Ochrona budynków przez upłynnieniem gruntu
Wywołane trzęsieniem ziemi upłynnienie gruntu stało się zagadnieniem, które w ciągu ostatnich kilku lat zaczęło przykuwać coraz większą uwagę zarówno naukowców, jak i inżynierów. Zjawisko to ma miejsce wówczas, gdy wstrząsy powodują, że nawodnione masy sypkiego gruntu nagle tracą wytrzymałość, co prowadzi do tego, że zachowują się bardziej jak ciecz, a nie jak ciało stałe. Na skutek działania tych sił zniszczeniu ulegają także budynki – mogą się zapaść lub przewrócić. W Europie i na całym świecie zjawisko to jest przyczyną poważnych uszkodzeń zabudowy, a co za tym idzie strat ekonomicznych. Finansowany przez UE projekt LIQUEFACT realizowany jest przez interdyscyplinarną grupę naukowców, którzy postawili sobie za cel lepsze zrozumienie stanu odporności europejskich społeczeństw na skutki upłynnienia gruntu wywołanego trzęsieniem ziemi. Ich zadaniem było opracowanie szeregu interwencji wzmacniających grunt, które mogłyby zmniejszyć wpływ takich katastrof na mieszkańców zagrożonych obszarów.
Zrozumieć wpływ na społeczności
Zespół projektu LIQUEFACT opracował szereg narzędzi technicznych i biznesowych, aby pomóc inżynierom, zarządcom obiektów i decydentom w lepszym zrozumieniu wpływu, jaki na budynki może mieć zjawisko upłynnienia gruntu w wyniku trzęsienia ziemi. Ponadto opracowano narzędzia służące do identyfikacji opłacalnych interwencji, które mają na celu zmniejszenie podatności budynków na uszkodzenia i zwiększenie ich odporności na skutki upłynnienia gruntu w przyszłości. „Narzędzia zostały opracowane w drodze iteracyjnego procesu badawczego, w ramach którego przetestowano zarówno ich podstawy naukowe, jak i praktyczne zastosowanie biznesowe na podstawie szeregu hipotetycznych scenariuszy trzęsień ziemi”, mówi Keith Jones, koordynator projektu. „Przy każdej iteracji zespołom badawczym zadawano pytanie: co z tego wynika?, aby upewnić się, że ich prace koncentrują się na głównym celu projektu LIQUEFACT, czyli na poprawie odporności społeczności na zjawisko upłynnienia gruntu wywołane trzęsieniem ziemi”.
Łagodzenie skutków upłynnienia gruntu
Zespół LIQUEFACT opracował mapy makrostref i mikrostref ukazujące obszary zagrożone upłynnieniem gruntu w całej Europie, a także narzędzie do szybkiej oceny ryzyka. To narzędzie pozwala zarządcom budynków dokonywać oceny podatności konstrukcji oraz szacować potencjalne skutki upłynnienia gruntu w wyniku trzęsienia ziemi na ich zasoby budowlane. „Ponadto w ramach projektu LIQUEFACT poddano testom trzy interwencje mające na celu zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia zjawiska upłynnienia gruntu – przetestowano je na przykładzie obiektu zlokalizowanego w północnych Włoszech, gdzie posłużono się »mega shakerem« do symulacji upłynnienia gruntu wywołanego trzęsieniem ziemi”, wyjaśnia Jones. Narzędzia biznesowe opracowane przez zespół projektu obejmują metodologię w zakresie szacowania kosztów w stosunku do korzyści oraz planowania zarządzania budynkiem, co daje użytkownikom możliwość zbadania potencjału różnych strategii łagodzących. Narzędzia te pozwalają zarządcom budynków oceniać funkcjonalną wydajność budynków i opracowywać najlepsze plany modernizacji istniejącej zabudowy. „Narzędzia techniczne i biznesowe zostały zintegrowane z oprogramowaniem LIQUEFACT, tym samym umożliwiając zainteresowanym stronom – zarówno tym posiadającym przygotowanie techniczne, jak i tym bez takiego przygotowania – ocenę podatności na upłynnienie gruntu w wyniku trzęsienia ziemi oraz odporności na skutki tego zjawiska w odniesieniu do pojedynczych aktywów budowlanych oraz do grupy takich aktywów”, dodaje Jones.
Interdyscyplinarny charakter projektu
Na wczesnych etapach projektu zespoły badawcze musiały rozwiązać problem rozbieżnych interpretacji pojęcia „odporności” w kontekście kilku dyscyplin naukowych. W tym celu uczeni zorganizowali jednodniowy błyskawiczny test, podczas którego grupy opracowujące narzędzia biznesowe wcielały się w rolę klientów, a zespoły opracowujące rozwiązania techniczne – w rolę konsultantów. „Wyniki testu stały się wspólnym punktem odniesienia dla przyszłych warsztatów rozwojowych, dzięki czemu wszystkie zespoły badawcze były ukierunkowane na dostarczenie praktycznych wyników projektu”, podsumowuje Jones.
Słowa kluczowe
LIQUEFACT, upłynnienie, zarządzanie aktywami budowlanymi, ocena ryzyka, trzęsienie ziemi, infrastruktura, budynki, łagodzenie
