SPT-based seismic soil liquefaction potential evaluation of Kathmandu Valley using first-order second-moment method

ABSTRACT: Previous earthquakes have shown extensive liquefactions in Kathmandu Valley. Despite being a liquefaction prone zone, limited studies have been done to evaluate its liquefaction potential, of which, most of the studies are solely based on the deterministic approach. Despite widely used, it ignores the uncertainty of seismic parameters, inherent soil variability, in-situ testing procedures, and geotechnical properties. However, the reliability approach helps assess the liquefaction potential by considering all of those uncertainties. Thus, the liquefaction hazard assessment of Kathmandu Valley has been performed using reliability-based probabilistic approach applying first-order second-moment (FOSM) method. The liquefaction analysis for this study has been performed for two earthquake scenarios using 1500 boreholes from 400 different projects. The result shows the central part is much vulnerable to liquefaction than other parts of the valley. The relationship between probability of liquefaction and factor of safety is graphically presented. The results are validited by comparing with the liquefaction observed during the 2015 earthquake.

RÉSUMÉ: Les tremblements de terre passés ont montré d'importants événements de liquéfaction dans différentes zones de la vallée de Katmandou. Bien qu'il s'agisse d'une zone sujette à la liquéfaction, des études limitées ont été effectuées pour évaluer son potentiel de liquéfaction, dont la plupart sont uniquement basées sur l'approche déterministe. Bien qu'il soit largement utilisé, il ignore l'incertitude des paramètres sismiques, la variabilité inhérente du sol, les procédures d'essai in situ et les propriétés géotechniques. Cependant, l'approche de fiabilité aide à évaluer le potentiel de liquéfaction en tenant compte de toutes ces incertitudes. Ainsi, l'évaluation des risques de liquéfaction de la vallée de Katmandou a été réalisée à l'aide d'une approche probabiliste basée sur la fiabilité, en appliquant la méthode du premier ordre et du deuxième moment (FOSM). L'analyse de liquéfaction pour cette étude a été réalisée pour deux scénarios de tremblement de terre en utilisant des données primaires contenant dix emplacements de forage et des données secondaires contenant 1500 forages de 400 projets différents. Le résultat montre que la partie centrale est beaucoup plus vulnérable à la liquéfaction que les autres parties de la vallée. La relation entre la probabilité de liquéfaction et le facteur de sécurité est présentée graphiquement. La validité de la méthode largement utilisée a été vérifiée compte tenu des données de forage des sites liquéfiés causés par le tremblement de terre de 2015.