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荷蘭地層下陷危機:新建模技術精準預測建築風險

國際磚石研究與創新期刊最新研究揭示,荷蘭科學團隊開發出突破性建模技術,能精準評估地層下陷對建築物造成的潛在風險。這項由臺夫特理工大學團隊主導的研究,為低窪地區的都市規劃帶來革命性見解。

地層下陷已成全球性危機,特別是在荷蘭這類地勢低平的國家。研究團隊成員阿方索·普羅斯佩裡指出,氣候變遷加劇了這個現象,不僅威脅建築結構安全,更可能破壞整體都市機能。對於採用條形基礎等淺層結構的建築物而言,持續微小的裂縫會同時影響實用性與美觀。

研究聚焦荷蘭常見的兩層磚造住宅,這類建築對地層變動特別敏感。團隊比較了「耦合」與「非耦合」兩種建模方法,均採用非線性有限元素分析技術。關鍵挑戰在於精確模擬土壤與建築物間的互動關係,這對預測地層移動影響至關重要。

耦合模型將建築與周邊土壤視為單一系統,透過接觸介面模擬互動;非耦合模型則將兩者分開處理。實驗顯示,當模擬土壤範圍較小時,兩種模型結果相似。但隨著土壤體積增加,耦合模型預測的損害程度比非耦合模型降低達50%,顯示周邊土壤環境對建築反應具有緩衝作用。

研究最關鍵的發現是「角度扭曲量」可作為建築受損的可靠指標。這項突破將協助工程師更準確評估風險,優先保護高危險建築,為氣候變遷下的都市韌性規劃提供科學依據。

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