第27章 抗震

作品:《明日绿洲

    俞朗的提问,关系到听浪联盟自沙历年以来创造的最大成就,温凡勋不再打趣逗乐,认认真真向远道而来的客人,又或者说本应是科学城主人之一的俞朗,做了详细而精辟的讲解。


    地下科学城成功建成,主要依托两个关键点:深地岩层的构建和水资源。


    若论地震灾害的核心威胁来自哪里,并非是地表建筑的“倾倒”,而是沙化地层液化、岩层裂隙扩展、结构失稳与次生渗水等因素。


    科学城可控的地下水源包含深地承压水、循环中水、人工河与水库,通过物理缓冲、围岩加固、次生防控这三重作用,成为抵抗地震的“液态防护系统”,其功能深度融入了科学城地质适配设计。


    地震对地下建筑的首要破坏来自地震波传播,尤其是横波,容易引发结构性振动开裂,城市周边可控的地下水源形成“分层水层”,利用水的流动性与不可压缩性,削弱地震波能量,减少结构震动强度。


    地表至地下50米为沙化地层,土壤颗粒松散、黏结力弱,地震时容易因“颗粒振动错位”而产生强震动传递。科研人员通过定向补水系统,在这一地层维持了“不饱和含水状态”:在沙粒间形成0.1-0.3毫米厚的水膜,既避免干燥沙粒“硬碰硬”的剧烈碰撞以减少振动放大,又利用水的黏滞性吸收横波能量。


    实测数据显示,这种先进的水膜层可以大幅度降低地震波在沙层中的传播强度,相当于为科学城地下80-180米的核心区域加装了“液态减震垫”。


    农场设在地下120米处的水循环中心,又被称为是“抗虹吸地下水库”,它采用弧形钢筋混凝土墙体,不仅是水源储备设施,更是“地震波阻尼器”:水库水体具有“不可压缩性”,当纵波,也就是压缩波传播至水库,水体通过弧形墙体引导压力扩散以分散波能,使纵波在水库周边岩层的传播速度降低。同时,水库与核心科研区之间30米厚的岩层因“水浸润”处于微饱和状态,横波会在此区域发生“波型转换”,部分转化为面波,能量随传播距离快速衰减,进一步减少对实验室精密设备的振动影响。


    地下科学城周边的围岩分为两层——易液化的浅层沙化层与易开裂的深层大理岩层,地震时前者容易因为“颗粒失稳”坍塌,后者容易因为“裂隙扩展”漏水,而地下水源通过调控含水状态,可以针对性增强两类围岩的稳定性。


    查询公历年的地质灾害预防记录,某年一次里氏4.8级地震中运用到这项措施,使城市地铁站的入口通道仅出现宽度小于2毫米的轻微裂缝,未影响到人员与列车通行。而周边没有补水的天然沙层,出现了超过10公分宽的液化裂缝。


    再就是利用水的“自修复灌浆效应”,封闭岩层自然裂隙。


    科学城科研核心区位于地下80-180米,依托的是大理石岩层,虽然整体稳定,但存在微小原生裂隙,宽度从0.1到0.5毫米不等,地震时裂隙如果扩展,很容易造成结构失稳。专家们利用深地承压水的自然压力,通过定向钻井引导至裂隙发育区,使水携带上岩层中的细颗粒,例如石英粉、方解石微粒,渗透入裂隙中。


    水在裂隙中流动时,细颗粒因流速降低而沉积在裂隙尖端,那是地震发生时裂隙扩展的“应力集中点”,细沙可形成“天然灌浆体”消解应力。


    同时,水与岩层中的方解石发生“缓慢水化反应”,生成碳酸钙凝胶,进一步胶结裂隙,相当于为岩层加装“自修复防水层”。这种水与岩之间的相互作用,在地震后72小时内可完成80%的裂隙封闭,避免深层大理岩层因裂隙扩展导致结构承载能力下降。


