Effects of frequency content on dynamic slopes stability for Eastern Canada clays

Jonathan Mole, Mourad Karray, Mahmoud N. Hussien, Marie-Christine Delisle, Pascal Locat, Rémi Mompin, Catherine Ledoux

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Soil Mechanics and Foundations (Seismic Analysis)

ABSTRACT: The pseudo-the potentially unstable mass. This method is widely criticized since it ignores the dynamic aspect of the problem and more particularly the earthquake effect on the shear strength of the slope material. The spectral pseudo-static method, more suitable for the seismic analysis of clay slopes, has been developed at the Université de Sherbrooke in collaboration with Ministère des Transports, (MTMDET) between 2011 and 2017. Within this method, the action of the earthquake is replaced by an inertial force that varies with depth kh(z). An extensive parametric study has been performed to define the main features of the developed approach by taking into account the effect of the slope geometry, the dynamic soil properties, the natural period of the deposit, and the seismicity of the region as defined by NBCC. The method has been implemented into the limit-equilibrium software SVSVLOPE from Soil Vision and thus it has become available for the everyday practice. In this study, the spectral pseudo-static approach is extended with the consideration of the frequency content variation for proposition of kh(z) coefficients compatible with the regional seismicity of different seismic zones as defined by the Quebec Hydrique Expertise Center (CHEQ).

RÉSUMÉ: L'approche pseudo-statique consiste à remplacer l'action du séisme par une force d'inertie constante appliquée au centre de gravité de la masse potentiellement instable. Cette méthode est largement critiquée car elle ignore l'aspect dynamique du problème et plus particulièrement l'effet sismique sur la résistance au cisaillement du matériau de la pente. La méthode pseudo-statique spectrale, plus adaptée à l'analyse sismique des pentes argileuses, a été développée à l'Université de Sherbrooke en collaboration avec le Ministère des Transports, du Québec entre 2011 et 2017. Dans laquelle, l'action du tremblement de terre est remplacée par un force d'inertie variable avec la profondeur kh (z). Une vaste étude paramétrique a également été réalisée pour définir les principales caractéristiques de l'approche développée en tenant compte de l'effet de la géométrie de la pente, des propriétés dynamiques du sol, de la période naturelle du dépôt et de la sismicité de la région tel que défini par le CNBC. La méthode a été implémentée dans le logiciel d'équilibre limite SVSVLOPE de Soil Vision et devient ainsi disponible pour utilisation dans la pratique. Dans cette étude, l'approche pseudo-statique spectrale est élargie avec la prise en compte de la variation du contenu fréquentiel du séisme pour la proposition de coefficients kh (z) compatibles avec la sismicité régionale des différentes zones sismiques définies par le Centre d'Expertise Hydrique du Québec (CHEQ).

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