Seismic behavior of Hydro-Québec access underground structures in liquefiable soil

Les réseaux de transport, de communication et d'énergie deviennent de plus en plus complexes. La possibilité que deux réseaux ou plus occupent une même emprise ou se croisent augmente à mesure que les réseaux se développent. En raison de ce problème, les gouvernements ont commencé à passer du transfert de ces services du sol vers le sous-sol par le biais de canaux souterrains qui se croisent dans des structures enterrées. L'entretien et le remplacement de cette structure sont très coûteux et peuvent dépasser le coût de sa construction. Par conséquent, l’étude et la protection de ces structures souterraines des risques potentiels devient impératif afin de les préserver. Le risque sismique est l’un des risques les plus importants. Il pourrait endommager ces structures et les mettre hors de service. En effet, de grands tremblements de terre pourraient faire flotter ou fissurer ces structures. Dans cette étude, des modèles numériques de différences finies (FD) de structures souterraines typiques enfouies dans des sols sableux ont été construits en adoptant l'approche à base d'énergie en tant que modèle constitutif de sol à l'aide du code informatique FLAC3D. Le modèle numérique a été validé par comparaison entre les différents résultats expérimentaux antérieurs. La présente étude est consacrée à l’étude de la performance des structures souterraines sous charges sismiques compatibles avec les cinq zones sismiques du Québec. De plus, trois séismes différents en termes de contenu fréquentiel, ont été utilisés pour étudier l'effet du contenu fréquentiel dans le sol et le comportement de la structure. De plus, deux cas d'étude ont été simulés pour étudier le comportement sismique sous un séisme réaliste compatible avec le Code national du bâtiment du Canada de 2015. Le comportement sismique de la structure comprenait la réponse à l'accélération, la pression de l'eau interstitiel, le déplacement de soulèvement de la structure et les forces internes de la structure ont été ana
Transportation, communications, and energy networks are growing in complexity. The possibility of two or more networks occupying a common right-of-way or intersecting increases as the networks grow. As a result of this problem, governments have begun to shift the transfer of those services from above ground to the underground through underground tubes converge at buried structures. Maintenance and replacement of these structures are very expensive and it can exceed the cost of their constructions. Consequently, the study and the protection of these underground structures from the potential risks become imperative in order to preserve them. Seismic risk is one of the most risks, that could damage these structures and get them out of service. In fact, strong earthquakes could lead to float or crack through these structures. In this study, rigorous three-dimensional numerical finite different (FD) analyses of typical underground structures buried in sandy soils were carried out by adopting the energy-based approach as a constitutive model of soil using the computer code, FLAC3D. The adopted numerical models were validated against various previous experimental results. The main objective of the present study is to investigate the performance of the underground structures under seismic signals compatible with the five seismic zones of Québec. Moreover, three earthquakes with different frequencies were used to study the effect of the frequency content on the soil and structure behavior. Moreover, two study cases were simulated to investigate the seismic behavior under realistic earthquakes compatible with the 2015 National building code of Canada. The seismic behavior of the soilstructure model included acceleration response, excess pore water pressure, structure uplift displacement, and structure internal forces were analyzed. Also, in this study, different mitigation methods were used to control excess pore water pressure surrounding the structure, thus preven