Influence des séismes
Le séisme augmente les effets de la poussée des terres et atténue les effets de la butée. Les théories de calcul, introduites dans le programme GEO5 (Mononobe-Okabe, Arrango, JTJ 004-89, JTS 146-2012, SL 203-97, NCMA-SRW) sont déduites des équations pour sols non homogènes, sans l'influence de l'eau. En utilisant les théories ci-dessus, le programme calcule l'effet du séisme pour tous les sols saisis comme s'ils étaient pulvérulents. Les effets de la surcharge, causés par le séisme, ne sont pas considérés par le programme. Ils peuvent être saisis par l'utilisateur (selon le caractère de la surcharge) comme "Forces appliquées".
Le coefficient kh est toujours saisi comme une valeur positive et son effet est toujours considéré comme étant négatif. Le coefficient kv peut être positif ou négatif. Si l'accélération verticale équivalente av agit dans la direction descendante (de la surface du terrain), les forces d'inertie kv*Ws agiront sur le coin de sol en sens inverse (elles soulèveront le coin de sol), alors les valeurs des accélérations équivalentes av (et donc le coefficient kv) et des forces d'inertie kv*Ws sont positives. Il est évident que les forces d'inertie agissent en sens inverse de l'accélération (si l'accélération agit vers le haut: - av = - kv*g, puis la force d'inertie pousse le coin de terre vers le bas: -kv*Ws). Lors de l'appréciation des effets sismiques, on prends toujours une direction pour laquelle l'effet sur la structure est le plus défavorable.
Pour des structures en palplanches, il est possible d'ignorer les effets de l'accélération verticale équivalente kv*Ws et de saisir kv = 0.
Convention de signe
À partir des coefficients kh et kv, l'angle sismique de l'inertie ψ est ensuite calculé (i.e. la déviation de la résultante des forces d'inertie avec la verticale) selon la formule :
où: | kv | - | coefficient sismique de l'accélération verticale |
kh | - | coefficient sismique de l'accélération horizontale |
Pression générée par les effets sismiques
L'augmentation de la pression active en raison des effets sismiques (calculée à partir du bas de la structure) est calculée selon les équations :
où: | γi | - | poids volumique de la couche i du sol |
Kae,i | - | coefficient de la pression active (pression statique et sismique) pour la couche i du sol | |
Ka | - | pression des terres dans la couche i, selon Coulomb | |
hi | - | épaisseur de la couche i | |
kv | - | coefficient sismique de l'accélération verticale |
La diminution de la pression passive en raison de l'action sismique (calculée à partir du bas de la structure) est calculée selon les équations :
où: | γi | - | poids volumique de la couche i du sol |
Kpe,i | - | coefficient de la pression active (pression statique et sismique) pour la couche i du sol | |
Kp | - | pression des terres dans la couche i, selon Coulomb | |
hi | - | épaisseur de la couche i | |
kv | - | coefficient sismique de l'accélération verticale |
Les coefficients de la pression active (poussée) Kae,i et passive (butée) Kpe,i des terres sont déterminés par calcul en utilisant la théorie de Mononobe-Okabe ou Arrango. Si l'eau est présente dans le profil de sol, le programme tient compte de l'influence de l'eau.
Dans les méthodes utilisées dans le programme pour calculer les effets sismiques, il est supposé que la surface du terrain derrière la structure est plane, avec une inclinaison de β. Si ce n'est pas le cas, le programme fait une approximation du terrain en le transformant en plans - voir image :
Aproximace tvaru terénu
Centre de gravité des forces
La résultante des forces est automatiquement placée par le programme au centre de gravité du diagramme des contraintes. Cependant, les différentes théories conseillent différents endroits pour l'emplacement de la résultante. Pour les raisons susmentionnées, le point d'action peut être saisi dans l'intervalle de 0,33 à 0,7H (H étant la hauteur de la structure). Il est conseillé d'utiliser la valeur (implicite) de 0,66H. Pour la résultante donnée, le diagramme des contraintes de forme trapézoïdale est ensuite calculé de sorte que le point d'action de la force et son intensité soient conservés.