    防控次生灾害方面,水系统对“震后风险链”的切断也起了不可忽视的作用


    地震对地下科学城的次生威胁远超直接振动,例如通道坍塌引发“堵水”、管道破裂引发“结构软化”、虹吸井负压异常导致“水源流失”,然而地下水源系统可以通过主动调控切断这些风险。


    耐震PE管铺设的中水循环管道遍布在科研区与生活区,那不仅是供水设施,更是震后排水网络。比如某实验室墙体因地震出现3毫米宽的裂缝造成渗水,循环系统可在1小时内排尽积水,避免对实验设备造成不利影响。


    地震可能导致深海虹吸井的负压突然增强,若科学城地下水源与虹吸井形成“水力联系”,可能引发水源被快速吸走,进而致使围岩因失水干燥失稳。水利专家在地下水源与虹吸井之间设置“抗虹吸缓冲池”,在地震时能发挥“压力屏障”的作用。地震引发虹吸负压骤增时,缓冲池顶部安装的“伯努利阀组”可在0.3秒内自动开启,向池内注入惰性气体,平衡内外压力。


    同时,缓冲池与水源管道间的“抗震截止阀”保持关闭,切断水源与虹吸井的水力联系,避免水源流失,确保围岩始终处于“适度含水状态”,不因失水干燥而开裂。


    每逢发生5级以上的强震,科学城各处都会面临电力中断、外部救援受阻的困境,而地下水源系统通过自给自足,成为震后生存与恢复的核心保障:


    地下水库的水,经膜分离设备处理后可直接饮用,储备水量可满足二百多人三个月的需求。


    城门口的800米长人工河,驳岸采用抗震格宾石笼,地震时不易垮塌,可作为“应急消防水源”,若地震引发电气火灾,可通过水泵抽取河水灭火。同时,循环中水可用于冷却地热发电机,地震时若主冷却系统发生故障,中水可临时维持发电机运转。


    专家们提供的抗震设计核心逻辑,正是“可控水源”——科学城通过AI水文管控系统,将各类水源的“含水状态”调控在最优区间。


    这种可控性使地下水源从“被动存在的地质条件”,转变为“主动参与抗震的防护系统”,与科学城的BIM安防与抗震设计形成协同体系,当地震波穿越沙化层、撞击岩层、冲击结构时,水如同“液态铠甲”,既削弱波能、加固围岩,又防控风险、保障生存。


    四个人以俞朗提问,另外三人作答的方式交谈许久,没留意吉普车已驶出绿意盎然的生态保障区,来到了六至十米高的沙堡遍布的核心科研区。


    这里的进入大门用坚固的钢化防爆玻璃建成,10级抗震,左右两边朝天竖立的报废起重机吊臂组成同样是朋克废土风的门头。


    直到这时,俞朗才终于见到了熟悉的、用花岗岩打造的生物识别安全台,但它早已不具备安检功能,摆在那里所起的作用和地铁站门头挂的“二号线”标示牌一样——充当历史文物。


    尽管科研区也是BIM安防系统的重点覆盖区域,这里却能见到身着深紫色束身弹力战服,斜跨激光步枪的武装人员守在各重要沙堡前,忠诚履行着安保职责。


    那些人乍一眼看与正常工作人员无异,仔细分辨,才能发觉他们强壮得可怕,似乎每一个都是孔武有力的“健美健将”,若有入侵者来犯,轻易就能挥舞铁拳打爆对方的头。


    “那些人是……”俞朗不停打量科学城里特殊的“保安”,似乎清楚他们的来历,却又怯懦的不敢确认。


    温凡勋拍拍他的肩膀说:“别一个劲回想了,那些强壮的AI仿生人正是来自于俞矢昂团队在一百多年……不对,说起来差不多有两百年了,对于学者型AI仿生人的研究。你为俞浮付出了一生,却有更多与小浮一样可敬的生命走出智能生物实验室,以逆流者的身份组成果壳会,为捍卫人类正义拿起武器,对抗危害地球的非法入侵势力。”