Sur une approche intégrée de l'interaction sismique sol-structure^*

On a unified approach to linear seismic soil-structure interaction analysis

Ecole Centrale de Paris 92295 Châtenay Malabry Cedex, Professeur, France

Résumé

Grâce à l'utilisation du principe des travaux virtuels, il est possible de présenter une approche unifiée de l’interaction sismique sol-structure mettant en évidence les sollicitations exercées d'un système sur l'autre adaptées à la cinématique de chaque domaine. La considération du problème sismique au niveau de la fondation est avantageuse car celle-ci peut souvent être considérée comme rigide.

Le raisonnement en sous-structures développé ici ne repose que sur l’hypothèse de linéarité du comportement. Cette hypothèse restrictive étant retenue, le problème complet de l’interaction est envisagé en insistant sur une utilisation d'un champ sismique local le plus riche possible. Divers types de fondations sont envisagés. Le traitement numérique n'est développé que le plus tardivement possible de manière à laisser la voie ouverte aux techniques les plus adaptées et à la mise en œuvre de méthodes simplifiées.

Cette approche modulaire permet d’utiliser en tant que de besoin divers outils, en particulier tout code classique de calcul dynamique des structures.

Abstract

The principle of virtual work provides an integrated tool to the analysis of seismic soil-structure interaction with a rational definition of the interaction forces between the different components by taking into account the kinematic assumptions relative to each subsystem. Using the foundation displacements as the primary dependant variables is interesting for the foundation may often assumed to be rigid.

The substructure approach presented in this paper relies solely on the assumption of linearity of soil behaviour. With this restrictive hypothesis in mind the full interaction problem is tackled with special emphasis on the necessity to incorporate a qualified seismic free field accounting possible local site effects. Several foundation types are discussed. The numerical techniques are considered only when all the equations of the continuous media have been established in order to implement only those well adapted to each subsystem or to let the possibility of constructing simplified analysis.

The presented modular approach allows to use when needed already existing tools especially any standard structural dynamics software.