Prediction of seismically induced voids and pore fluid volume/pressure redistribution in geotechnical earthquake engineering

Mahdi Taiebat, Boris Jeremic, Yannis F. Dafalias

In the proceedings of: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: T1-B

ABSTRACT: The interaction of pore fluid and solid skeleton in porous materials is very complicated and not well understood (or used) by most practicing engineers especially in the area of geotechnical earthquake engineering. In some cases this interaction can have significant impacts on the practice of geotechnical engineering. In this paper we present a numerical approach for prediction of the redistribution of voids and pore fluid volume/pressure in saturated granular materials due to seismic loading. Seismic loading may create conditions for liquefaction depending on the density and permeability of soil layers at the site. An especial case has been analyzed to more closely look at the impacts of this phenomenon in a layered sloping site. In this case, the elasto-plasticity of porous solid, and its full interaction with the pore fluid play crucial roles in realistic prediction of the system response.

RÉSUMÉ: L'interaction des fluides interstitiels et du squelette solide dans les matériaux poreux est très complexe et mal comprise (ou utilisée) par la plupart des ingénieurs en particulier dans le domaine du génie parasismique géotechnique. Dans certains cas, cette interaction peut avoir des répercussions importantes sur la pratique de la géotechnique. Dans cet article, nous présentons une approche numérique pour la prédiction de la redistribution des volumes des vides et de la pression des fluides dans les pores de matériaux granulaires saturés en raison de charges sismiques. Les chargements sismiques peuvent créer des conditions pour la liquéfaction en fonction de la densité et la perméabilité des couches de sol sur le site. Un cas particulier a été analysé de plus près afin d'examiner les impacts de ce phénomène dans un terrain en pentes stratifiées. Dans ce cas, l'élastoplasticité des solides poreux et son interaction complète avec le fluide des pores jouent un rôle crucial dans la prévision réaliste de la réponse du système. 1 INTRODUCTION

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