大國重器！探訪中國首個地震大科學(xué)裝置 來看看它能做什么

進(jìn)一步全面深化改革，天津堅持科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新一起抓，在加強科創(chuàng)園區(qū)建設(shè)的同時，還在發(fā)揮科教資源豐富的優(yōu)勢，用更多國之重器，為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新賦能。在天津大學(xué)里，國家大型地震工程模擬研究設(shè)施，就是通過模擬地震來檢驗建筑物的抗震性能。在未來，像高層建筑、跨海大橋也許就將會有更多更優(yōu)的抗震新方案。

模擬地動山搖，國之重器如何助力防災(zāi)減災(zāi)，走，跟我一起去看看。

整個試驗中心約有10層樓高，巨大的空間可以滿足大尺寸的模型試驗。

天津大學(xué)國家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長 劉銘劼：我們這個場地高度有31米，跨度有43米，這部分區(qū)域的長度是120米。我們這個振動臺臺面尺寸20米乘16米，最大載重1350噸，大概是二十多輛重載卡車的重量。我們在滿載情況下可以運行的最大加速度是2.0個重力加速度。這么大的加速度實際上已經(jīng)超過了我們9度烈度條件下的地震動的水平。

為什么要“人造地震”？這是目前研究結(jié)構(gòu)抗震性能最直接的試驗方法，為工程的設(shè)計、建造提供依據(jù)。這個地震大裝置可以真實復(fù)現(xiàn)國內(nèi)外發(fā)生過的4700多條有記載的地震活動，可觀測工程結(jié)構(gòu)在地震中的損傷和破壞情況。現(xiàn)在，科學(xué)家們要對振動臺上一座1∶1大小的七層鋼框架結(jié)構(gòu)的建筑模型，開展抗震水平測試。

天津大學(xué)國家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長 劉銘劼：我們安裝的傳感器加在一起有500多個，那么這些傳感器它的精度也都是非常高的，比方說我們測量結(jié)構(gòu)變形的傳感器，它的最小測量的值是0.1個毫米，比我們頭發(fā)絲直徑還要再小。

每個傳感器每秒可以測試1000次數(shù)據(jù)，高速采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖抑?，讓科研人員了解建筑在地震中的位移、形變等情況。那么這棟七層樓的建筑能否承受住9級烈度的考驗?zāi)?？振動馬上開始。

天津大學(xué)國家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長 劉銘劼：通過這些數(shù)據(jù)我們可以看到，目前這個建筑物對于我們輸入地震動的放大的程度和我們預(yù)期的指標(biāo)是非常接近的，我們的地震大裝置的秘密實際上都藏在我們的地下室。

天津大學(xué)國家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長 劉銘劼：這里面就是安裝我們大型振動臺的液壓作動器的場地，一共有46條作動器，這里面豎向的作動器最大的出力是450噸，水平向的最大的出力是250噸，每一條作動器的控制精度可以到0.1個毫米。

以往，受振動臺尺寸的限制，抗震性能試驗只能把建筑物等比例縮小，而大型振動臺，可以實現(xiàn)建筑1∶1還原，試驗結(jié)論更為準(zhǔn)確，對于地震多發(fā)地區(qū)的民房抗震性能提升等領(lǐng)域極具科研價值。

天津大學(xué)國家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長 劉銘劼：我們這里面是世界上唯一的一套，可以實現(xiàn)水下雙臺地震、波浪、水流聯(lián)合模擬的一個試驗裝置，可以在3米水深下工作，可以針對我們的跨海大橋、海上風(fēng)電這些海上“超級工程”進(jìn)行更加真實的地震模擬研究。

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