Forskere udvikler metode til at teste seismisk sårbarhed af vandrørledningssystemer

Finansmænd og investeringsplanlæggere arbejder med risiko og vurderer dem hver dag.

En forsker ved University of Texas i Arlington tager de samme principper om risikoaversion og anvender dem på ingeniør- og modelleringsmetoder.

Målet:Bestem hvilke dele af bysystemer, der skal udskiftes for at modstå jordskælv.

Mohsen Shahandashti, en adjunkt i civilingeniør, modtog for nylig en $399, 933 tilskud fra National Science Foundation til at udvikle en algoritme, der modellerer virkningerne af jordskælv på vandledningsinfrastruktur. Modellen vil bestemme, hvordan man bedst kan bruge begrænset infrastrukturfinansiering til at gøre rørledninger mindre udsat for jordskælvsskader.

Jay Rosenberger og Victoria Chen - begge professorer i industri, Afdelingen for produktion og systemteknik – og professor Simon Chao i civilingeniørarbejde er med-hovedefterforskere på projektet.

"Der er altid en risiko i rehabiliteringsprojekter, at du træffer en forkert beslutning, især når du arbejder med rør, der har været begravet i årtier, "Shahandashti sagde. "Optimeringsalgoritmen, som vi skaber, bruger principper lånt fra kvantitativ finansiering til at løse problemet med, hvilke rør der skal udskiftes, så samfund kan træffe de bedst mulige beslutninger for brugen af ​​deres infrastrukturmidler."

Vandadgang kan være vanskelig efter større jordskælv. Efter jordskælvet i Northridge i 1994, Californien, beboerne var uden vand i omkring en uge, og brandmændene var ikke i stand til at slukke brande på grund af skader på byens rørledningssystem. Det jordskælv havde en styrke på 6,7, sammenlignet med de seneste jordskælv på 6,4 og 7,1 i det sydlige Californien.

Shahandashti håber, at hans forskning vil give byer mulighed for mere præcist at forudsige, hvor rørledninger er mest sårbare, så de proaktivt kan reparere og udskifte rør og undgå lignende vandafbrydelser.

"Vandledningsnetværks seismiske sårbarhed er ikke undersøgt godt, og vi ved, at jordskælv vil ramme underjordiske rør, " han sagde.

Rosenberger og Chen, sammen med flere af deres elever, arbejder på at skabe optimeringsalgoritmen. Chao er ekspert i jordskælvsteknik.

"Rent drikkevand er en nødvendighed for vores lokalsamfund, og alt, hvad vi kan gøre for at sikre, at folk i jordskælvsudsatte områder vil se begrænsede afbrydelser i deres adgang til vand, vil gøre disse byer mere beboelige, "Formand for Civil Engineering Department Ali Abolmaali sagde. "Dette projekt kombinerer beslutningsvidenskab og infrastrukturvurdering på en virkelig ny måde, og hvis Dr. Shahandashtis algoritme fungerer så godt som hans tidlige resultater indikerer, at det kan, forskningen kan have en vidtrækkende indflydelse på, hvordan byer vedligeholder deres vandledninger."

Shahandashtis forskning er et eksempel på, hvordan UTA bidrager til bæredygtige bysamfund, et tema i universitetets strategiplan 2020.

Ud over Shahandashtis projekt, civilingeniører ved UTA udfører forskning i strukturel sundhedsvurdering af kloakrør, fremstilling af betonrør, opgravningsfri konstruktion og rehabilitering, minimal udgravningsteknik, design og test af armeret beton og cementbaserede materialer. C

Civilingeniørfakultetet undersøger også innovative tilgange til katastrofebegrænsning, herunder flere projekter finansieret af National Oceanographic and Atmospheric Administration. I én indsats, UTA udtænker en måde at tage prognoser og metrics fra flere kilder - f.eks. U.S. Geological Survey, U.S. Army Corps of Engineers og universiteter landsdækkende – og slå dem sammen til en integreret prognose, der lettere kan forstås under store vejrbegivenheder. En separat undersøgelse undersøger data fra det fælles polære satellitsystem for at forbedre forudsigelsesmodeller omkring snesmeltning, afstrømning og oversvømmelse.