গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর প্রযুক্তি এবং সেতুগুলির সংমিশ্রণ সিসমিক প্রভাবকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে

গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর প্রযুক্তি এবং সেতুর সংমিশ্রণ সিসমিক প্রভাবকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে:

আকস্মিকতা এবং ধ্বংসাত্মক শক্তির কারণে ভূমিকম্পগুলিকে সমস্ত প্রাকৃতিক দুর্যোগের মধ্যে প্রথম স্থান দেওয়া হয়।

ভূমিকম্পের বিপর্যয় এলে, ভূমিকম্প এলাকায় সেতুর ক্ষতির অর্থ হল লাইফলাইনের বিঘ্ন, যা সরাসরি দুর্যোগ ত্রাণ কার্যক্রমের অগ্রগতিকে বাধাগ্রস্ত করে, জীবন ও সম্পদের ক্ষয়ক্ষতি এবং পরোক্ষ অর্থনৈতিক ক্ষতি বাড়ায় এবং পুনরুদ্ধারের ক্ষেত্রে অসুবিধা সৃষ্টি করে। এবং দুর্যোগের পরে পুনর্গঠন।

ভূমিকম্পের ফলে সেতুর কী ক্ষতি হবে?

ভূমিকম্পের সময় এবং স্থান অপ্রত্যাশিত, এবং স্বল্প সময়কাল এবং হিংসাত্মক শক্তি মুক্তির বৈশিষ্ট্য রয়েছে। সেতুর ভূমিকম্পের ঝুঁকিতে প্রধানত নিম্নলিখিত চারটি দিক রয়েছে:

(1) সুপারস্ট্রাকচার ক্র্যাশ: সাপোর্টিং কানেক্টরের ব্যর্থতা বা সাবস্ট্রাকচারের ব্যর্থতার কারণে বিমের পতনের ঘটনাটি প্রায়ই ধ্বংসাত্মক ভূমিকম্পে ঘটে, যার বেশিরভাগই ঘটে সেতুর দিকে (সেন্ট্রাল অক্ষের দিক নির্দেশ করে) সেতু)।

2) সমর্থন সংযোগকারীর ক্ষতি: সেতু সমর্থন, সম্প্রসারণ জয়েন্ট, শিয়ার কী, সাপোর্টিং সংযোগকারী ইত্যাদি, তুলনামূলকভাবে দুর্বল সিসমিক কর্মক্ষমতা সহ সেতু কাঠামোগত সিস্টেমে দুর্বল লিঙ্ক হিসাবে বিবেচিত হয়।

সমর্থনের ব্যর্থতার রূপটি প্রধানত সমর্থনের স্থানচ্যুতি, অ্যাঙ্কর বল্ট থেকে বের করা, শিয়ারিং, সক্রিয় সমর্থনের শিয়ারিং এবং সমর্থনের কাঠামোর ধ্বংস হিসাবে প্রকাশিত হয়।

(3) অ্যাবটমেন্ট এবং পিয়ারের ক্ষতি: পিয়ার কলাম ক্ষতিগ্রস্ত হলে, সেতুর ভূমিকম্প সহ্য করার ক্ষমতা দুর্বল হয়ে পড়বে এবং ধসে পড়বে।

ভূমিকম্পে অ্যাবিউটমেন্টের সিসমিক ক্ষয়ক্ষতি বেশি হয়, ফাউন্ডেশনের ভারবহন ক্ষমতা নষ্ট হওয়া ইত্যাদি কারণে অ্যাবিউটমেন্ট স্লিপেজ, প্ল্যাটফর্ম এবং সুপারস্ট্রাকচারের মধ্যে সংঘর্ষের ক্ষতি এবং অ্যাবুটমেন্ট টিল্টের কারণে।

একটি নতুন সেতু সিসমিক প্রযুক্তি যা চমৎকার সিসমিক কর্মক্ষমতা প্রদান করে

2000 সাল থেকে বিশ্বব্যাপী রেকর্ড করা 5 বা তার বেশি মাত্রার 1,800টি ভূমিকম্পে 1 মিলিয়নেরও বেশি লোক মারা গেছে। ভূমিকম্প হলে সেতুগুলি পরিবহন নেটওয়ার্কের সবচেয়ে ঝুঁকিপূর্ণ অংশ, জরুরী প্রতিক্রিয়া, অনুসন্ধান ও উদ্ধার মিশন এবং সাহায্যের বিতরণে বাধা সৃষ্টি করে। সম্ভাব্য মৃত্যুর সংখ্যা।

