Comité Français des Barrages et Réservoirs

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Méthodologie simplifiée pour la justification au séisme d’une digue sur fondation meuble


Capucine DURAND, Emmanuel CHALJUB, Pierre-Yves BARD (ISTERRE, UGA/CNRS/USMB/IRD/IFSTTAR), Jean-Jacques FRY, Philippe KOLMAYER, Pierre TACHKER (EDF CIH), Romain GRANJON (CNR), Florence RENALIER (GEOPHYCONSULT)

Éditeur : Comité Français des Barrages et Réservoirs - CFBR - ISBN 979-10-96371-09-9

Colloque : Justification des barrages : état de l’art et perspectives - Chambéry, France
Année d’édition 2019

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Title : A simplified approach for the seismic loading verification of embankments founded on soft soils

Résumé
Les remblais de faible hauteur, généralement moins compactés que les ouvraqes de plus grande taille, se sont révélés vulnérables aux sollicitations sismiques.. Compte tenu de l’importante longueur cumulée des digues de canaux et de la diversité de leurs gestionnaires, il est rarement possible de réaliser des analyses détaillées impliquant des simulations numériques complexes, en particulier dans les zones de sismicité modérée. L’analyse de leur capacité à résister aux charges sismiques nécessite donc l’utilisation d’outils simples, basés sur quelques paramètres facilement disponibles. Cet article présente le principe du développement d’un outil simple permettant d’évaluer l’accélération maximale en crête de remblai et l’accélération maximale de blocs glissants potentiels. L’outil simplifié est basé sur une étude paramétrique numérique 2D combinant 135 configurations réalistes de remblais et de couches de sol naturelles et quatre niveaux de charge, caractérisés par une accélération maximale au rocher affleurant (0.01, 0.1, 0.3 et 0.5 g). Le comportement non-linéaire des sols est pris en compte via une approche linéaire équivalente. Les résultats des 540 simulations 2D sont ensuite représentés par des modèles simples obtenus avec une approche "réseau de neurones artificiels" et utilisant des paramètres de la digue et du sous-sol facilement accessibles. Une application à un ouvrage réel, comparée à une analyse par la méthode des éléments finis (Plaxis), permet de porter un premier jugement sur la simplicité et l’efficacité de la méthode. Cette comparaison s’avère satisfaisante compte tenu des hypothèses simplificatrices propres à chaque approche.

Abstract
Small embankments are much more vulnerable than large ones to seismic loading. Given the very long cumulative length of channel dikes and the high diversity of their owners, it is rarely possible to carry out detailed analyses involving complex numerical simulations, particularly in areas of moderate seismicity. The analysis of their ability to resist seismic loads therefore requires the use of simple tools, based on a few easily available parameters. This article presents the development of a simple tool to evaluate the maximum peak acceleration of the dike and the maximum acceleration of potential sliding blocks. The simplified tool is based on a parametric, 2D numerical analysis combining 135 realistic configurations of small embankments over foundation soil layers and four seismic load levels, characterized by the peak acceleration at the outcropping rock (0.01, 0.1, 0.3 and 0.5 g). The non-linear behaviour of soils is taken into account using an equivalent linear approach. The results of the 540 2D simulations are then represented by simple models obtained with an "artificial neural network" approach and using easily accessible dike and subsoil parameters. An application to a real embankment, compared to an analysis by the finite element method (Plaxis), allows to make a first judgment on the simplicity and efficiency of the method. The Plaxis / simplified model comparison is satisfactory given the simplifying assumptions specific to each approach.

Citation
DURAND, CHALJU & Al. Méthodologie simplifiée pour la justification au séisme d’une digue sur fondation meuble. In Colloque Justification des barrages : Etat de l’art et Perspectives. Chambéry : CFBR - 27,28 novembre 2019. ISBN 979-10-96371-09-9. doi : 10.24346/cfbr_colloque2019_d12


Voir aussi : Colloque Justification des barrages : état de l’art et perspectives

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