亲历地震悉尼大学研究生立志研究土壤液化

2016-01-20 08:18:00 来源：《澳华财经在线》 编辑：L.Zhang 文章类型：转载

悉尼大学土木工程学院在读硕士研究生王圣哲认为，人类对土壤行为的了解程度仍然停留在较低水平。

经历了2013年新西兰首都惠灵顿6.5级地震后，23岁的王圣哲离开了他所在专业咨询公司，放弃了结构工程师工作，怀着避免未来灾害发生的愿望，去攻读土壤运动的研究学位。

经过千百年来大规模的建筑和古迹建造，你可能认为科学家们了解了我们所站立地表的行为。

“我们的安全可能就取决于对于仅仅是少量砂砾行为的认识，”他说，“我的研究是探讨土壤在例如地震等极端条件下是如何反应的，特别是当这种行为由于引入孔隙水而变得更加复杂的时候”。

王圣哲表示，土壤的强度可能因为重型机械作业、打桩、爆炸或地震等影响而发生改变。这可能会产生灾难性的后果，如土壤的液化表现。

“由于地面震动引起水压过多积聚，潮湿的土壤完全失去强度就发生了液化，”他解释说，“2011年的新西兰基督城地震引发的就是这种现象。整个城市见证了土壤液化造成的广泛破坏。

“因此，避免在有易液化的广泛饱和土壤的地面上建造建筑物，或者必须进行比如说抽干地表水分的土壤修复计划是有道理的。在规划城市和郊区时，通过充分了解土壤液化，我们就会知道确切在哪个地方或不能在哪个地方建造我们的建筑物和放置我们最重要的基础设施。这可能挽救生命，或者节约数十亿美元的维修费用，”他说。

激励王圣哲进行研究的一个因素是他亲历惠灵顿地震的体验。“当时我是在建筑的9楼，”他说。“突然，大楼从一边摇晃到另一边。我看见墙壁开裂，书从架子掉下来。那感觉就像在一艘船上漂荡。”这次使人紧张不安的体验成为了鼓励他在澳大利亚的进行地震相关研究的催化剂。

“我拿出一个小的土壤样本，并把它放入一台机器。然后，我让样品接受猛然冲击，“王圣哲说。“这将会让机器上的传感器给我提供信息，让我计算出土壤的强度或者它可以支持多少负荷。”

在这些实验中，他也对采用哪种土壤进行测试，加入多少的水分，并让材料经受哪种冲击做出一系列决定。

到目前为止，他已经测试了三种类型的多孔材料，并且将对第四种进行最后一批试验。

王圣哲的博士生导师沈鲁明教授说，研究小组的目标是了解水和土壤颗粒之间的互动关系，并强调有必要在地震活动频繁的国家，包括中国，在建造和设计规范中考虑土壤液化。

王圣哲的研究将首开建筑土壤液化研究的先河，系统地研究在冲击载荷作用下，颗粒尺寸分布，颗粒形状和水成分对多孔介质行为产生的影响和效果。

这项研究将揭示在潮湿的多孔介质中控制颗粒和水相互作用的关键因素，从而帮助工程师了解地震中土壤液化背后的物理学。

有关土壤和沙的5个有趣事实

•土壤是一个生命系统。一把泥土里的细菌数量甚至比地球上人的还多。超过60亿！

•地球上沙粒的总数约等于组成可观测宇宙的2000亿个星系之中所有恒星的20％的数量。

•建造出来最高的沙堡测量出来有14米，大约是四层楼的高度。

•主要由于风和水的侵蚀，每年大约有50000平方公里（相当于哥斯达黎加大小的面积）的表土在流失。

•和好莱坞电影相反，人体的密度让我们不可能在流沙中下沉。我们实际上是会浮起来的。

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