যদিও প্রকৌশলীরা এমন কাঠামো তৈরি করেছেন যা ধ্বংসাত্মক প্রাকৃতিক শক্তি যেমন চরম টাইফুন, বিপর্যয়কর ভূমিকম্প যেমন 2010 সালের হাইতি ভূমিকম্প (310 টিরও বেশি,000 মৃত্যু) বা 2011 জাপানের তোহোকু বিশ্ববিদ্যালয়ের ভূমিকম্প (20 টিরও বেশি,{ {5}}টি মৃত্যু) একটি চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে।

এত বড় ভূমিকম্পের প্রভাব প্রশমিত করতে, ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি সিডনি (UTS) এর গবেষকদের একটি দল একটি অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করেছে যা প্রাথমিক ভূমিকম্প প্রতিরোধ ব্যবস্থা হিসাবে স্থল অ্যাঙ্কর ব্যবহার করে শেষ পর্যন্ত বিপর্যয়কর ভূমিকম্প থেকে সেতুগুলিকে রক্ষা করতে।

বিশ্বব্যাপী কঠোর নকশা কোড বাস্তবায়ন এবং সিসমিক ডিজাইন এবং কাঠামোগত সুরক্ষায় প্রযুক্তিগত অগ্রগতি সত্ত্বেও, মৃত্যুহার এবং আর্থিক ক্ষতি কমাতে আরও কিছু করা দরকার।

বিশেষ গুরুত্বের বিষয় হল যে দ্রুত নগরায়ন 2004 সালে একটি ভূমিকম্পের পর দেশটিতে 230 জন রেকর্ডকৃত জনসংখ্যার সাথে, জাপান এবং ইন্দোনেশিয়ার মতো ভূমিকম্পগতভাবে সক্রিয় অঞ্চলে উচ্চ জনসংখ্যার ঘনত্ব তৈরি করেছে,000।

সহযোগী অধ্যাপক ফাতাহি এবং তার দল একটি উন্নত ত্রি-মাত্রিক কম্পিউটার মডেল তৈরি করেছে যা বিশ্বের বৃহত্তম বিপর্যয়মূলক ভূমিকম্পের শিকার নোঙর করা সেতুগুলির সিসমিক স্থিতিস্থাপকতাকে অনুকরণ এবং মূল্যায়ন করতে পারে।

এর গবেষণায় দেখা গেছে যে সেতুর সাথে গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর প্রযুক্তির সংমিশ্রণ, গঠনে নোঙর করা একাধিক উচ্চ-শক্তির ইস্পাত স্ট্র্যান্ডের ব্যবহার চমৎকার সেতু সিসমিক কর্মক্ষমতা প্রদান করতে পারে। এটি সর্বজনবিদিত যে পিয়ার বিমগুলির একীকরণের ক্ষেত্রে, সেতুর উপরি কাঠামোর চলাচল সেতুটিকে মারাত্মকভাবে ক্ষতিগ্রস্ত করে এবং এমনকি বাঁকা এলাকায় প্লাস্টিকের কব্জা তৈরি হওয়ার পরেও ভেঙে পড়ে। যে ব্রিজগুলো একত্রিত হয় না তার ফলে বিম পড়ে যায়।

অন্যান্য ধরনের ব্রিজ, যেমন ঝোঁক ব্রিজ, সেতুর উপরিকাঠামোর ঘূর্ণন এবং বিচ্ছিন্নতা তৈরি করবে, যার ফলে সেতুর উপরিকাঠামো সমর্থনগুলি থেকে দূরে সরে যাবে এবং অ্যাবটমেন্টের কিছু ক্ষতি হবে। যেমনটি 2010 সালের চিলির ভূমিকম্পে হয়েছিল। উপরন্তু, সেতুর উপরি কাঠামোর স্থানচ্যুতি সেতুর উপকাঠামোতে (পিয়ার, পাইল ফাউন্ডেশন এবং সমর্থন সহ) বৃহত্তর শিয়ার বল এবং বাঁকানো মুহূর্ত আনবে। এর ফলে বৃহত্তর ভূমিকম্পের প্রয়োজন মেটানোর জন্য সংশ্লিষ্ট অবস্থানের ক্রস-সেকশন বাড়ানোর প্রয়োজন হয়।

