Kæmpe jordskælvssimulator for at få en opgradering

University of California, San Diegos udendørs rystebord i Scripps Ranch vil snart give ingeniører en mere sand fornemmelse af det raseri, der udløses, når store jordskælv udbryder steder rundt om i verden,

National Science Foundation gav skolen 16,3 millioner dollars til at opgradere centret, så det mere præcist kan simulere jordskælv, et komplekst fænomen, der i nogle år dræber hundredtusindvis af mennesker verden over.

Bordet er det største af sin art og har gennemført eksperimenter, der har ført til skrappere bygge- og designkoder for broer og boliger. Men det kan kun flytte strukturer frem og tilbage. Skælv kan flytte jorden i mange retninger.

Ingeniører vil ændre bordet, så det også kan bevæge sig op og ned, højre og venstre, og simulere tonehøjden, rul og krøjning, der kan komme med jordbevægelse. I fællesskab disse bevægelser kaldes "seks frihedsgrader".

Opgraderingen involverer tilføjelse af stempler og strøm til et bord, der bruges af forskere fra hele landet til at simulere jordskælv, der er store nok til at sende seismiske bølger, der strømmer gennem jorden i ugevis.

"Vi vil være i stand til at gengive jordskælvsbevægelser med den største nøjagtighed af ethvert rystebord i verden, " sagde Joel Conte, den bygningsingeniør, der fører tilsyn med projektet. "Dette vil fremskynde opdagelsen af ​​den viden, ingeniører har brug for for at bygge nye broer, kraftværker, dæmninger, diger, telekommunikationstårne, vindturbine, støttemure, tunneler, og at eftermontere ældre konstruktioner. Det vil øge modstandsdygtigheden i vores lokalsamfund."

Opgraderingen kommer på et bekymrende tidspunkt i Californien.

I juni, US Geological Survey sagde, at 38 højhuse i San Francisco bygget mellem 1964 og 1994 kunne spænde, hvis de blev ramt af den type jordskælv, der ødelagde byen i 1906. Listen omfatter Transamerica Pyramid i finansdistriktet.

Der er også bekymring for en nyere skyskraber, det 58-etagers Millennium Tower, som har sunket og vippet, gør det mere sårbart over for store jordskælv.

San Diego er også på gyngende grund.

I 2017 Earthquake Engineering Research Institute udgav en rapport, der siger, at 2, 000 mennesker kan dø i San Diego, hvis et jordskælv med en styrke på 6,9 udbryder på Rose Canyon-forkastningen, som løber gennem hjertet af byen. Potentiel ejendomsskade:40 milliarder dollars.

EERI understregede, at tallene kun er skøn, fordi det er svært at modellere jordskælvens kompleksitet med eksisterende modeller og teknologi.

Ikke desto mindre, ingeniører har gjort fremskridt.

Siden det åbnede i slutningen af ​​1980'erne, UC San Diego's Powell Laboratories har været stærkt involveret i at udvikle og teste nøgledele af veje og broer, fører til ændringer i byggeregler.

Rystebordet blev tilføjet i 2004 for at give forskere og ingeniører bedre mulighed for at teste store strukturer, fra trærammebygninger til brosøjler til en 70 fods vindmølle.

Behovet for et sådant bord havde været tydeligt i årtier.

Northridge-skælvet med en styrke på 6,7 i 1994 ser ud til at have fået jorden til at bevæge sig lodret og vandret. Den lodrette bevægelse kan være årsagen til, at nogle brostøttesøjler rejste sig og gennemborede brodækkene.

Sådanne vilde jordbevægelser var ikke ukendte for ingeniører. San Fernando jordskælvet i 1971, som målte 6,6, ser ud til at have fået jorden til at rotere i nogle områder. At, på tur, kan have fået nogle bygninger til at dreje som proptrækkere.

Bevægelsen bidrog til de milliarder af dollars i ejendomsskade, som jordskælvet påførte.

Tabellen er blevet brugt til at simulere nogle af de rystende begivenheder, især Northridge-skælvet.

Det jordskælv forårsagede kollapset af et parkeringshus ved Cal State Northridge. Ingeniører fra University of Arizona byggede en lignende garage i 2008, og så rystede det hårdere end det rigtige skælv.

Eksperimentet afslørede en hel del om, hvordan sådanne strukturer absorberer og distribuerer energi, fører til en styrkelse af de nationale byggeregler.

For nylig, et hold ledet af UC San Diego byggede og testede en fem-etagers bygning, der havde mange af funktionerne på et hospital – såsom en intensivafdeling og en operationssuite – og en fungerende elevator og et sprinklersystem. Målet var at forstå, hvad der ville ske inde på et hospital under et katastrofalt jordskælv.

For at sikre, at de ikke gik glip af noget, ingeniører placerede 500 sensorer i og omkring bygningen, og installeret 70 kameraer.

Derefter simulerede de adskillige højintensive jordskælv, og satte senere en del af bygningen i brand for at gentage en hyppig eftervirkning af jordskælv.

"Det, vi gør, svarer til at give en bygning et EKG, " sagde ledende ingeniør Tara Hutchinson.

Eksperimentet var med til at føre til design af sikrere hospitaler, og det blev efterfulgt af et projekt, der fokuserede på et emne af stor bekymring i Californien - fire-etagers boligbyggerier med træramme, der har garager på første sal.

Strukturerne - hovedsagelig bygget i 1920'erne, 30'erne og 40'erne - anses nu for at være sårbare over for kollaps i et enormt jordskælv.

I 2013 Colorado State University byggede en af ​​strukturerne på rystebordet og udstyrede det med forskellige typer eftermontering for at se, hvad der ville ske.

Resultatet blev godt, og dårlige.

Bygningen overlevede rystetest med eftermonteringen på plads. Da den blev taget ud, ulykke indtraf.

"Der var knirken og knagen, så et tordnende sammenbrud, efterfulgt af støv og snavs, der flyder op, sagde John W. van de Lindt, Colorado State-ingeniøren, der ledede projektet.

Nu, Lindt er ved at udarbejde planer for en 10-etagers bygning, der skal opføres samme sted. Men denne gang, han vil være i stand til at flytte bygningen i enhver retning, han vil.

"USA og Californien har virkelig været på forkant med denne form for forskning, " sagde Lindt. "Opgraderingen vil hjælpe os med at holde trit med verden. Vi har virkelig brug for det her."

©2018 The San Diego Union-Tribune
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.