EVALUATION OF SEISMIC KINEMATIC AND INERTIAL FORCES IN PILES

Mahmoud Hussien, Mourad Karray, Tetsuo Tobita, Susumu Iai

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Foundations III / Fondations III

ABSTRACT: Parametric analyses are carried out by means of nonlinear two-dimensional (2D) finite element (FE) analyses, focusing on normalized seismic forces in piles supporting structures as affected by typical characteristics of structures and piles. The results of the study provide a new interpretation of the interplay between pile kinematic and inertial seismic forces. It is found that for relatively short/stiff piles; the kinematic interaction can be the prime contributor to the seismic forces in the pile provided that the excitation frequency is not close to the natural frequency of the coupled soil-pile-structure system, fSSI . The results show also that maximum kinematic seismic force does not always occur at the fundamental frequency of the deposit. For certain relative soil-pile stiffness and excitation amplitudes, the largest peak of the kinematic seismic forces in piles can be occurring at the second mode.

RÉSUMÉ: Des études paramétriques ont été réalisées avec des analyses numériques non linéaires à deux dimensions (2D) en éléments finis (EF), tout en se focalisant sur les forces sismiques normalisées des pieux qui sont influencées par les caractéristiques typiques des structures et des pieux. Les résultats de l'étude fournissent une nouvelle interprétation de l'interaction entre les forces sismiques du pieu cinématique et inertie. Il a été constaté que pour des pieux relativement courts/rigides; l'interaction cinématique peut être le premier contributeur aux forces sismiques dans le pieu, à condition que la fréquence d'excitation n™est pas proche de la fréquence naturelle du système couplé sol-pieu-structure, fSSI. Les résultats montrent également que la force sismique cinématique maximale ne se produit pas toujours à la fréquence fondamentale du dépôt. Pour certains rigidité sol-pieu et d™amplitudes d'excitation relatives, le plus grand pic des forces sismiques cinématiques dans les pieux peut avoir lieu dans la deuxième mode

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