地震大裝置為防震減災貢獻天大力量
期次：第1314期
作者：□ 本報記者 趙暉 查看：36
目睹一幢7層樓在眼前晃動是什么感覺？2024年8月12日，天津大學國家大型地震工程模擬研究設施（以下簡稱“地震大裝置”）工藝性能自驗收會在北洋園校區舉行，地震模擬振動臺上，一座7層高的框架建筑在專家組面前經受著9度烈度地震的洗禮，一組組珍貴的試驗數據被記錄和分析。這是我國地震工程領域首個國家重大科技基礎設施，能模擬人類歷史上記錄的所有地震。地震大裝置是目前世界性能指標最優、試驗能力最強的重大工程抗震模擬研究設施，該設施的投入使用對于保障土木、水利、海洋、交通等重大工程的安全具有重要意義，將為防震減災貢獻天大的力量。
立項——防震減災伴隨著人類科技進步和日益增長的社會需求，高層建筑、跨海大橋、大型水利水電工程、超長隧道、海底管線、海上風電、海上平臺、大型核電等重大工程越來越多。這些重大工程對抗震安全提出了更高的要求，需要通過物理模型試驗與仿真模擬，開展重大工程安全性研究，保障公共安全。
地震模擬振動臺是開展抗震模擬研究的有效試驗平臺。2009年1月18日，習近平同志視察天津大學河流海洋工程安全與防災實驗室時，對防災減災方向的科研情況給予了高度關注。自2010年起，天津大學地震大裝置研究團隊就開始跟蹤研究地震模擬設施建設，圍繞國際科技前沿和國家重大需求，提出建設大型地震模擬振動臺以及水下振動臺臺陣的建議，并積極開展前期預研工作。
“十年磨一劍”。2018年夏天，國家發改委批復，國之重器國家大型地震工程模擬研究設施在天津大學立項建設。該設施將建設尺寸和載重量更大的地震模擬振動臺，和能同時模擬地震與水下波流耦合作用的振動臺臺陣試驗裝置。該設施建成后，可大幅提升我國工程技術領域的創新能力和水平。
建設——精益求精地震大裝置總建筑面積7.6萬平方米，2019年在天津大學北洋園校區開工建設。
在整個設施中，最核心的部分就是位于地下的大型地震模擬振動臺和水下振動臺臺陣。大型地震模擬振動臺基礎埋深達18米，20米長、16米寬的臺面相當于一個標準游泳池1/3的大小，載重能力最大可達1350噸。大型地震模擬振動臺臺面上方的巨大空間可滿足大尺寸模型試驗。臺面上1∶1等比例還原一棟七層樓高的建筑物，可以模擬橫向、縱向和豎向的地震動。通過臺面上的傳感器和周邊攝像頭，獲取精準的振動數據?？蒲腥藛T利用這些實測數據，可以研究出更具針對性的抗震性能提升方法。
實驗中心另一側的水下振動臺臺陣和造波、造流設備布置在一個長95米寬69米的大水池內，可以模擬地震動和河流、海流、海浪等涉水環境，能為跨海大橋、海底隧道、水工大壩和海上風電等海洋中的“超級工程”提供試驗環境，助力工程建設。
兩個大型設備要在地下10多米的基礎內安全、有效運行，需要多達7000余個工藝設備埋件，最大預埋件的單件重量超過10噸，安裝誤差不超過±1毫米。建設的過程也是工程科技攻關的過程，地震大裝置建設團隊已連續攻克重大技術難題40余項，目前已經順利完成土建工程建設和工藝設備安裝調試，通過了建安工程、工藝性能、固定資產、財務管理和建設檔案的全部自驗收評審。
“目前，我們大型地震工程模擬研究設施正在進行最后的驗收，預計今年年底投入正式運行。它的建成將大幅提升我國防災減災原始創新能力和全社會減輕自然災害風險能力?！毙｜h委副書記、設施建設指揮部執行總指揮韓慶華教授說。
運行——用新質生產力提升工程質量地震大裝置將一邊通過地震工程模擬試驗系統進行物理實驗，一邊通過高性能計算與智能仿真系統還原地震數據，進行智能仿真和數據分析，幫助人類實現從災后救助向災前預防轉變。
“地震大裝置其實也是用新質生產力提升工程發展的典型案例。我們要推動科技創新和產業創新深度融合，為培育和發展新質生產力貢獻力量?！苯ㄔO指揮部總指揮、校長金東寒說。
正式開放運行后，將面向國家地震工程領域需求，加快科技創新人才聚集和培育，實現設備、數據、成果與技術創新的開放和共享，引領前沿引領技術和現代工程技術的攻堅突破，相關成果可為防災減災和地震綜合防范提供重要支撐，促進我國從工程建設大國向工程建設強國轉變。
“國家重大科技基礎設施是‘國之重器’，是國家創新體系的重要組成部分。做好設施建設工作，是新時代天津大學服務國家重大戰略義不容辭的責任。天津大學將進一步做好設施開放運行工作，把設施打造成為吸引、凝聚、培養高端人才的科研高地，持續向國家和社會輸出高水平科技成果。”天津大學黨委書記楊賢金說。
