模拟地震,看看这个国家最重要的设备如何帮助防灾减灾,跟我一起来看看吧。
整个试验中心约有10层楼高,巨大的空间可以容纳大型模型试验。
天津大学国家大型地震工程模拟研究中心科技部主任刘明杰:我们的场地是高31米,宽43米,这个区域的长度是120米。我们的振动台尺寸是20米乘16米,最大负载是1350吨,大概相当于20多辆重型卡车的重量。我们在满载情况下能跑的最大加速度是2.0重力加速度。这么大的加速度,其实已经超过了我们9度烈度条件下地震动的水平。
为什么要“人工地震”?这是目前研究结构抗震性能最直接的试验手段,为工程设计和施工提供依据。这台大型地震装置能真实再现国内外已发生的4700多起有记录的地震活动,可以观测到工程结构在地震中的损伤破坏情况。现在,科学家们准备在振动台上对一座1:1比例的七层钢架建筑模型进行抗震水平试验。
天津大学国家大型地震工程模拟研究设施科技部主任刘明杰:我们一共安装了500多个传感器,这些传感器的精度非常高,比如我们测量结构变形的传感器,最小测量值是0.1毫米,比人的头发丝直径还要小。
每个传感器每秒可以测试1000次数据,高速采集的数据被传输到控制室,让研究人员了解地震过程中建筑的位移和变形情况。那么这座七层楼的建筑能经受住9级地震的考验吗?震动立即开始。
天津大学国家大型地震工程模拟研究中心科技部主任刘明杰:通过这些数据我们可以看到,目前这个建筑对我们输入的地震动的放大程度已经非常接近我们预期的指标了。我们这个大型地震装置的秘密,其实就藏在我们的地下室里。
天津大学国家大型地震工程模拟研究中心科技部主任刘明杰:这是我们大型振动台液压作动器的安装现场,一共有46个作动器,垂直作动器最大出力450吨,水平作动器最大出力250吨,每个作动器的控制精度可以达到0.1毫米。
以往由于振动台尺寸限制,抗震性能试验只能按比例缩小建筑,而大型振动台可以实现建筑1:1还原,试验结论更加准确,在提高地震多发区居住建筑抗震性能等方面具有重要的科学研究价值。
天津大学国家大型地震工程模拟研究设施科技部主任刘明杰:我们这里有世界上唯一能够实现水下双站地震、波浪、海流联合模拟的试验装置,可以在3米水深下工作,可以对我国跨海大桥、海上风电等海上“超级工程”进行更加逼真的地震模拟研究。