. Καββαδάς (Καθηγ.), Μ. Πανταζίδου (Αν. Καθηγ.) Αχ. Παπαδημητρίου (Αν. Καθηγ.), Β. Μαρίνος (Επ. Καθηγ.), Χ. Σαρόγλου (Δρ. ΕΔΙΠ)

Επικοινωνία με το Εργαστήριο