বর্তমানে, সেতু প্রকৌশলীরা ব্রিজ সুপারস্ট্রাকচারের সিসমিক ডিসপ্লেসমেন্ট কমাতে সান্দ্র ড্যাম্পার, তারের সংযম এবং ব্যয়বহুল আকৃতির মেমরি অ্যালয় ব্যবহার করেন। এই সিস্টেমগুলি স্তম্ভ বা অ্যাবটমেন্টগুলিতে যথেষ্ট অক্ষীয় শক্তি স্থানান্তর করে উপরিকাঠামোর স্থানচ্যুতিকে সীমিত করে, যার ফলে ভূমিকম্পের প্রয়োজনীয়তা, জ্যামিতি এবং খরচ বেড়ে যায়।

এই নিবন্ধে আলোচিত নতুন কাঠামোর নকশার নীতিটি হল একাধিক স্থল অ্যাঙ্করগুলির মাধ্যমে অ্যাবুটমেন্টের পিছনে শক্ত মাটির স্তরে সুপারস্ট্রাকচারকে কার্যকরভাবে নোঙর করা এবং সিসমিক বলটি স্টিল স্ট্র্যান্ড গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর সিস্টেমের মাধ্যমে মাটির স্তরে প্রেরণ করা হবে, যা কার্যকরভাবে ব্রিজ সুপারস্ট্রাকচারের সামনে এবং পিছনে স্লাইডিং সীমিত করতে পারে

সয়েল ডাইনামিক্স অ্যান্ড সিসমিক ইঞ্জিনিয়ারিং জার্নালে প্রকাশিত "আইসোলেটেড সেগমেন্টেড ক্যান্টিলিভার ব্রিজ প্রোটেকশন"-এ, একই সেতু এবং একই সিসমিক ইনপুট ব্যবহার করা হয়েছে সান্দ্র ড্যাম্পার সীমাবদ্ধতা এবং স্থল অ্যাঙ্কর সীমাবদ্ধতার প্রভাব তুলনা করতে।

একটি জটিল ত্রিমাত্রিক সংখ্যাসূচক মডেল স্থাপন করে, এই কাগজটি কাঠামো এবং মাটি, প্লাস্টিকের কব্জা গঠন এবং উপাদান অরৈখিকতার মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে ব্যাপকভাবে বিবেচনা করে। সেতুর অরৈখিক সময়ের ইতিহাস বিশ্লেষণে 1994 সালের নর্থ্রিজ ভূমিকম্প, 1971 সালের সান ফার্নান্দো ভূমিকম্প, 1995 সালের কোবে ভূমিকম্প এবং 1999 সালের চি-চি ভূমিকম্প থেকে ভূমিকম্পের সংকেত ব্যবহার করা হয়েছে। এসব সিসমিক সিগন্যাল কাঠামোর ব্যাপক ক্ষতি করেছে।

গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর মডেলটি অ্যাঙ্করের মুক্ত দৈর্ঘ্য এবং অ্যাঙ্করের দৈর্ঘ্য বিবেচনা করে। মুক্ত-দৈর্ঘ্যের অংশটি একটি তারের ইউনিট দ্বারা অনুকরণ করা হয়, এবং নোঙ্গর-দৈর্ঘ্যের অংশটি মাটির সাথে অরৈখিক গ্রাউটিং-এর মিথস্ক্রিয়া চিত্রিত করার জন্য আরও জটিল সংযোগ ব্যবহার করে সিমুলেট করা হয়। গ্রাউটিং বডির স্লাইডিং ক্রিয়া এবং শিলা গঠন একটি ননলিনিয়ার প্লাস্টিকের স্প্রিং ব্যবহার করে অনুকরণ করা হয়। মূল্যায়নের জন্য ব্যবহৃত ফলাফলগুলির মধ্যে রয়েছে সুপারস্ট্রাকচারের অনুদৈর্ঘ্য স্থানচ্যুতি এবং স্তম্ভগুলির নমন মুহূর্ত।

ফলাফলগুলি দেখায় যে গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর প্রযুক্তি ব্যবহার করার পরে, নর্থরিজ ভূমিকম্প এবং কোবে ভূমিকম্পে সেতুর উপরিভাগের অনুদৈর্ঘ্য স্থানচ্যুতি যথাক্রমে 105 মিমি এবং 95 মিমি। বিপরীতে, একই ভূমিকম্পের অধীনে, সান্দ্র ড্যাম্পার ব্যবহার করে সেতুগুলির অনুদৈর্ঘ্য স্থানচ্যুতি ছিল যথাক্রমে 2019 মিমি এবং 1600 মিমি। এছাড়াও, কোবে সিসমিক সিগন্যালের অধীনে, সান্দ্রতা ড্যাম্পার স্কিমটি সেতুর বাঁকানো প্রতিরোধের 90 শতাংশ ব্যবহার করেছে, যেখানে গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর স্কিম ব্যবহার করেছে মাত্র 10 শতাংশ।

