מחקר חדש שופך אור על התנזלות קרקע הרחק ממוקדי רעידת אדמה

28 נובמבר, 2023
liquefaction

במקרים רבים קרקעות מתנזלות בזמן רעידות אדמה, ומאבדות את היכולות שלהן לתמוך במבנים. התנזלות היא תופעה הרסנית שכן יסודות בנייניים ותשתיות שנטועים בקרקע אינם נתמכים על ידי הקרקע המונזלת ולכן נוטים לקרוס, ולשקוע. חלק ניכר מהנזק הנגרם למבנים ואבדות בנפש עקב רעידות אדמה קורה כתוצאה מתהליך זה. מחקר חדש של ד"ר שחר בן זאב ופרופ' עינת אהרונוב מהמכון למדעי כדוה"א מהאונ' העברית וחובריהם, שהתפרסם ב Nature Communications, מציג הסתכלות חדשה על התופעה והשפעותיה, ומציע הסבר לתופעות של "התנזלות קרקע" שתועדו אך לא הוסברו קודם לכן, ברעידות אדמה בעלות עוצמה נמוכה או במקומות רחוקים ממוקדי רעש בעוצמה גבוהה. 
עד למחקרו החדשני של ד"ר בן זאב הנחת היסוד הייתה כי "התנזלות קרקע" יכולה להתרחש רק בקרקע "אפקטיבית לא מנוקזת", קרי שהמים בה לא יכולים להתנקז החוצה בזמן רעידת האדמה. כדי שקרקע תתנזל בצורה זו נדרשת רעידה חזקה וקירבה למוקד הרעידה (צפיפות אנרגיה סייסמית גבוהה). הבנה זו של התהליך הותירה הרבה מקרי התנזלות מתועדים אך לא מוסברים שהתרחשו רחוק ממוקד הרעידה. במחקרו הדגים ד"ר בן זאב כי הנחות היסוד המדוברות אינן מוחלטות, וכי "התנזלות קרקע" יכולה להתקיים גם כאשר ישנה זרימה של מים מהקרקע המנוזלת לכיוון פני השטח בזמן רעש האדמה. התנזלות ״מנוקזת״ כזו יכולה לקרות גם רחוק ממוקד רעידת האדמה, היכן שעוצמת הרעידה חלשה יחסית. ממצא חשוב זה מסביר מקרי התנזלות מתועדים רבים הרחק ממוקד הרעידה. במסגרת המחקר, החוקרים פיתחו תיאוריה פיזיקלית, והדגימו אותה באמצעות סימולציות נומריות וניסויי מעבדה. התנאים בסימולציות ובניסויים נמצאו דומים כאשר הושוו למאגר מידע על מקרי התנזלות אמיתיים.

 

קישור למאמר ב Nature Communications

קישור לסקירה על המחקר בעיתון Physics World

קישור לכתבה ב N12

קישור לכתבה באתר המדעי phys.org

קישור לסקירה על המחקר בעיתון של  American Society of Civil Engineers