This thesis offers an extensive review and examination of how soil deformability affects on bridge seismic response, integrating contemporary research interaction (SSI) between soil and structure. The investigation emphasizes methodologies for integrating SSI into seismic analysis and design, providing a critical assessment of diverse modeling techniques that range from simplified substructure methods to intricate coupled soil-foundation-structure systems.
The research delves into the influence of SSI on essential performance metrics for bridges, such as pier base-shear forces, bending moments, and spectral response. Particular emphasis is placed on the implications of non-synchronized ground motions and wave passage effects on continuous bridges, especially those with extended spans. Moreover, the study investigates the role of SSI in measuring seismic fragility, fixing flaws at the system level and on individual components, and investigating how different soil conditions affect the degree to which specific types of structural instability affect effects.
An extensive review of existing literature indicates that while SSI can greatly influence the seismic behavior of bridges, its effects depend on variables such as soil stiffness, type of foundation and bridge design. The investigation highlights that streamlined modeling approaches, such as the sub-structuring technique, might cause an inflation of pier base-shear forces and bending moments, potentially resulting in overly conservative design solutions. Conversely, failing to consider SSI effects entirely may result in a miscalculation of a seismic demands on particular bridge elements, especially in softer soil conditions.
Additionally, the thesis highlights the necessity of accounting for wave passage effects and non-synchronized during earthquakes, the assessment of long-bridged bridges involves ground movements. The findings indicate that these occurrences can markedly influence boost the probability of surpassing performance thresholds by improving the bridge's response particularly when dealing with slow wave speeds. Computational analyses utilizing specialized software are conducted to elucidate the practical ramifications of various soil-structure interaction (SSI) modeling techniques. Case studies involving typical highway overpasses and multi-span bridges are presented, highlighting the implementation of diverse SSI analysis methods and their influence on dynamic seismic characterization.
Such research emphasizes present significance of a meticulous evaluation of the SSI within the framework of bridge design. Specific findings indicate that these occurrences can substantially modify the bridge's reply and increase the expected frequency of surpassing specific functioning criteria, specifically when confronted during low wave velocities.
This research furthers the discipline by providing a comprehensive overview of how SSI affects the seismic behavior of bridges and offering recommendations designed to improve the precision and effectiveness of seismic analysis methods in bridge engineering. Finally, the thesis presents recommendations for including SSI elements in bridge design standards and guidelines, as well an outline of future research paths (including improved computational methods and the integration of various advanced seismic analysis techniques and affecting ssi with other tools).

Η παρούσα διατριβή προσφέρει μια εκτενή ανασκόπηση και εξέταση του τρόπου με τον οποίο η παραμορφωσιμότητα του εδάφους επηρεάζει τη σεισμική απόκριση των γεφυρών, ενσωματώνοντας τη σύγχρονη ερευνητική αλληλεπίδραση (SSI) μεταξύ εδάφους και δομής. Η έρευνα δίνει έμφαση στις μεθοδολογίες ενσωμάτωσης της SSI στη σεισμική ανάλυση και το σχεδιασμό, παρέχοντας μια κριτική αξιολόγηση των διαφόρων τεχνικών μοντελοποίησης που κυμαίνονται από απλοποιημένες μεθόδους υποδομής.
Η έρευνα εμβαθύνει στην επίδραση της SSI σε βασικούς δείκτες απόδοσης για γέφυρες, όπως οι δυνάμεις διάτμησης της βάσης των πυλώνων, οι ροπές κάμψης και η φασματική απόκριση. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις επιπτώσεις των μη συγχρονισμένων κινήσεων του εδάφους και των φαινομένων διέλευσης κυμάτων στις συνεχείς γέφυρες, ειδικά σε εκείνες με εκτεταμένα ανοίγματα. Επιπλέον, η μελέτη διερευνά τον ρόλο της SSI στη μέτρηση της σεισμικής ευθραυστότητας, στην επιδιόρθωση ελαττωμάτων σε επίπεδο συστήματος και σε μεμονωμένα εξαρτήματα, καθώς και στη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο οι διαφορετικές συνθήκες εδάφους επηρεάζουν τον βαθμό στον οποίο συγκεκριμένοι τύποι δομικής αστάθειας επηρεάζουν τα αποτελέσματα.

