Estimating the Probability of Failure of a Dike due to Post-Liquefaction Settlements

ABSTRACT: The objective of this study is to estimate the probability of failure of a simplified dike system due to excessive post-liquefaction reconsolidation settlements of the foundation soils. The results are presented in the form of seismic fragility curves, which estimate the probability of failure of a performance level as a function of peak ground acceleration. The curves are obtained by combining 1-dimensional liquefaction triggering analyses with Monte Carlo simulations, with soil strength being modelled as a 2-dimensional spatially correlated random field. The study considers four performance levels, determined in accordance with seismic design guidelines and field performance data. Additionally, the effects of horizontal correlation length and dike system length on the estimated probabilities are explored. Site-specific seismic hazard models may then be used to obtain the total probability of dike failure over its design lifetime.

RÉSUMÉ: L'objectif de cette étude est d'estimer la probabilité de défaillance d'un système de digues simplifié en raison des tassements excessifs de reconsolidation post-liquéfaction des sols de fondation. Les résultats sont présentés sous forme de courbes de fragilité sismique, qui estiment la probabilité de défaillance d'un niveau de performance en fonction de l'accélération maximale du sol. Les courbes sont obtenues en combinant des analyses de déclenchement de liquéfaction à une dimension avec des simulations de Monte Carlo, où la résistance du sol est modélisée comme un champ aléatoire à corrélation spatiale bidimensionnelle. L'étude considère quatre niveaux de performance, déterminés conformément aux directives de conception sismique et aux données de performance sur le terrain. De plus, les effets de la longueur de corrélation horizontale et de la longueur du système de digues sur les probabilités estimées sont explorés. Des modèles d'aléa sismique propres au site peuvent ensuite être utilisés pour obtenir la probabilité totale de défaillance d'une digue pendant sa durée de vie nominale.