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Bases de l’interaction sol-structure sous séisme - Principes généraux et effets inertielsArticle de référence | Réf : C253 v1
Auteur(s) : Stéphane BRÛLÉ, Fahd CUIRA
Date de publication : 10 mai 2018
Relu et validé le 20 juil. 2020
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L’interaction cinématique se traduit par la différence entre le mouvement sismique en champ libre (déformation du sol au passage des ondes sismiques en l’absence de structures anthropiques interférant avec leur propagation) et celui correspondant à la présence d’un ouvrage en surface et son mode de fondation (fondations superficielles, fondations profondes).
Elle ne résulte que de la différence de « raideur » entre le sol et la fondation, contrariant les mouvements imposés par le sol [C251].
Le mouvement sismique en champ libre est la déformation du sol au passage des ondes sismiques en l’absence de superstructures pouvant influer sur leur propagation.
En revanche, l’interaction inertielle provient des efforts d’inertie engendrés par la masse de la structure, appliqués à la base de l’ouvrage et donc au niveau des fondations. Elle s’ajoute à l’interaction cinématique, et modifie aussi le champ de déplacement.
Ainsi, l’influence de la structure sur le sol et celle du sol sur la structure existent de manière simultanée (figure 1). L’étude de la réponse dynamique du système sol-fondation sous l’effet de l’interaction inertielle nécessite une analyse cinématique préalable en vue d’obtenir le mouvement à la base de la structure pour, ensuite, déduire les efforts d’inertie induits par la superstructure.
L’interaction cinématique, souvent négligée dans les codes parasismiques qui adoptent généralement une méthode simplifiée consistant à calculer les efforts sismiques à partir des forces inertielles, est prise en compte dans les codes de dernière génération.
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(1) - EZZIANI (A.). - Modélisation mathématique et numérique de la propagation d’ondes dans les milieux viscoélastiques et poroélastiques. - Thèse de l’Université Paris Dauphine (2005).
(2) - PECKER (A.) - Advanced earthquake engineering analysis. - Springer (2007).
(3) - ZHAO (J.X.), ZHANG (J.), IRIKURA (K.) - Side effect of using response spectral amplification ratios for soil sites-variability and earthquake magnitude and source-distance dependent amplification ratios for soil sites. - Soil Dynamics and Earthquake Engineering (29), 1262-1273 (2009).
(4) - HOBIGER (M.) - Polarization of surface waves : Characterization, inversion and application to seismic hazard assessment. - Doctoral Thesis. Grenoble University (2011).
(5) - PECKER (A.) - Dynamique des sols. - Presses de l’École Nationale des Ponts et Chaussées (1984).
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