Как землетрясения превращают землю в суп

земля

20010,0,3500,Во время землетрясения земля не всегда просто дрожит и катится. В некоторых местах твердая земля поворачивает жидкость и может глотать автомобили и дороги, или даже свалить здания, которые могут покоиться поверх слабеющей почвы. Это «сжижение» может быть самой разрушительной частью бедствия. Ученые долго пытались изучить явление, но теперь исследователи говорят, что многие из этих экспериментов испорчены и точно не представляют реальные условия.

В отложениях как песок зерно ставит друг на друга поверх друг друга и создает скелетную сеть. Энергия землетрясения толкает и сжимает зерна осадка вместе и скелетный крах. Этот крах вызывает все зерно ближе вместе, закрывающийся в стенах вокруг грунтовых вод промежуточное зерно. Молекулы воды выражают несогласие с песком, поднимая гидравлическое давление, таким образом, это достаточно сильно для принуждения зерна контакт друг с другом, в то время как сотрясение позволяет зерну с готовностью перемещаться.

Эти две вещи делают его так, каждая кость в скелете была испугана и выдвинута обособленно, и земля становится как жидкий раствор и сжижает.Но не все отложения равны. Ученые и инженеры создали методы и модели, чтобы проверить различные отложения и предсказать, где сжижение, скорее всего, произойдет. Это помогло бы градостроителям избежать восприимчивых к сжижению областей при размещении важной инфраструктуры как дамбы или газопроводы, которые могут разорвать и начать огни во время землетрясения.

Такое знание могло также помочь ученым создать методы для снижения рисков сжижения.Но инженер-геотехник Эми Рекэнмакэр, адъюнкт-профессор в университете южной Калифорнии (USC) в Лос-Анджелесе, говорит, что на этих испытаниях “понимание физики не было полно”. Люди не думали о сжижении правильно, добавляет коллега Рехенмахера, Дэниел Лэкелэнд, выпускник доктора философии в гражданском строительстве в USC. “Исторически, люди полагали, что это было неистощенным процессом”, значением, что вода в поровом пространстве осадка не уплывает.

Ученые знали, что вода будет течь через отложения во время землетрясений, но Лэкелэнд говорит, что “предположение было то, что поток не был важен”. Идея состояла в том, что давление землетрясения растет намного быстрее, чем вода может уплыть для освобождения его, почти в 10 раз быстрее, таким образом, не имело значения, если вода перемещалась.Для понимания, который сжижают отложения ученые могли использовать испытание, где они встряхивают затопленный осадок, обернутый в водонепроницаемую кожу, чтобы предотвратить поток и измерить давление, когда осадок сжижает. Но Рехенмахер говорит, что этот подход делает неправильное предположение, что сжижение произошло бы в местном масштабе в некоторой части депозита осадка.

Если бы вода и давление никогда не мигрировали, то почвы сжижали бы внезапно право, где они были.Для получения лучшего смысла того, как сжижение работает бригада построила модель, более точно тиражировавшую то, что происходит в реальном мире.

Модель показала, что, как только гидравлическое давление углубляет в песках, вода может начать высушивать почти так быстро, как давление строит, таким образом, давление фактически распространяется через поры осадка, исследователи сообщают в майском выпуске Продолжений Королевского общества A. Это движение создает волну давления, путешествующего через осадок, пока это в конечном счете не накапливается на себе и новичках сжижения где-то в другом месте, возможно где-нибудь неожиданный.“Этот поток помещает, где сжижение произойдет”, заявляет Лейкленд.

При игнорировании потока то все, что имеет значение, – то, как трудно землетрясение сжимает осадок, “и Вы не будете видеть различия в месте от одного места до другого относительно того, на что похоже давление”. Рехенмахер говорит, что не завоевание этой части физики привело “к большой неспособности тех испытаний лаборатории предсказать сжижение”. Используя эти испытания, ученые не смогли точно точно определить, какие области будут самыми безопасными или самыми опасными во время землетрясения, создавая трудности при попытке смягчить ущерб от землетрясения.

Существуют другие возможности, также. Если вода перемещается через землю, она могла бы загрузить против еще некоторого непроницаемого материала, как ил или глина, и вызвать сжижение против той границы, также.

Если бы глина или ил находятся на склоне, который привел бы к катастрофическим оползням.Инженер-геотехник Росс Булэнджер, преподаватель в Калифорнийском университете, Дэвис, говорит, что авторы делают правильное замечание. “Я думаю, что их модель делает хорошую работу по завоеванию этой важной части физики”. Поскольку испытания лаборатории не могут составлять поток жидкости вообще, Булэнджер говорит, что испытания не могут отразить поведение сжижения в реальном мире, и много людей игнорирует это. Но он также говорит, что были некоторые люди, действительно знавшие, что поток жидкости важен и попытался составлять его в прошлом.

Лейкленд признает, что люди видели результаты потока жидкости в некоторых специализированных экспериментах, но он говорит, что “никто не придумал объяснение его”. Он говорит теперь, что мы можем “быть уверены, что сделали модель, отлавливающую все физические явления”.Рехенмахер надеется, что их новая модель поможет инженерам, и градостроители улучшают анализ рисков сжижения и идентифицируют места, “которые ранее, как думали, не были проблемой”. Лейкленд думает, что работа могла однажды помочь “предотвратить огромный потенциальный ущерб” путем помощи планировщикам в проектировании более безопасных городов и смягчении удара от сильного землетрясения.

*Исправление, 24 марта, 8:29: Эта статья ранее заявила, что Дэниел Лэкелэнд является инженером-строителем в USC, и что Эми Рекэнмакэр чувствовала, что исследование поможет идентифицировать, где сжижение, скорее всего, произойдет. Это было исправлено выпускнику доктора философии в гражданском строительстве в USC, и что Рехенмахер надеется, что модель поможет улучшить анализ рисков сжижения.


KRISTMAS.RU