Phénomènes sismiques , livre ebook

320

pages

Français

Ebooks

2022

Écrit par
Jacques Betbeder-Matibet

Publié par
Hermès - Editions Lavoisier

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Publié par

Hermès - Editions Lavoisier

Date de parution

13 septembre 2022

Nombre de lectures

EAN13

9782746227255

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

33 Mo

Il est incontestable que les connaissances et les outils de prévention ont considérablement progressé depuis l'émergence, dans les années 1960-1970, du génie parasismique moderne. Ces progrès ont porté sur la compréhension des causes et l'évolution des caractéristiques des mouvements sismiques de fort niveau, sur l'appréciation, pour un site donné, du type et du niveau des mouvements sismiques susceptibles de s'y produire (aléas sismiques) et enfin sur le comportement des structures soumises à de fortes secousses. L'amélioration des connaissances et des moyens d'étude a-t-elle pour autant entraîné des avancées concomitantes en matière de prévention du risque sismique ? La réponse à cette question doit être nuancée, car les progrès mentionnés ont souvent davantage souligné la complexité et la variabilité des phénomènes qu'ils n'ont permis de réduire les incertitudes dans leur prise en compte pratique. Le présent volume se consacre, dans une première partie, aux phénomènes sismiques. Dans un premier chapitre sont énoncées les causes des séismes, le second chapitre s'intéresse aux paramètres utilisés pour caractériser les séismes. Enfin, le troisième chapitre traite des manifestations des phénomènes sismiques en surface. La seconde partie de ce volume aborde les mouvements vibratoires forts en présentant, dans un premier chapitre, les connaissances sur ces mouvements. L'ouvrage s'achève sur un second chapitre qui s'attache à présenter les modèles de calcul des mouvements.

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Hermès - Editions Lavoisier

Date de parution

13 septembre 2022

Nombre de lectures

EAN13

9782746227255

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33 Mo

Sciences de la nature Sciences de la terre Sciences de la Terre Science Géographie physique Général Géophysique Sismique Géodynamique Sciences et techniques Earth Sciences climatologie

Phénomènes sismiques

©LAVOISIER, 2003 LAVOISIER 11, rue Lavoisier 75008 Paris

Serveur web : www.hermesscience.com

ISBN 2746206870 ISBN général 2746206862

Le Code de la propriété intellectuelle n'autorisant, aux termes de l'article L. 1225, d'une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d'autre part, que les analyses et les courtes cita tions dans un but d'exemple et d'illustration, « toute représentation ou reproduction inté grale, ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » (article L. 1224). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 3352 et suivants du Code de la propriété intellectuelle.

Génie parasismique

volume 1

Phénomènes sismiques

Jacques BetbederMatibet

EXTRAIT DU CATALOGUE GÉNÉRAL

Elastoplasticité des sols et des roches modèles de comportement des sols et des roches, volume 1, PierreYves HICHER, JianFu SHAO(dir.), 2002.

Lois incrémentales, viscoplasticité, endommagement modèles de comportement des sols et des roches, volume 2, PierreYves HICHER, JianFu SHAO(dir.), 2002.

Mécanique des sols non saturés, Olivier COUSSY, JeanMarie FLEUREAU(dir.), 2002.

Micromécanique des matériaux granulaires, Bernard CAMBOU, Michel JEAN(dir.), 2001.

Géomécanique environnementale, risques naturels et patrimoine, Pierre DELAGE, Bernard SCHREFLER(dir.), 2001.

Mécanique des milieux granulaires, Jack LANIER(dir.), 2001.

Ouvrages en interaction (AFPC Emploi des éléments finis en génie civil), Philippe MESTAT, Michel PRAT, Yvon RIOU(dir.), 1999.

La dégradation des bétons couplage fissurationdégradation chimique, JeanMichel TORRENTI, Olivier DIDRY, JeanPierre OLIVIER, Frédéric PLAS(dir.), 1999.

Ouvrages, géomatériaux et intéractions modélisations multiéchelles, Christophe PETIT, Gilles PIJAUDIERCABOT, JeanMarie REYNOUARD, 1997.

Calcul des ouvrages généraux de construction (AFPC Emploi des éléments finis en génie civil), Michel PRAT(dir.), 1997.

La modélisation des ouvrages (AFPC Emploi des éléments finis en génie civil), Michel PRAT(dir.), 1995.

Les géomatériaux, 3 volumes, Félix DARVE, PierreYves HICHER, JeanMarie REYNOUARD(dir.), 1995.

Des géomatériaux aux ouvrages  expérimentations et modélisations, Christophe PETIT, Gilles PIJAUDIERCABOT, JeanMarie REYNOUARD, 1995.

