Kinematic interaction analysis of piles in layered soils

L’analyse de l’interaction sismique sol-structure est généralement effectuée en deux phases distinctes: d’une interaction cinématique et d’une interaction inertielle. Dans la première phase, on évolue le mouvement de la fondation soumise à une sollicitation sismique. Dans la deuxième phase, on calcule la réponse de la structure au movement appliqué à la base. D’habitude, on néglige l’interaction cinématique on exécute seulement celle inertielle, en appliquant à la fondation directement le mouvement free-field. Dans le cas de fondations superficielles et de sols homogènes, ceci se traduit dans une méthode de calcule de type conservative. Toutefois, en présence de fondations sur des pieux en sols stratifiés, les effets de l’interaction cinématique doivent être pris en consideration (EC-8). Cette étude présente une méthode pour les analyse de l'interaction cinématique des pieux isolé en sols ehétérogènes. L’analyse est basée sur la méthode des rigidités et utilise les matrices dynamiques de rigidité pour simuler le comportement des sols stratifiés. Les résultats obtenus sont confrontés avec ceux fournis par les solutions existantes.

The analysis of seismic soil-structure interaction may be generally performed in two steps: kinematic and inertial interaction. In the first step, the so-called foundation input motion is determined. In the second step the response of the structure to this motion is calculated. Usually, the kinematic interaction is neglected and the inertial interaction is only performed, applying the free-field motion to the base of the structure. For surface foundations and homogeneous soils this leads to conservative results, but in the presence of pile foundations in layered soils the kinematic interaction effects should be taken into account (EC-8). This paper presents a method for the kinematic interaction analysis of single piles in nonhomogeneous soils. It is based on the stiffness method and makes use of the dynamic stiffness matrices of horizontally layered soils. The results obtained are compared with those provided by existing solutions.