ISS non linéaire robuste et efficace avec Code_Aster et MISS3D

par A. Nieto-Ferro, G. Devesa et N. Greffet, EDF R&D / AMA

Le chaînage Code_Aster – MISS3D, opérateur CALC_MISS), basé sur un couplage de type BEM-FEM, permet de prendre en compte l’interaction sol-structure (ISS) dans les calculs dynamiques en analyse sismique. Néanmoins, la résolution étant en fréquence, seuls les problèmes linéaires pouvaient être traités jusqu’à présent avec cette approche.

La nouvelle méthode Laplace-temps, qui passe aussi par l’opérateur CALC_MISS et donc par le calcul des impédances de sol avec MISS3D, permet de réaliser des calculs transitoires non-linéaires avec DYNA_NON_LINE. Ces travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre d’un doctorat encadré par l’Ecole Centrale Paris, EDF R&D et le LaMSID.

En plus du nouveau cas-test MISS03, la nouvelle méthode a aussi été validée sur un cas de type industriel, inspiré du benchmark SMART (maquette de bâtiment asymétrique en béton armé, à l’échelle ¼, qui fut testée sur la table vibrante AZALEE du CEA Saclay).

Photo de la maquette SMART au CEA

On reprend le modèle numérique EF en coques minces du bâtiment, dont les non-linéarités sont dues au comportement endommageant du béton et à la plasticité des aciers, que l’on transpose sur un sol réaliste stratifié linéaire. Puis on compare la solution obtenue avec la nouvelle méthode Laplace-temps à une solution de référence full-FEM où le domaine de sol est maillé jusqu’au rocher (dans notre cas à 130 m de profondeur). On teste différentes positions de l’interface FEM-BEM : au radier superficiel ou enfoncée dans le sol (ce cas correspondrait à la prise en compte de non-linéarités dans un domaine de sol borné et situé sous le radier).

En tenant la solution FEM complète pour référence, les résultats sont positifs sur les spectres de réponse (SRO) et sur les cartes d’endommagement à la fin du séisme.

Endommagement ultime avec la méthode Laplace-temps et l’interface au radier

REFERENCES
[1] A. Nieto Ferro, D. Clouteau, N. Greffet, G. Devésa, On a Hybrid Laplace-Time Domain Approach to Dynamic Interaction Problems. European Journal of Computational Mechanics, 2012.
DOI:10.1080/17797179.2012.731254