Table des matières

Préface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alain PECKER

Avant-propos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PREMIÈRE PARTIE. LES SÉISMES ET PHÉNOMÈNES INDUITS. . . . . . . . . . .

Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Chapitre 1. Les causes des séismes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Séismes tectoniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1. Premières tentatives dexplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1.1. Croyances superstitieuses ou religieuses . . . . . . . . . . . . 1.1.1.2. Premières hypothèses non mythiques . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2. De la dérive des continents à la tectonique des plaque s . . . . . . . 1.1.2.1. Lintuition géniale dAlfred Wegener . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2.2. Lexpansion des fonds océaniques . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2.3. La tectonique des plaques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.3. La sismicité dorigine tectonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Les failles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1. Les relations entre les séismes et les failles . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2. Classification des failles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.3. Mécanismes au foyer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.4. Les différents aspects de la rupture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Séismes non tectoniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1. Séismes non tectoniques dorigine naturelle . . . . . . . . . . . . . 1.3.2. Séismes artificiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.3. Séismes induits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27 27 27 27 29 32 32 34 37 43 48 49 51 60 67 70 70 72 73

6 Phénomènes sismiques

Chapitre 2. Les paramètres utilisés pour caractériser les séismes. . . . . . 2.1.. . . . . . . . . . . . . . . . . .Théorie élémentaire du rebond élastique . 2.1.1. Description du modèle élémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2. Bilan dénergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3. Loi déchelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. La géométrie des failles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Longueur de faille et longueur de rupture . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2. Exemples bien documentés de ruptures de failles . . . . . . . . . . 2.2.3. Corrélations des caractéristiques géométriques des ruptures avec la magnitude du moment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3.1. Les corrélations de Wells et Coppersmith. . . . . . . . . . . . 2.2.3.2. Considérations sur les lois de régression directe et inverse ; loi moyenne permettant linversion algébrique . . . . . . . . . . . . . 2.3. Description paramétrique des séismes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Paramètres de source et paramètres deffets. . . . . . . . . . . . . . 2.3.2. Les différentes magnitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Chapitre 3. Les manifestations des phénomènes sismiques en surface. . . . 3.1. Déformations des terrains superficiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1. Déformations liées à la tectonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2. Déformations liés au mouvement vibratoire. . . . . . . . . . . . . . 3.2. Les ondes sismiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1. Les différents types dondes sismiques. . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. Notions sur la théorie des rais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3. Latténuation des ondes sismiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3.1. Atténuation géométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3.2. Atténuation inélastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Phénomènes induits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1. Liquéfaction des sols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2. Glissements de terrains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3. Tsunamis et seiches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.4. Autres manifestations sismiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DEUXIÈME PARTIE. LES MOUVEMENTS VIBRATOIRES FORTS. . . . . . . . . . .

Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Chapitre 4. Les connaissances sur les mouvements vibratoires forts. . . . . 4.1. Les enregistrements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1. Exemples daccélérogrammes enregistrés en zone proche . . . . . 4.1.2. Description paramétrique des accélérogrammes . . . . . . . . . . .

77 78 78 83 87 92 92 100

104 104

108 115 115 122

129 129 129 132 136 136 143 158 158 161 165 165 170 176 181

185

187

189 189 189 192

Table des matières 7

4.1.3. Les trois composantes du mouvement vibratoire . . . . . . . . . . . 4.2. Lois datténuation des valeurs de pic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1. Considérations générales sur les lois datténuati on . . . . . . . . . 4.2.2. Exemples de lois datténuation pour les valeurs de p ic . . . . . . . 4.2.3. Conseils pour lutilisation des lois datténuation . . . . . . . . . . . 4.3. Effets de directivité et effets de site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1. Insuffisance de la caractérisation par la magnitude et la distance . 4.3.2. Effets de directivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3. Présentation des effets de site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.4. Causes des effets de site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Chapitre 5. Les modèles de calcul des mouvements vibratoires forts. . . . 5.1. Ordres de grandeur déduits de la théorie élémentaire du rebond élastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1. Limites de la théorie élémentaire du rebond élastique pour le calcul des mouvements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2. Modèle de rebond élastique à ruptures multiples . . . . . . . . . . . 5.1.3. Calcul des lois datténuation théorique associées au modèle de rebond élastique à ruptures multiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.Modèles numériques de source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1. Considérations générales sur les modèles de simulation numérique de la source sismique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2. Exemples de simulation numérique de séismes réels . . . . . . . . 5.3. Calcul pratiques des effets de site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1. Les modèles de comportement du sol . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2. Réponses sismiques de colonnes de sol . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4. Etat de lart en matière dévaluation des effets de s ite. . . . . . . .

Bibliographie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Sommaire général. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20 3 211 211 212 221 225 225 226 235 237

249

249 253

255 258

258 260 266 266 274 293

301

309

315

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