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大国重器!探访中国首个地震大科学装置 来看看它能做什么

火炎运营(https://www.firecms.xin/)2025年04月29日讯息:

进一步全面深化改革,天津坚持科技创新和产业创新一起抓,在加强科创 园区建设的同时,还在发挥科教资源丰富的优势,用更多国之重器,为产业创 新赋能。在天津大学里,国家大型地震工程模拟研究设施,就是通过模拟地震 来检验建筑物的抗震性能。在未来,像高层建筑、跨海大桥也许就将会有更多 更优的抗震新方案。

模拟地动山摇,国之重器如何助力防灾减灾,走,跟我一起去看看。

整个试验中心约有10层楼高,巨大的空间可以满足大尺寸的模型试验。

天津大学国家大型地震工程模拟研究设施科学工艺部部长 刘铭劼:

我们这个场地高度有31米,跨度有43米,这部分区域的长度是120米。我 们 这个振动台台面尺寸20米乘16米,最大载重1350吨,大概是二十多辆重载卡车 的重量。我们在满载情况下可以运行的最大加速度是2.0个重力加速度。这么大 的加速度实际上已经超过了我们9度烈度条件下的地震动的水平。

为什么要“人造地震”?这是目前研究结构抗震性能最直接的试验方法,为 工程的设计、建造提供依据。这个地震大装置可以真实复现国内外发生过的 4700多条有记载的地震活动,可观测工程结构在地震中的损伤和破坏情况。现 在,科学家们要对振动台上一座1∶1大小的七层钢框架结构的建筑模型,开展抗 震水平测试。

天津大学国家大型地震工程模拟研究设施科学工艺部部长 刘铭劼:我们安 装的传感器加在一起有500多个,那么这些传感器它的精度也都是非常高的, 比 方说我们测量结构变形的传感器,它的最小测量的值是0.1个毫米,比我们头发 丝直径还要再小。

每个传感器每秒可以测试1000次数据,高速采集的数据传输到控制室中, 让科研人员了解建筑在地震中的位移、形变等情况。那么这栋七层楼的建筑能 否承受住9级烈度的考验呢?振动马上开始。

通过这些数据我们可以看到,目前这个建筑物对于我们输入地震动的放大 的程度和我们预期的指标是非常接近的,我们的地震大装置的秘密实际上都藏 在我们的地下室。

这里面就是安装我们大型振动台的液压作动器的场地,一共有46条作动 器,这里面竖向的作动器最大的出力是450吨,水平向的最大的出力是250吨, 每一条作动器的控制精度可以到0.1个毫米。

以往,受振动台尺寸的限制,抗震性能试验只能把建筑物等比例缩小,而 大型振动台,可以实现建筑1∶1还原,试验结论更为准确,对于地震多发地区的 民房抗震性能提升等领域极具科研价值。

我们这里面是世界上唯一的一套,可以实现水下双台地震、波浪、水流联 合模拟的一个试验装置,可以在3米水深下工作,可以针对我们的跨海大桥、海 上风电这些海上“超级工程”进行更加真实的地震模拟研究。

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  • 2025年04月28日 (阅读:85次)
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