Analyse des données accélérométriques de K-net et Kik-net : implications pour la prédiction du mouvement sismique - accélérogrammes et spectres de réponse - et la prise en compte des effets de site non-linéaire

Analysis of K-net and Kik-net data : implications for ground motion prediction - acceleration time histories, response spectra and nonlinear site response

• Auteur / Autrice : Guillaume Pousse
• Direction : Luis Fabián Bonilla, Fabrice Cotton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre solide
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Résumé

Ce projet de recherche contribue à la caractérisation du mouvement sismique. Le travail s'appuie sur deux réseaux japonais, où les événements retenus ont une profondeur inférieure à 25 km et une magnitude comprise entre 4,0 et 7,3. L'analyse de K-net permet de calculer une relation prédictive d'accélération spectrale afin de tester les formes spectrales forfaitaires de l'Eurocode 8. Nous mettons en évidence le contenu haute fréquence des signaux japonais et le rôle des sols dans l'amplification spectrale à basse fréquence. De plus, nous développons une méthode empirique de génération stochastique d'accélérogrammes synthétiques non-stationnaires qui permet d'obtenir pour une magnitude, une distance et un type de sol, plusieurs enregistrements susceptibles d'être générés au site considéré. Par ailleurs, l'exploitation des enregistrements de profondeur de Kik-net permet d'explorer la question du domaine de validité des modèles prédictifs et de préciser le cas où on extrapole les prédictions. Enfin, nous étudions le comportement non-linéaire des sols.

This thesis intends to characterize ground motion during earthquake. This work is based on two Japanese networks. It deals with databases of shallow events, depth less than 25 km, with magnitude between 4. 0 and 7. 3. The analysis of K-net allows to compute a spectral ground motion prediction equation and to review the shape of the Eurocode 8 design spectra. We show the larger amplification at short period for Japanese data and bring in light the soil amplification that takes place at large period. Ln addition, we develop a new empirical model for simulating synthetic stochastic nonstationary acceleration time histories. By specifying magnitude, distance and site effect, this model allows to pro duce many time histories, that a seismic event is liable to produce at the place of interest. Furthermore, the study of near-field borehole records of the Kik-net allows to explore the validity domain of predictive equations and to explain what occurs by extrapolating ground motion predictions. Finally, we show that nonlinearity reduces the dispersion of ground motion at the surface.