A study on soil-structure interaction analysis in canyon-shaped topographies

Abstract

In this paper, a coupled finite and infinite element system is used to study the effects of canyon-shaped topography and geotechnical characteristics of the soil on the dynamic response of free surface and of 2-D soil-structure systems under ground motion. A parametric study is carried out for canyon-shaped topographies. It is concluded that topographic conditions may have important effects on the ground motion along the canyon. Geotechnical properties of the soil also have significant amplification effects on the whole system motion, which cannot be neglected for design purposes. Thus, the dynamic response of both free surface and a soil-structure system are primarily affected by surface shapes and geotechnical properties of the soil. Location of the structure is another parameter affecting the whole system response.

Non-linear Seismic Ground Response Analysis Considering Two-dimensional Topographic Irregularities

“…Generally, numerical studies of the e ect of topographic irregularities on the ground response are multidimensional analyses, which use various approaches such as Finite Element Method (FEM) (e.g., [9,10]); Boundary Element Method (BEM) (e.g., [11,12]); Spectral Element Method (SEM) (e.g., [13]); Finite Di erence Method (FDM) (e.g., [14]); and hybrid methods such as coupled Finite and In nite Element method (FE-IFE) (e.g., [15,16]), and coupled Finite and Boundary Element Method (FEM-BEM) (e.g., [17,18]). Detailed explanation of multidimensional analyses and comparison of results may be found in some references (e.g., [9,19,20]).…”

Influencia del contenido frecuencial de ondas sísmicas en la estabilidad de taludes

“…De acuerdo con Duzgun & Budak, (2010), la respuesta dinámica del terreno está fuertemente influenciada por las condiciones de resistencia del terreno, en particular, es especialmente compleja la respuesta de suelos finos de consistencia blanda y media. De esta manera, las estructuras que se encuentran construidas sobre este tipo de materiales y en geoformas tipo valle, cañón y ladera experimentan un nivel de daño debido a la amplificación de la señal sísmica.…”

“…Para Duzgun & Budak, (2010) "los efectos topográficos son principalmente causados por la concentración de las ondas a lo largo de las irregularidades que tiene el terreno como también por la interferencia entre las ondas incidentes y la reflejadas Gazetas, ( 2002)". De esta manera el terreno es afectado por ondas que se propagan verticalmente SV, ondas que se reflejan en la cara del talud y ondas que experimenta refracción al pasar por capas de materiales de diferente rigidez.…”

“…Las señales de Ricker corresponden a pulsos ampliamente empleados en el análisis de problemas de modelación de sismos, Assimaki & Gazetas, (2004), Duzgun & Budak, (2010), su principal característica es la que presenta una frecuencia asignada en función del tipo de señal a representar, la función que representa los valores de la señal en el tiempo se muestra en la Ecuación 4.1.…”