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世界最大地震工程模擬研究設施落戶天津,你了解多少?

地震是人類生存的地球上最嚴重的自然災害之一,造成的人員傷亡和經濟損失是巨大的。人類雖然無法阻止並難以預防地震的到來,但是可以盡量減少地震帶來的損害。

據新華社2018年8月報導,我國將在天津建設世界上最大的地震工程模擬研究設施。該設施建成後,對於保障土木、水利、海洋、交通等重大工程的安全具有重要意義。

“國之重器” 巨資打造

地震模擬振動台是研究結構地震破壞機理和破壞模式、評價結構整體抗震能力和衡量減震、隔震效果的重要手段和設施,被廣泛應用於研究結構的動力特性、設備抗震性能、檢驗結構抗震措施等方面,同時在原子能反應堆、海洋結構工程、水工結構、橋梁工程等領域也起著重大作用。

目前天津大學牽頭建設的大型地震工程模擬研究設施將建設的地震模擬振動台(台面尺寸20米×16米,載重1350噸)能同時模擬地震與水下波流耦合作用的振動台台陣試驗裝置。這也是黨的十八大以來,繼貴州“天眼”(FAST)、廣東散裂中子源、上海光源線站等之後,我國投入巨資打造的又一“國之重器”。

該設施建成後,將超越日本的E-Defense成為世界上最大的三維地震模擬振動台,同時,將會對全世界開放,實行設施、數據、成果共享,大幅提升我國工程技術領域的創新能力和水準。

地震模擬振動台(天津大學籌建)

日本兵庫縣國家防災科學技術研究所的E-Defense是到目前為止世界上最大的三維地震模擬振動台為,能同時在上下、左右、前後三個方向運動。該振動台建造於2005年,台面尺寸20米×15米,承載能力1200t。

日本地震模擬振動台E-Defense

現代抗震理論發展的產物

世界上最早建立振動台的國家是日本和美國。其中,日本作為地震多發國家積累了很多高質資料,且其抗震理論受到實際地震的驗證,有力地促進了抗震理論的發展,得以在世界地震工程學界發揮領導作用。

最初的抗震試驗研究主要在室外進行,通過將強震觀測儀器設置在震區的房屋結構上,等地震到來時觀測記錄房屋結構在強地震作用下的反應。由於強地震稀少,靠在地震區建築物上進行強地震觀測來獲取地震反應的數據機會非常少,且實驗周期長,滿足不了抗震研究的發展需要。

“地震模擬振動台”的出現成功解決了這些問題。在模擬實驗台面上可以真實地再現各種形式的地震波,而建築結構在地震作用下的破壞機理也可以直觀地被了解,是目前研究結構抗震性能最直接也是較準確的試驗方法。不僅能夠為工程結構的抗震減災技術發展提供重要的理論支撐,還將為現代抗震理論體系的創新和完善夯實理論基礎。

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