大國(guó)重器！探訪中國(guó)首個(gè)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(jiān)持科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新一起抓，在加強(qiáng)科創(chuàng)園區(qū)建設(shè)的同時(shí)，還在發(fā)揮科教資源豐富的優(yōu)勢(shì)，用更多國(guó)之重器，為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新賦能。在天津大學(xué)里，國(guó)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(yàn)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(huì)有更多更優(yōu)的抗震新方案。

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

　　整個(gè)試驗(yàn)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(yàn)。

　　天津大學(xué)國(guó)家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長(zhǎng) 劉銘劼：我們這個(gè)場(chǎng)地高度有31米，跨度有43米，這部分區(qū)域的長(zhǎng)度是120米。我們這個(gè)振動(dòng)臺(tái)臺(tái)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?cè)跐M載情況下可以運(yùn)行的最大加速度是2.0個(gè)重力加速度。這么大的加速度實(shí)際上已經(jīng)超過了我們9度烈度條件下的地震動(dòng)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(yàn)方法，為工程的設(shè)計(jì)、建造提供依據(jù)。這個(gè)地震大裝置可以真實(shí)復(fù)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外發(fā)生過的4700多條有記載的地震活動(dòng)，可觀測(cè)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(duì)振動(dòng)臺(tái)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(cè)試。

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

　　每個(gè)傳感器每秒可以測(cè)試1000次數(shù)據(jù)，高速采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖抑校尶蒲腥藛T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(jí)烈度的考驗(yàn)?zāi)兀空駝?dòng)馬上開始。

　　天津大學(xué)國(guó)家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長(zhǎng) 劉銘劼：通過這些數(shù)據(jù)我們可以看到，目前這個(gè)建筑物對(duì)于我們輸入地震動(dòng)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(shí)際上都藏在我們的地下室。

　　天津大學(xué)國(guó)家大型地震工程模擬研究設(shè)施科學(xué)工藝部部長(zhǎng) 劉銘劼：這里面就是安裝我們大型振動(dòng)臺(tái)的液壓作動(dòng)器的場(chǎng)地，一共有46條作動(dòng)器，這里面豎向的作動(dòng)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(dòng)器的控制精度可以到0.1個(gè)毫米。

　　以往，受振動(dòng)臺(tái)尺寸的限制，抗震性能試驗(yàn)只能把建筑物等比例縮小，而大型振動(dòng)臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)建筑1∶1還原，試驗(yàn)結(jié)論更為準(zhǔn)確，對(duì)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(jià)值。

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