New Approaches for Evaluating the Seismic Performance of Slopes and Dams

New Approaches for Evaluating the Seismic Performance of Slopes and Earth Dams

RÉSUMÉ

Les évaluations des performances sismiques des pentes de terre et des barrages sont basées sur l'évaluation des déplacements permanents induits par les secousses sismiques et, plus récemment, des approches probabilistes ont été proposées pour intégrer les incertitudes dans l'analyse. Cette présentation décrira des modèles prédictifs nouvellement développés pour les déplacements de pente induits par les tremblements de terre, basés sur des simulations par éléments finis. Les modèles sont développés en utilisant à la fois des techniques de régression classiques et des réseaux de neurones artificiels (ANN), et des modèles pour le déplacement médian et sa variabilité sont fournis. Une partie manquante dans la plupart des évaluations des performances sismiques des talus et des barrages est la traduction d'un niveau de déplacement en un état de dommage. Cette présentation présentera également un cadre de fragilité sismique pour les barrages en terre et les talus, calqué sur les approches utilisées pour d'autres types d'infrastructures, tels que les ponts. Le cadre utilise un modèle de demande d'ingénierie pour prédire le déplacement permanent en fonction de l'intensité du mouvement du sol, et un modèle de capacité sismique pour prédire la probabilité d'un état de dommage compte tenu du tassement permanent.

SUMMARY

Seismic performance assessments for earth slopes and dams are based on evaluating the permanent displacements induced by earthquake shaking and more recently probabilistic approaches have been proposed to incorporate uncertainties into the analysis. This presentation will describe newly developed predictive models for earthquake-induced slope displacements based on finite element simulations. The models are developed using both classical regression techniques and artificial neural networks (ANN), and models for both the median displacement and its variability are provided. A missing part of most seismic performance assessments for slopes and dams is the translation of a displacement level into a damage state. This presentation will also outline a seismic fragility framework for earth dams and slopes that is modeled after the approaches used for other types of infrastructure, such as bridges. The framework uses an engineering demand model to predict the permanent displacement as a function of ground motion intensity, and a seismic capacity model to predict the probability of a damage state given the permanent settlement.

À PROPOS DU CONFÉRENCIER

Ellen M. Rathje est titulaire de la chaire du centenaire Janet S. Cockrell en ingénierie du département Fariborz Maseeh de génie civil, architectural et environnemental de l'Université du Texas à Austin (UT), et chercheuse scientifique principale au Bureau de l'UT de Géologie économique. Elle est une experte reconnue dans les domaines de l’analyse de la réponse sismique des sites, de la stabilité des pentes sismiques, de la sismicité induite et de la reconnaissance sur le terrain après des tremblements de terre. Le Dr Rathje est membre fondateur et ancien coprésident de l'association Geotechnical Extreme Events Reconnaissance (GEER), et actuellement chercheur principal de la cyberinfrastructure DesignSafe-ci.org qui soutient la recherche en ingénierie des risques naturels. Elle a reçu le Peck Lecture Award 2022 de l'ASCE Geo-Institute, le William B. Joyner Lecture Award 2018 de la Seismological Society of America et de l'Earthquake Engineering Research Institute et le Huber Research Prize 2010 de l'ASCE. Elle a été élue Fellow de l'American Society of Civil Engineers en 2016.

ABOUT THE SPEAKER

Dr. Ellen M. Rathje is the Janet S. Cockrell Centennial Chair in Engineering in the Fariborz Maseeh Department of Civil, Architectural, and Environmental Engineering at the University of Texas at Austin (UT), and a Senior Research Scientist at the UT Bureau of Economic Geology. She is an acknowledged expert in the areas of seismic site response analysis, seismic slope stability, induced seismicity, and field reconnaissance after earthquakes. Dr. Rathje is a founding member and previous Co-Chair of the Geotechnical Extreme Events Reconnaissance (GEER) Association, and currently the Principal Investigator for the DesignSafe-ci.org cyberinfrastructure that supports research in natural hazards engineering. She has been honored with the 2022 Peck Lecture Award from the ASCE Geo-Institute, the 2018 William B. Joyner Lecture Award from the Seismological Society of America and the Earthquake Engineering Research Institute and the 2010 Huber Research Prize from the ASCE. She was elected Fellow of the American Society of Civil Engineers in 2016.

Host or Publisher Société canadienne de géotechnique-Section Ouest du Québec