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RemTech Expo 2018 (19, 20, 21 Settembre) FerraraFiere www.remtechexpo.com www.liquefact.eu Grant Agreement n° 700748 20 Settembre 2018 LIQUEFAZIONE E INSTABILITA’ DINAMICA DEI TERRENI Liquefaction vulnerability of structures and infrastructures Sara Rios – University of Porto

20 Settembre 2018 LIQUEFAZIONE E INSTABILITA’ DINAMICA DEI ...€¦ · RemTechExpo 2018 (19, 20, 21 Settembre) FerraraFiere Grant Agreement n°700748 20 Settembre 2018 LIQUEFAZIONE

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RemTech Expo 2018 (19, 20, 21 Settembre) FerraraFierewww.remtechexpo.com

www.liquefact.eu

Grant Agreement n° 700748

20 Settembre 2018LIQUEFAZIONE E INSTABILITA’ DINAMICA DEI TERRENI

Liquefaction vulnerability of structures and infrastructures Sara Rios – University of Porto

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base shaking demand (time)

Post-liquefaction

Pre-liquefaction

System changes due to liquefaction

Soil-foundationstiffness

Total settlement/Tilting

Differential settlement

Surface vs base shaking

Consider as two systems:Pre-liquefactionPost-liquefaction

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1. Develop an efficient numerical procedure for the simulation of 

liquefaction‐induced damage in critical structures and infrastructures.

2. Develop an efficient probabilistic framework for liquefaction 

vulnerability analysis of critical structures and infrastructures. 

3. General framework procedure for, in view of subsoil properties, 

the public authorities to give the necessary approaches for users and 

owners of critical infrastructures to increase their resilience. 

Work Package 3 objectives

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Full model approach

Evaluation of options

• Not efficient• Limited structural modelling

options• Difficult to evaluate

uncertainties

Macro-mechanism approach

• Difficult to deal with nonlinearities appropriately

• Some aspects had not been quantified for immediate use

Separate hazards approach

• No interaction between soil and structure

• Difficult to evaluate settlements

• Requires multiple intensity measures

• Interactions implicitly dealt with• Performance obtained from a

single model

• Modular so can include multiple methods

• Uncertainties can be evaluated at each step

• Fast to apply• Can use existing shaking

damage fragility curves

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Dashti (2010) centrifuge tests

Liquefaction causes a change in the behaviour in terms of surface ground motion, system stiffness, and settlements

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1) Classify liquefaction potential

3) Estimate pore pressure build up

2) Estimate upward propagating seismic waves

4) Estimate surface shaking

5) Estimate pore pressure under building

6) Estimate degraded bearing capacity

7) Estimate soil-foundation stiffness

8) Estimate differential settlement and tilt

9) Estimate shaking damage

10) Estimate overall performance

Key steps - macro-mechanism approach

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1) Classify liquefaction potential

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Classifying liquefaction potential

Need to answer:

• What level of differential settlement could be expected in the structure?• What level of shaking could be expected in the structure?• What level of soil-foundation stiffness could be expected?

Existing methods provide non-unique soil profiles and do not account for the presence of the building and the time to liquefaction.

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New classification for liquefaction potential

Simple geometry means the performance of buildings on different soil profiles becomes intuitive.

Cyclic resistance ratio: influences timing of liquefaction

Depth to liquefaction: influences ground motion characteristics and bearing capacity/settlement

Height of liquefaction: influences ground motion characteristics and bearing capacity/settlement

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Fitted profile from CPT

Dliq

Hliq

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Criteria and classes for loss assessment

May not be appropriate for estimating lateral spreading damage

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3) Estimate pore pressure build up

Key steps - macro-mechanism approach

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Best measure of liquefaction resistance

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Strain energy evaluation

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Accuracy of the pore pressure model

False triggering

False no triggering

For 500 numericalanalysis !!!

Accuracy of 87% !

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www.liquefact.eu

Grant Agreement n° 700748

GRAZIE PER L’ATTENZIONE,

Sara Rios

University of Porto – Faculty of Engineering

+ 351 225081728

[email protected]