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Soutenance de Filali Kamel

République Algérienne Démocratique Et Populaire

Ministère De L’enseignement Supérieur Et De La Recherche Scientifique

Université 20 août 1955- Skikda

Faculté De Technologie

Département Génie civil

 

Thèse présentée par FILALI Kamel en vue de l’obtention du diplôme de Doctorat en sciences En Génie civil, spécialité: géotechnique

ThèmeModélisation numérique de la réponse sismique d’un sol et évaluation des effets induits

 

Soutenue publiquement le  19/04/2018 à 08h30

Devant le jury composé de :

 

Université de Skikda

Président.

Professeur

Mr. Salah Messast

Université de Annaba

Rapporteur.

Professeur

Mr. BadreddineSbartai

Université de Guelma

Examinateur.

Professeur

Mr. Med Salah Nouaouria

Université de Guelma

Examinateur.

Professeur

Mr. Abdelaziz Benmarce

Université de Batna

Examinateur.

Professeur

Mr. Khelifa Abeche

Université de Skikda

Examinateur.

MCA

Mr. Mostapha Hidjeb

 

 

Résumé en arabe, français & anglais:

 Résumé

 La stabilité des ouvrages est toujours liée à la résistance du sol, cette résistance peut subir une réduction signifiante surtout lorsque le sol est saturé et soumis à un séisme. Ainsi, cette étude consiste à estimer le potentiel de liquéfaction d’un dépôt de sol saturé et soumis à une excitation sismique horizontale à sa base en utilisant l’approche par contrainte totale et mener une analyse comparative entre méthodes simplifiée et dynamique non linéaire afin de déterminer jusqu’à quel niveau la méthode simplifiée peut être fiable comparée à la méthode dynamique. Et afin de généraliser la fiabilité de la méthode simplifiée pour n’importe quelle valeur de l’accélération maximale du séisme utilisé, nous avons proposé une correction pour des valeurs de l’accélération maximale du séisme inférieure à 0.30g sous deux formes, dont l’une liée au terme de sollicitation, c'est-à-dire, le rapport de contrainte cyclique, CSR, et l’autre au terme de résistance qui est le rapport de résistance cyclique, CRR. Cette correction, qui tient compte de l’effet de la variabilité de l’accélération maximale du séisme le long des couches du dépôt de sol, a été déduite en comparant les facteurs de sécurité estimés par la méthode simplifiée de Seed et Idriss et ceux calculés  par une analyse linéaire équivalente avec masses concentrées pour un profile de sol donné en le soumettant à nombre déterminé de séismes différents (38 pour la première forme et 48 pour la deuxième).

 

Le comportement non linéaire du sol a été modélisé par trois modèles hyperboliques, Hardin et Drnevich, Masing et Ramberg-Osgood en fonction desquels la contrainte de cisaillement maximale engendrée par le séisme a été déterminée au cours de l’analyse linéaire équivalente. Quant à l’évaluation du rapport de résistance cyclique, CRR, nous avons utilisé les méthodes basées sur les essais in-situ telles que, méthode CPT de, Robertson et Wride (1998), Seed et Idriss (1982), méthode SPT de Idriss et Boulanger (2008) et la méthode basée sur la vitesse de l’onde de cisaillement Vs de Andrus et Stokoe (2000). Les résultats de la correction proposée appliquée à la récente méthode simplifiée pour des valeurs de l’accélération maximale inférieures à 0.30g ont donné les valeurs les plus petites, c'est-à-dire, le cas le plus défavorable comparés à la méthode dynamique non linéaire.

 

Mots clés: liquéfaction, sol, séisme, méthode simplifiée, méthode dynamique non linéaire.

