研究揭示了地震期间土壤液化的新见解
发布时间:2023-09-27 21:14:27|来源:本网翻译|作者:

  研究揭示了地震期间土壤液化的新见解,土壤液化是地震期间发生的一种破坏性现象,传统上与​​地震震中附近的不排水条件有关。然而,耶路撒冷希伯来大学和斯特拉斯堡大学的 Shahar Ben-Zeev 博士进行的新研究揭示了一个非凡的发现:即使在地震能量密度非常低的情况下,在排水条件下也可能发生液化。这项研究为长期以来困扰科学家的地震远场液化事件提供了全面的解释。


图片来源:Pixabay/CC0 公共领域

  该工作发表在《自然通讯》上。

  土壤液化是地震期间常见的自然灾害。液化是与地震相关的最具灾难性的现象之一。在液化过程中和液化后,建筑物和基础设施会下沉、漂浮和倾斜,地面可能会扩散、开裂、沉降或引发山体滑坡。液化损害往往会导致大量人员伤亡、生命线被破坏以及经济损失,甚至可能导致以前居住的地区完全被遗弃,对社区的复原力构成重大挑战。

  传统上,液化被理解为在高能量密度条件下发生的主要不排水过程。这种传统观点使许多地震液化事件无法解释,特别是那些发生在远离地震震中的事件,那里的能量密度明显较低。

  Shahar Ben-Zeev 博士在耶路撒冷希伯来大学的 Einat Aharonov 教授、斯特拉斯堡大学的 Renaud Toussaint 教授和本古里安大学的 Liran Goren 教授的指导下进行了这项研究,挑战了传统观点。

  他们的发现表明,即使在低地震能量密度水平下,液化确实可以在排水条件下发生。在排水条件下,地震震动促进土壤内的间质流体流动,导致超孔隙水压力梯度的发展和随后的土壤强度损失。排水液化迅速发生,并受到地震能量注入速率的影响。

  这些发现对于我们理解土壤液化具有重要意义。通过考虑一系列排水条件下的土壤液化,我们现在可以更准确地评估其潜在和相关危害。这项研究为地震工程和防备打开了新的大门,有助于减轻易受地震活动影响的地区与土壤液化相关的风险。

  这项研究的独特之处在于其理论工作、数值模拟和实验验证的独特结合。

  此外,在填海造地和人工岛屿建设不断增加的时代,两者都极易发生土壤液化,这项研究变得更加有意义。

  由于过去的地震大多数发生在现代仪器时代之前,地震学家严重依赖对地质特征的解释来编制完整的地震目录。这项开创性的研究从根本上改变了我们对可能导致液化相关地质特征的条件的理解,因此呼吁修改通过标准方法计算的估计地震震级。

  Shahar Ben-Zeev 博士的工作极大地促进了我们对地震引起的土壤液化的理解,并强调了重新评估液化潜力评估的必要性。这项研究为解决地震最具破坏性的后果之一提供了宝贵的见解,为增强地震多发地区的恢复能力带来了希望。

  总之,了解土壤液化至关重要,因为它直接影响公共安全、基础设施恢复力、水资源以及易受影响地区管理和减轻地震后果的能力。这项研究极大地增进了我们的理解,为地震安全和备灾提供了重要的见解。

编辑:澜澜
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