Analyse sismique d'un remblai et sa fondation liquéfiable : cycle de vie et mitigation

Seismic analysis of a liquefiable soil foundation-embankment system : life cycle performance and mitigation

• Auteur / Autrice : Christina Khalil
• Direction : Arézou Modaressi, Fernando Lopez-Caballero
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 26/03/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-2021)
• Partenaire(s) de recherche : référent : CentraleSupélec (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Ragueneau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Kyriazis Pitilakis, Gopal Madabhushi, Jean-François Semblat, Adrian Rodriguez Marek, Luis Fabián Bonilla
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Kyriazis Pitilakis, Gopal Madabhushi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets des séismes

Remblais

Répliques sismiques

Génie parasismique

Mots clés libres

Répliques

Potentiel de dommages

Cycle de vie

Chocs principaux

PBEE

Life cycle

Aftershocks

Potential failure

Mainshocks

PBEE

Résumé

Pour la conception d’une structure, et dans le but de considérer sa capacité à résister à des tremblements de terre, le PEER a proposé une méthodologie probabiliste prenant en compte différent niveaux de conceptions. Cependant, cette méthodologie présente considère seulement des évènements indépendants. Ainsi, cette thèse cherche à simuler numériquement le cycle de vie d’une structure. Pour cela, un modèle de remblai est utilisé ainsi qu’un modèle élasto-plastique multi-mécanisme pour le sol. Premièrement, des signaux d’entrés réels et synthétiques ont été utilisés pour identifier la réponse du remblai. De plus, une analyse du cycle de vie est menée afin d’estimer la distribution de la durée de vie du remblai et de calculer sa probabilité de survie en raison d’événements séquentiels. En outre, l’évolution temporelles des fonctions de fragilité a également été calculée. Finalement, une méthode d’amélioration naturelle du sol a été appliquée sur le remblai pour voir l’évolution de sa performance.

The main goal of the performance-based design is the probabilistic evaluation of the system-level performance of structures due to earthquakes. A framing equation was proposed by the PEER Center based on the convolution of different design levels. However, this methodology presents a weakness in assessing a Life-Cycle analysis because the potential damage is calculated from independent major events. This thesis assesses numerically a life-cycle seismic analysis of an earth structure. An embankment is used, and the soil behavior is represented from an elasto-plastic multimechanism model with a FE code. First, real and synthetic earthquakes were used as inputs for dynamic analysis in order to identify the co-seismic response of the embankment. Then, a life-cycle analysis is conducted in order to estimate the lifetime damage of the embankment and calculate its probability of survival due to sequential events. The evolution in time of the fragility functions was also calculated. Finally, a natural biological mitigation method to ameliorate the soil was applied on the embankment to identify the evolution of its performance.