Μια εκτενής ανασκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας δείχνει ότι, ενώ το SSI μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη σεισμική συμπεριφορά των γεφυρών, τα αποτελέσματά του εξαρτώνται από μεταβλητές όπως η ακαμψία του εδάφους, ο τύπος θεμελίωσης και ο σχεδιασμός της γέφυρας. Η έρευνα υπογραμμίζει ότι οι απλοποιημένες προσεγγίσεις μοντελοποίησης, όπως η τεχνική υποδιαίρεσης σε υποδομές, ενδέχεται να προκαλέσουν διόγκωση των δυνάμεων διάτμησης και των ροπών κάμψης στη βάση των πυλώνων, με πιθανό αποτέλεσμα υπερβολικά συντη Αντίθετα, η πλήρης παράβλεψη των επιδράσεων του SSI μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένο υπολογισμό των σεισμικών απαιτήσεων σε συγκεκριμένα στοιχεία της γέφυρας, ειδικά σε μαλακότερα εδάφη.
Επιπλέον, η διατριβή υπογραμμίζει την ανάγκη να ληφθούν υπόψη οι επιδράσεις της διέλευσης των κυμάτων και η μη συγχρονισμένη κίνηση του εδάφους κατά τη διάρκεια σεισμών, καθώς η αξιολόγηση των γεφυρών με μεγάλες αποστάσεις περιλαμβάνει κινήσεις του εδάφους. Τα ευρήματα δείχνουν ότι αυτά τα φαινόμενα μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την πιθανότητα υπέρβασης των ορίων απόδοσης, βελτιώνοντας την απόκριση της γέφυρας, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για χαμηλές ταχύτητες κυμάτων. Διεξάγονται υπολογιστικές αναλύσεις με τη χρήση εξειδικευμένου λογισμικού για να διευκρινιστούν οι πρακτικές επιπτώσεις διαφόρων τεχνικών μοντελοποίησης της αλληλεπίδρασης εδάφους-δομής (SSI). Παρουσιάζονται μελέτες περιπτώσεων που αφορούν τυπικές υπερυψωμένες διαβάσεις αυτοκινητοδρόμων και γέφυρες πολλαπλών ανοιγμάτων, υπογραμμίζοντας την εφαρμογή διαφόρων μεθόδων ανάλυσης SSI και την επίδρασή τους στη δυναμική σεισμική χαρακτηρισμό.Η έρευνα αυτή υπογραμμίζει τη σημασία που έχει σήμερα η σχολαστική αξιολόγηση του SSI στο πλαίσιο του σχεδιασμού γεφυρών. Συγκεκριμένα ευρήματα δείχνουν ότι αυτά τα φαινόμενα μπορούν να τροποποιήσουν σημαντικά την απόκριση της γέφυρας και να αυξήσουν την αναμενόμενη συχνότητα υπέρβασης συγκεκριμένων κριτηρίων λειτουργίας, ειδικά όταν αντιμετωπίζονται σε συνθήκες χαμηλών ταχυτήτων κυμάτων.
Η έρευνα αυτή προωθεί την επιστήμη παρέχοντας μια ολοκληρωμένη επισκόπηση του τρόπου με τον οποίο η SSI επηρεάζει τη σεισμική συμπεριφορά των γεφυρών και προσφέροντας συστάσεις που αποσκοπούν στη βελτίωση της ακρίβειας και της αποτελεσματικότητας των μεθόδων σεισμικής ανάλυσης στη γεφυροποιία. Τέλος, η διατριβή παρουσιάζει συστάσεις για τη συμπερίληψη στοιχείων SSI στα πρότυπα και τις κατευθυντήριες γραμμές σχεδιασμού γεφυρών, καθώς και ένα περίγραμμα μελλοντικών ερευνητικών κατευθύνσεων (συμπεριλαμβανομένων βελτιωμένων υπολογιστικών μεθόδων και της ενσωμάτωσης διαφόρων προηγμένων τεχνικών σεισμικής ανάλυσης και της επίδρασης.