Tsunami-resistente Städte Gebäude


Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Am 29. September 2009 erschütterte eine Erdbeben der Stärke 8,0 Samoa und Amerikanisch-Samoa-Inseln. 20 Minuten später wurden fast Dörfer von vier Tsunami-Wellen von 15 bis 20 Fuß hoch und erreichen bis zu einer Meile landeinwärts überflutet.

Während ein Student an der University of Notre Dame, ich befragt die Effekte aus ein ähnliches Szenario, das verheerende Dez. 2004 Tsunami im Indischen Ozean. Der Tsunami verschlungen ganze Gemeinden Minuten nach Einwohner auf dem Land schwere Erdbeben.

Im Rahmen eines zehnwöchigen Programms arbeitete ich mit Bauingenieur Tracy Kijewski-Correa auf ein Hotel in Thailand, die strukturellen unter den katastrophalen Wellen Schäden modellieren.

Da gibt es eine begrenzte Forschung auf Tsunami laden – die Kräfte, die Auswirkungen auf die Strukturen gebaut – ich verglich die Versagensarten und Momente, die ich in meinem Simulationsmodell für diejenigen aus mehr gründlich fand studiert Naturgefahren wie das Northridge-Erdbeben und Hurrikan Katrina.

Aus dieser Analyse kam ich mit Empfehlungen zur Verbesserung der Bau innerhalb eines Tsunami Überflutung. Eine wichtige Erkenntnis war, dass Strukturen erhöhen oder mit abtrünnigen Wände drastisch reduziert die Kräfte, die eine Struktur, die Verringerung der Bereich unterzogen, um Angriff oder die Möglichkeit einer eingehenden Welle einfach passieren beschädigen können.

Während meine Empfehlungen praktisch erscheinen, kam der lohnendste Teil meiner Forschung am Ende des Sommers, als die Gruppe nach Thailand reiste zu Feld Aufklärung zu betreiben. Aus erster Hand Kontakt mit der Tsunami-induzierten Zerstörung war ernüchternd.

Allerdings sah ich neue Konstruktion, die die konstruktive Maßnahmen verwendet, die mein Forschungsprojekt befürwortet wurde, ich war voller Hoffnung und inspiriert, um Hazard-gefährdeten Küstengemeinden nachhaltig bauen zu helfen.

Bald merkte ich, dass der beste Weg, um dieses Ziel zu erreichen und zu erhalten, ein besseres Verständnis der Tsunami laden durch Diplom-Arbeit mit Dan Cox an der Oregon State University (OSU) O.H Hinsdale Wave Research Laboratory, Teil der National Science Foundation Network Engineering Erdbebensimulation oder NEES.

Aufgrund seiner Nähe zu der Cascadia-Subduktionszone droht ein Erdbeben erzeugt Tsunami vor der Northwestern Pazifikküste der Vereinigten Staaten.

Solch ein Tsunami würde Bewohner in den Küstengemeinden geben wenig Zeit, um auf eine höhere Ebene zu evakuieren, so die Forscher an der Oregon State University Tsunami Bereitschaft zu verbessern untersuchen, indem Sie Schutz innerhalb der Überschwemmung Zone bieten Übernachtungsmöglichkeiten.

Zwei Ansätze sind der Bau von vertikalen Evakuierung Strukturen innerhalb der Überschwemmung-Zone, die Leben retten können, indem Menschen über und schadet Weise bewegen, und Panzerung Gemeinden mit kleinen Deichen, die Tsunami Kräfte auf landwärts Strukturen durch Ablenkung eine ankommende Welle himmelwärts zu reduzieren.

Derzeit arbeite ich an einem Großversuch an der OSU, mit dem ich nicht nur ein State-of-the-Art Wavemaker in eines der größten Welle Forschungseinrichtungen in der ganzen Welt betreiben, sondern auch zu einem Projekt gehören, die direkte Auswirkungen auf die Gesellschaft hat. {{video = "LS_091006_tsunami-Life" Title = "Tsunami Maker" Caption = "ein Tsunami erzeugt durch einen Kolben Wavemaker reist durch eine Klamm, Pausen und wirkt sich auf eine Wand, wodurch es zum Einsturz."}}

Mein Master Abschlussarbeit, "NEES-HouseSmash," soll zu erhalten, ein besseres Verständnis der Welle laden und die Versagensarten der Prototyp Holz und Aluminium Wände Welle Belastung ausgesetzt.

In einfachen Worten, dies geschieht, indem ein Muster oder eine Wand ähnlich wie in einem Küste Heim, in den großen Wellenkanal werden würde und mit einer Tsunami-Welle Zerschlagung (daher der Name "HouseSmash").

Wir haben eine Vielzahl von Wänden über einen Bereich von Wellenbedingungen, jedes Mal, die Erhebung von Daten über das Wellenprofil (Höhe und Geschwindigkeit der Welle) und der Wand Reaktion (Kraft, Druck und Ablenkung von der ankommenden Welle) getestet.

Während dieses Projekt bestand aus fünf verschiedenen Schlüsselexperimente und generiert mehr Daten, als wir wissen, was mit zu tun, entschied ich mich zunächst die Analyse der Daten, die der direkten Einfluss auf die Gesellschaft haben können. Unser Ziel ist es, strukturelle Schäden und Verluste an Menschenleben unter einem Tsunami-Ereignis zu reduzieren.

Eines unserer Experimente festgestellt, dass kleine Dämme verursachen eine himmelwärts Auslenkung einer eingehenden Tsunami-Welle, die verringert folglich die Energie der Wellen und die Kraft auf Strukturen direkt landwärts der Mauer.

Dieser Befund ist ähnlich wie Beobachtungen in Thailand, wo ein Deich am Patong Beach verursacht eine Splash-Up von der Tsunami-Welle und Gebäude dahinter nur bescheidene strukturelle Schäden erlitten. Deichen preiswert und leicht zu bauen sind, sie eine nachhaltige Tsunami Verteidigungsmaßnahme anwendbar für die Küstenbewohner.

Meine aktuelle Forschung untersucht auch, wie Tsunami Änderung zwingt mit Abstand von der Küste entfernt. Ein weiteres Verständnis dieser Beziehung kann Gemeinschaft helfen, Planer Rückschläge zu etablieren und entscheiden über die beste Lage für vorrangige Gebäude wie Schulen, Krankenhäuser und Tsunami Evakuierung Strukturen.

Während sehr praktisch, ist diese Forschung auch sehr technisch, numerische Simulationen, kleine Experimente und veröffentlichten theoretischen Modellen der experimentellen Daten verglichen werden.

Durch diese Vergleiche können wir nicht nur testen, ob unsere experimentellen Daten korrekt sind, aber die effektivste und effizienteste Weg, um Modell Tsunami Überflutung und laden zu finden. Groß angelegte Experimente sind teuer, also wenn wir wissen, dass Computer-Simulationen korrekt sind, das öffnet die Tür für eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten.

Finden Sie weitere Informationen zu den 10-wöchigen NSF Forschung Erfahrungen für Studenten Programm wo Oshnack Umfrage Schaden von dem Tsunami 2004 half, im Notre Dame Artikel "Exploring die lebensrettende Aspekte der Technik".

Oshnack Homepage ist hier zu sehen

  • Alles über Tsunamis
  • Bildergalerie: Asiatische Tsunami-Katastrophe
  • Tsunami-Warnsystem helfen nicht Samoans.

Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.

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