Earthquake-induced permanent deformations of earthfill dams from conventional to novel energy-based approaches

Samaneh Amirpour, Noureddine Ghlamallah, Mourad Karray

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: La rupture d'un barrage lors d'un tremblement de terre peut entraîner des pertes importantes. En outre, des dommages importants sans défaillance peuvent avoir de graves conséquences économiques. Par conséquent, la performance sismique potentielle des barrages doit être évaluée avec soin lors de la conception. Les méthodes d'évaluation de la déformation sismique vont de l'analyse pseudo-statique basée sur les forces, en passant par des analyses de déformation simples, jusqu'à des analyses FEM ou FDM plus complexes. L'objectif principal de cette recherche est d'évaluer et de valider étape par étape l'applicabilité de ces méthodes pour prédire la magnitude du déplacement induit par un séisme d'un barrage situé dans la zone de Saguenay, dans l'est du Canada. Dans cette étude, les caractéristiques sismiques de cette région ainsi que le comportement potentiel des matériaux de remblai pendant le chargement sismique sont considérés tout en évaluant la fiabilité des méthodes susmentionnées. Les déformations prédites résultantes sont également comparées à celles obtenues par des simulations numériques utilisant la nouvelle approche énergétique. Pour chaque méthode, les modèles de matériaux requis ont été étayés par des essais de laboratoire monotones et cycliques.

ABSTRACT: The failure of an earth dam during an earthquake can produce significant losses. Additionally, major damage without failure can have severe economic consequences. Hence, the potential seismic performance of earth structures requires sound evaluation during design. Methods of evaluating seismic deformation range from force based pseudo-static analysis, through, simple deformation analyses, to more complex FEM or FDM numerical analysis. The primary objective of this research is step by step evaluating and validating the applicability of these methods to predict the magnitude of earthquake-induced displacement of an earthfill dam located in the zone of Saguenay, Eastern Canada. In this study, the earthquake characteristics of this region together with the potential behavior of the earthfill materials during seismic loading are considered while evaluating the reliability of the aforementioned methods. The resulted predicted deformations are also compared with those obtained from numerical simulations using the novel energy-based approach. For each method, required materials models were supported by the extensive monotonic and cyclic laboratory tests.

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