Исследователи разработали улучшенный метод изучения цунами-риска для мостов, зданий и дорог

Исследователи из Университета штата Орегон разработали усовершенствованный метод моделирования разрушительной силы волн цунами, что открывает путь к повышению безопасности жителей побережья и инфраструктуры. Ключевой проблемой является нестабильность грунта вокруг сооружений во время цунами.

Понимание процессов, с помощью которых цунами дестабилизирует грунт, имеет решающее значение для разработки инженерных методов, способных повысить устойчивость зданий, дорог и мостов к сложным силам, действующим во время цунами. Для этого группа под руководством Бена Мейсона и Гарри Йе из инженерного колледжа OSU использовала центрифугу, которая ранее тестировала устойчивость астронавтов программы «Аполлон» к перегрузкам, оснастив её контейнером с грунтом и водой для масштабируемого моделирования воздействия затопления.

Эта методика позволяет воспроизвести физику затопления на участке грунта длиной 21 метр, глубиной почти 10 метров и шириной более 14 метров — что значительно превышает возможности традиционного волнового бассейна. «Это делается впервые», — отметил Мейсон, подчеркнув сложность логистики и инженерного проектирования контейнера.

Центрифуга с радиусом 9,1 метра, расположенная в Центре геотехнического моделирования Калифорнийского университета в Дэвисе, позволила смоделировать весь процесс наката и отступления цунами. «Ключевое преимущество в том, что мы можем имитировать гораздо больший массив грунта, и после постройки контейнера создание моделей в центрифуге происходит намного быстрее», — пояснил Мейсон.

С помощью высокоскоростной видеосъёмки учёные могут детально изучать процессы в грунте, такие как размыв (скоринг) и изменение порового давления воды с течением времени. «Всё это важно для понимания поведения грунта вокруг прибрежной инфраструктуры и того, как защитить её при следующем цунами», — заключил исследователь. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Scientific Reports.