3D-моделирование сейсмических барьеров: как защитить здания от землетрясений

Ученые из МФТИ, Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис совершили прорыв в защите от землетрясений. Они создали первую в России подробную трехмерную модель сейсмических барьеров – траншей, заполненных специальным материалом (например, гравием), которые призваны гасить разрушительную энергию подземных толчков еще до того, как она достигнет зданий.

3D-моделирование сейсмических барьеров: как защитить здания от землетрясений

В отличие от предыдущих двумерных расчетов, новая 3D-модель показала, как волна обходит барьер с боков (флангов), что происходит на краях защитной системы и как оптимально расставить несколько рядов траншей. Для расчетов использовался сложный метод, точно описывающий поведение сыпучего гравия, который по-разному ведет себя при сжатии и растяжении.

Результаты моделирования впечатляют. Один сплошной барьер снижает амплитуду поверхностных волн примерно вдвое. А система из десяти барьеров (высотой 2 м и шириной 20 м с промежутками по 6 м) способна снизить колебания уже в четыре раза.

Главный вывод исследования: чем больше размер барьера по сравнению с длиной сейсмической волны, тем он эффективнее. Трехмерное моделирование позволило доказать, что параллельные ряды барьеров отлично справляются с «утечкой» энергии по бокам. Теперь у инженеров есть точный инструмент: зная частоту ожидаемого землетрясения, можно рассчитать необходимое количество и глубину траншей для защиты конкретного объекта.

Читайте также

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд