Estimation of seismic input parameters for lateral spreading displacements prediction using empirical approaches

RÉSUMÉ: L'approche de Youd et al. (2002) est l'une des méthodes les plus largement adoptées pour l'estimation des déplacements latéraux dus à la liquéfaction. Cependant, il existe d'importantes incertitudes liées à la sélection des paramètres sismiques, à savoir la magnitude, M, et la distance source-à-site, R. La sélection du paramètre R implique généralement de se référer à la Figure 10 de Youd et al. (2002), qui corrèle la distance source équivalente, Req, avec la magnitude du séisme, M, et l'accélération maximale horizontale du sol sur le site, PGA. Cette PGA du site fait référence à la valeur moyenne de la PGA obtenue à l'aide de relations d'atténuation dans un cadre déterministe. L'état actuel de la pratique au Canada implique l'utilisation des valeurs de PGA basées sur l'Analyse Probabiliste du Risque Sismique (APRS), qui correspondent à la moyenne de la PGA plus l'écart-type, obtenues à partir du modèle du Code national du bâtiment du Canada (CNBC 2020). Youd et al. (2002) ont mis en garde contre l'utilisation de ces valeurs de PGA basées sur l'APRS lors de l'utilisation de la Figure 10 pour obtenir les valeurs de ‘R’. Les récentes améliorations du Manuel de génie des fondations canadiennes (CFEM 2023) concernant les estimations des déplacements latéraux à l'aide de l'approche de régression multiligneaire basée sur Youd et al. (2002) soulignent également ce problème. En raison de cela, des analyses avec OpenQuake ont été réalisées pour estimer les valeurs moyennes de PGA à utiliser avec la Figure 10, afin d'estimer les valeurs de R. Les déplacements latéraux obtenus ont ensuite été comparés avec ceux obtenus en utilisant les valeurs de PGA basées sur le CNBC 2020. Cette étude a été menée pour estimer la demande en déplacements sur un duct bank encastré dans du béton, susceptible de subir des déplacements latéraux dus à la liquéfaction, ce qui sera discuté dans cet article comme étude de cas.

ABSTRACT: The Youd et al. (2002) approach is one of the most widely adopted approaches for the estimation of lateral spread displacements. There are, however, significant uncertainties associated with the selection of the seismic parameters, viz., magnitude, M and source-to-site distance, R. The selection of the parameter, R, generally involves referring to Figure 10 from Youd et al. (2002) which correlates equivalent source distance, Req, with earthquake magnitude, M and site Peak Horizontal Ground Acceleration, PGA. This site PGA refers to the mean PGA value obtained using attenuation relationships in a deterministic framework. The current Canadian state of practice involves using the Probabilistic Seismic Hazard Analysis (PSHA) based PGA values, which are mean PGA plus five standard deviations, obtained from the National Building Code of Canada, NBCC 2020 model. Youd et al. (2002) has cautioned from using these PSHA based PGA values while using this Figure 10 to obtain ‘R’ values. The recent refinements in Canadian Foundation Engineering Manual, CFEM 2023 related to the lateral spread estimates using multilinear regression based Youd et al. (2002) approach, also highlights this issue. In view of this, OpenQuake analyses were performed to estimate mean PGA values to be used with Figure 10 (Figure 1 in this paper), to estimate R values. The resulting lateral spread displacements were then compared with the displacements obtained using the NBCC 2020 based PGA values. This study was undertaken to estimate the displacement demand on a proposed concrete encased duct bank susceptible to lateral spreading displacements which will be discussed in this paper, as a case study.