গ্রাউন্ড অ্যাঙ্করের কাঠামোগত সুবিধার পাশাপাশি, গবেষকরা আরও লক্ষ্য করেছেন যে সান্দ্র ড্যাম্পার সিলিকন বিষয়বস্তু লিক হওয়ার ঝুঁকিতে রয়েছে, যা সান্দ্র ড্যাম্পার সম্পূর্ণরূপে ব্যর্থ হতে পারে। অতএব, উপাদান নিয়মিত পরীক্ষা করা প্রয়োজন।

সেতুর স্বাভাবিক কর্মক্ষমতার উপর গ্রাউন্ড অ্যাঙ্করের প্রভাব পরীক্ষা করার জন্য, সংকোচন, লতানো এবং প্রেস্ট্রেসের কারণে প্রভাবগুলিও বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। নির্মাণ পর্যায় বিশ্লেষণ তিনটি পর্যায় বিবেচনা করে: প্রাথমিক নির্মাণ পর্যায়, সমাপ্তির এক বছর এবং সমাপ্তির 30 বছর পর।

নির্মাণ পর্যায় বিশ্লেষণে, এটি পাওয়া গেছে যে গ্রাউন্ড অ্যাঙ্করের নিজস্ব নমনীয়তা বজায় রেখে সেতুর উপরিভাগের ভূমিকম্পের প্রভাবকে দমন করার জন্য যথেষ্ট শক্ততা রয়েছে এবং এতে কোনও বাধা ক্ষতির সমস্যা থাকবে না। গ্রাউন্ড অ্যাঙ্করগুলির কম প্রাথমিক নির্মাণ খরচের কারণে, গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর রেস্ট্রেন্ট সিস্টেমগুলি অত্যন্ত সাশ্রয়ী। গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর টেকনোলজি এমন সিস্টেমের তুলনায় সহজলভ্য এবং সস্তা যা বিশেষায়িত উৎপাদনের প্রয়োজন, যেমন সান্দ্র ড্যাম্পার। তদুপরি, অ্যাঙ্করিং সিস্টেমের উপস্থিতির কারণে, সাবস্ট্রাকচারের ক্রস-বিভাগীয় আকার ব্যাপকভাবে হ্রাস পেয়েছে, ব্যয় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে এবং ভূমিকম্পের চাহিদা হ্রাস পেয়েছে। একইভাবে, সান্দ্র ড্যাম্পারের বিপরীতে, গ্রাউন্ড অ্যাঙ্কর সিস্টেমগুলি রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত এবং তাদের কার্যকারিতা বজায় রাখতে ঘন ঘন এবং ক্রমাগত চেকের প্রয়োজন হয় না। এই সুবিধাগুলি সুপারিশ করে যে গ্রাউন্ড অ্যাঙ্করিং সিস্টেমগুলিকে সারা বিশ্বে ব্রিজ ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য একটি কার্যকর হাতিয়ার হিসাবে দেখা উচিত, বিশেষ করে তীব্র ভূমিকম্পে ক্ষতিগ্রস্ত দেশগুলিতে।

ইউটিএস টিম বর্তমানে সেতুর উপরিকাঠামোকে সীমাবদ্ধ করার জন্য তির্যক সেতুতে স্থল অ্যাঙ্কর ব্যবহার করার কার্যকারিতা মূল্যায়ন করার জন্য একটি নতুন গবেষণা পরিচালনা করছে। গবেষণা দলটি দেখেছে যে সেতুর উপরিকারক কাঠামোর একটি কোণে স্থল নোঙ্গর স্থাপন করে, সেতুর উপরিকাঠামোর প্রভাব দ্বারা সৃষ্ট ঘূর্ণন কোণটি স্থল দ্বারা উত্পন্ন মুহুর্ত দ্বারা প্রতিহত করা যেতে পারে। এই ফলাফলগুলি একটি শক্তিশালী হাতিয়ার হিসাবে গ্রাউন্ড অ্যাঙ্করিং সিস্টেমগুলির অবস্থানকে আরও শক্তিশালী করবে যা ভূমিকম্পের ক্ষতির জন্য ঝুঁকিপূর্ণ সেতুগুলির সিসমিক আচরণকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।