NONLINEAR SITE RESPONSE ANALYSES AND HIGH FREQUENCY DILATION PULSES

Graeme McAllister, Mahdi Taiebat, Alborz Ghofrani, Long Chen, Pedro Arduino

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

Session: Earthquakes and Geohazards I / Séismes et géoaléas I

ABSTRACT: Nonlinear seismic site response analyses can provide an accurate representation of soil behaviour in response to the propagation of seismic waves. However their use has been limited in conventional engineering practice due to the perceived complexity in parameter selection and usage protocols. Moreover, both total and effective stress nonlinear analyses can be conducted to evaluate seismic site response. It would be insightful from a practical point of view to explore the difference in results when either a total or effective nonlinear analysis is carried out using an advanced soil constitutive model. In this paper, the critical state bounding surface plasticity constitutive model SANISAND is used to investigate the nonlinear response of a thin sand surface layer subjected to seismic loading. The importance of modeling the porous solid-pore fluid interaction is explored and the site response high frequency ground motion is suggested to be caused by dilation pulses during the soil phase transformation process.

RÉSUMÉ: Les analyses de la réponse sismique non linéaire des sites peuvent fournir une représentation précise du comportement du sol en réponse à la propagation des ondes sismiques. Cependant, leur utilisation a été limitée dans la pratique de l™ingénierie conventionnelle à cause de la complexité perçue dans la sélection de paramètres et les protocoles d™utilisation. Par ailleurs, les analyses non linéaires des contraintes totales et effectives peuvent être réalisées pour évaluer la réponse sismique des sites. D™un point de vue pratique, il serait perspicace de comparer la différence entre les résultats des analyses non linéaires totales et effectives en utilisant un modèle constitutif avancé de sol. Dans cet article, le modèle constitutif de l™état critique englobant la plasticité de surface SANISAND, est utilisé pour étudier la réponse non linéaire d™une mince couche de la surface du sable soumise à une charge sismique. L™importance de la modélisation de l™interaction fluide des pores - solide poreux est explorée et la réponse du site, caractérisée par un mouvement de haute fréquence, est suggérée d™être causée par des impulsions de dilatation au cours du processus de transformation de phase du sol.

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