Insight into liquefaction by system identification

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Abstract
This paper introduces system-parameter modelling, commonly known as system identification, to the estimation of dynamic soil properties. These methods are optimized for short and non-stationary signals. The Wildlife Site in California, subject to two large earthquakes (Elmore Ranch and Superstition Hills) on 24 November 1987, was used in an example analysis as the associated data are the only publicly available record of buried and surface motions. During the second, larger, earthquake the site soils liquefied. For the first time, both stationary and recursive system-parameter modelling methods were applied to the unique input–output data from the two earthquakes. The results show weakening of the soils system as pore pressure increases. Estimates of natural frequency, damping ratio and participation factor are given. Cet article présente la modélisation par paramétre-systéme, usuellement connue comme systéme d'identification, afin d'estimer les propriétés dynamiques des sols. Ces méthodes sont optimisées pour des signaux sismiques courts et non stationnaires. Le site de Wildlife, en Californie, qui a subi deux séismes majeurs (Elmore Ranch et Superstitions Hills) le 24 novembre 1987 est utilisé pour tester cette méthode, les données de surfaces et souterraines étant disponibles. Pendant le second séisme qui fut de plus grande ampleur que le premier, it y a eut liquéfaction des sols du site. Pour la premiére fois, les m'thodes stationnaires et le modéle récursif par paramétre systéme ont été appliqués sur le jeu de données et ce pour les deux sésmes. Les résultats montrent que les sols s'affaiblissent lorsque la pression interstitielle croit. Des estimations de la fré quence naturelle, du coefficient de tassement et du facteur de participation sont aussi fournies.

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