 

Abstract

 

The stability of buildings is always related to the resistance of the soil, this resistance can be significantly reduced, especially when the soil is saturated and submitted to an earthquake. Then, in this study, we will estimate the liquefaction potential of a saturated soil deposit submitted to a horizontal seismic excitation at its base using the total stress approach and make a comparative analysis between the simplified method and nonlinear dynamic method to verify until what level the simplified method can be reliable compared to the dynamic method. In order to generalize the reliability of the simplified method for any value of the maximum acceleration for the used earthquakes, we have proposed a correction for values of the maximum acceleration less than 0.30g in two forms, one related to the term of stress, the cyclique stress ratio, CSR, and the other to the resistance term which is the cyclic resistance ratio, CRR. This correction, which takes into account the effect of maximum earthquake acceleration variability along the layers of the soil deposit, was deduced by comparing the safety factors estimated by the simplified method of Seed and Idriss (1971) and those calculated by an equivalent linear analysis with lumped masses for a given soil profile by subjecting it to a determined number of different earthquakes (38 for the first form and 48 for the second). The nonlinear behavior of the soil was modeled by three hyperbolic models, Hardin and Drnevich, Masing and Ramberg-Osgood, according to which, the maximum shear stress generated by the earthquake was determined during the equivalent linear analysis. As for the evaluation of the cyclic resistance ratio (CRR), we have used the methods based on the in situ tests, such as the CPT method of Robertson and Wride (1998), Seed and Idriss (1982), the SPT method of Idriss and Boulanger (2008) and the method based on the shear wave velocity Vs of Andrus and Stokoe (2000). The results of the proposed correction applied to the recent simplified method for maximum acceleration values less than 0.30g gave the smallest values, that means the most unfavorable case compared to the dynamic method non-linear

 Key-Words: liquefaction, soil, earthquake, simplified method, non-linear dynamic method.

  

الملخـــــــــص

 يرتبط استقرار المباني دائما بمقاومة التربة، وهذه المقاومة يمكن أن تخفض بشكل ملحوظ، وخصوصا عندما تكون التربة مشبعة وخاضعة إلى زلزال.إذن سنقدر في هذه الدراسة مخاطر التسييل لرواسب التربة المشبعة الخاضعة إلى الإثارة الزلزالية الأفقية في قاعدتها باستخدام نهج الإجهاد الكلي وإجراء تحليل مقارن بين الطريقة المبسطة والطريقة الديناميكية اللاخطية للتحقق إلى أي مستوى الطريقة المبسطة يمكن أن تكون موثوقة بالمقارنة مع الطريقة الديناميكية. من أجل تعميم موثوقية الطريقة المبسطة لأي قيمة من التسارع الأقصى للزلازل المستخدمة، اقترحنا تصحيح لقيم التسارع الأقصى الأقل من 0.30g  في شكلين، أحدهما يتعلق بعنصر الإجهاد، CSR ، والآخر بعنصر المقاومة وهو CRR. وقد تم استنتاج هذا التصحيح الذي يأخذ في الاعتبار تأثير تغير قيمة التسارع الأعظمي للزلازل عبر طبقات رواسب التربة بمقارنة عوامل السلامة المقدرة بالطريقة المبسطة Seed  وIdriss (1971) وتلك المحسوبة بتحليل خطي مكافئ مزود بكتل معزولة لراسب تربة معين عن طريق إخضاعه لعدد محدد من الزلازل المختلفة (38 للشكل الأول و 48 للثاني). وقد تم تمثيل السلوك غير الخطية للتربة من خلال ثلاثة نماذج منحنية، Hardin -Dernevich ، Masing و Ramberg-Osgood، حيث تم تحديد أقصى إجهاد الجز الناتج عن الزلزال خلال التحليل الخطي المكافئ. أما فيما يتعلق بتقييم نسبة المقاومة الدورية CRR ، فقد استخدمنا الطرق المعتمدة على الاختبارات الموضعية، مثل طريقة CPT  لـ   Robertson و Wride(1998)، Seed  وIdriss(1982)، طريقة SPT  لـ  Idriss  و (2008) Boulanger والطريقة القائمة على سرعة موجة الجز لـ   Andrus  و Stokoe   (2000). وقد أعطت نتائج التصحيح المقترح المطبق على الطريقة المبسطة الحالية من أجل قيم التسارع الأعظمي أقل من 0.30 g  القيم الأصغر، وهذا يعني الحالة الأكثر ضرر مقارنة بالطريقة الدينامية غير الخطية

 

مفتاح الكلمات: تسييل، التربة، الزلزال، طريقة مبسطة، طريقة ديناميكية غير الخطية.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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