“一碗果冻效应”提高了高层建筑在卡斯卡迪亚地震中倒塌的风险
'Bowl of Jello effect' raises risk of tall buildings collapsing in Cascadia quake, scientists say
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https://www.nwnewsnetwork.org/post/bowl-jello-effect-raises-risk-tall-buildings-collapsing-cascadia-quake-scientists-say
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Tom Banse| Mar. 13, 2019
郑哲 译
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图一：本周公布的研究报告指出，西雅图和其他西北城市中心的摩天大楼在大地震中的摇晃可能比预期更为剧烈。
图片来源：TOM BANSE / NW NEWS NETWORK
一项模拟卡斯卡迪亚（Cascadia）大地震影响的研究项目发现：现代高层建筑的倒塌风险比以前认为的要高。
华盛顿大学M9项目相关的地震学家和结构工程师使用超级计算机对卡斯卡迪亚（Cascadia）近海断层带进行了数十次9.0级断裂的三维仿真模拟。华盛顿大学教授Jeff Berman说，模拟结果显示在普吉特海湾低地和威拉米特河谷下方广阔的沉积物盆地中的振动增强。受影响的城市包括西雅图、塔科马、埃弗雷特、波特兰和附近的俄勒冈州图拉丁。
Berman说，当大地震发生时这些盆地的地质会放大地震的能量。他称这种放大效应为“一碗果冻效应”。
“如果你摇动一碗果冻，你可以让果冻晃动的比碗更快，”他在接受采访时解释道，“这正是（地震时）盆地中发生的事情。地面运动进入盆地时，地表下的盆地周围的火山岩就像你所晃动的这个碗，但火山岩更为坚硬。”
Berman表示，现有高层建筑中按照最低标准建造的建筑大约占20％，可能高达25％。这些最低标准建造的建筑物（在大地震中）可能会倒塌。
图二：科学家们对具有不同起点和断裂程度的Cascadia巨型地震进行了多次三维模拟。
图片来源：NASSER MARAFI/UNIVERSITY OF WASHINGTON
结构工程教授表示，他最担心的是超过10层高的建筑物受到放大的地面运动影响而产生的晃动。Berman表示，像Cascadia巨型地震这样“高后果，低概率”事件中高层建筑物倒塌的风险在5％到10％之间。Berman的研究没有涉及低层住宅，他说这些房屋的晃动量不会太大。
美国地质调查局研究员Art Frankel表示，盆地效应可以将地震的严重程度放大两到三倍。9.0级Cascadia大地震的强烈震动可持续两分钟，但这两分钟却将感觉像是永恒的瞬间。
周二在华盛顿大学的一个礼堂前，M9项目中的Frankel, Berman和其他主要研究人员展示了研究结果和场地反应。这些展示是该研究行动最终研讨会的一部分，该研讨会于2014年拉开帷幕。
美国国家科学基金会资助的多学科研究中心尝试模拟太平洋西北地区九级地震的场景，并研究人们如何减少灾难性后果的影响。M9项目的地震模拟使西雅图和贝尔维尤市提高了240英尺高的新高层设计标准。新实施的规范要求高层建筑更坚固。
“我们非常感兴趣并关注了M9项目，”西雅图建设与监管部的岩土工程组主管Susan Chang说。她说，因为主管部门新的规则于12月生效，现在进入设计审查的所有高层建筑都必须考虑最新的地震科学，即考虑盆地放大效应的影响。在回答观众提问时，Chang说，西雅图市没有任何重新审查已经建成的建筑物的计划。“把盆地效应纳入建筑规范需要做很多的工作，”她说，“这是一种局部效应。”
成千上万的人在西雅图、塔科马、贝尔维尤和波特兰的高层建筑中工作或生活。这些高层建筑基于一种设计规范进行设计。但基于该规范，建筑物受到的最大的地震力低于现在认为可能的最大地震力。
FEMA的太平洋西北地区地震和海啸项目主任Amanda Siok表示，担心这次最新的地震研究可能会引起公众的宿命论反应。
“我们都将死去，我们无计可施。”她概括了一个可能的（公众）反应。
周二Siok在研讨会上说：“我们需要让公众找到他们自己认为可行的行动方法。”这些方法可能包括个人准备措施、公众对政府官员施加“更多基层压力”以改善基础设施，提高灾害韧性。
Berman强调，他的团队研究对象——闪亮的现代建筑——通常比政策制定者和应急准备专家最近关注的旧而脆弱的砖石建筑更安全。他说他想扩大关于地震加固的讨论。
Berman说：“在这种情况下建筑物20％的倒塌概率可能看起来很高，然而，此类事件发生的概率很低，实际上并没有造成生命损失的巨大可能性。但我们应该从这些信息中学习，并对旧结构进行各种改进和改造。因为我们生活在高地震风险的区域。”
地震学家称，太平洋西北地区已进入下一个Cascadia近海断裂带断裂的广阔窗口期。 下一次地震很可能由西北大城市下面的许多浅层地壳断层之一的断裂引起。一位在西雅图工作的美国地质调查局研究员表示，她的下一个重点是对地壳断层（如西雅图断层和南惠德贝断层）引起的振动进行3-D模拟。
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郑哲
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