Mer än 1 miljon människor har dött i jordbävningarna på 1800+ -storleken 1800 som registrerats över hela världen sedan 2000.

Broar är den mest sårbara delen av transportinfrastrukturen, hindrar nödsituationer, sök- och räddningsuppdrag och biståndsleverans, ytterligare ökade dödsfall.

Medan ingenjörer har konstruerat strukturer för att motstå destruktiva naturkrafter som extrema vindar och tornado, katastrofala jordbävningar som Haiti jordbävning 2010 (över 310, 000 dödsfall) eller jordbävningen Tōhoku 2011 i Japan (över 20, 000 dödsfall) är fortfarande en utmaning.

För att mildra effekterna av sådana stora jordbävningar, ett team av forskare vid University of Technology Sydney (UTS) har utvecklat en applikation för markankare som det viktigaste seismiska motståndssystemet för ultimat skydd av broar mot katastrofala jordbävningar.

Under ledning av docent Behzad Fatahi och med stöd av Mootassem Hassoun (doktorand) vid School of Civil and Environmental Engineering kan denna nya applikation skydda broar mot jordbävningsnivåer långt över kodrekommendationen.

Trots de strikta designkoder som tillämpas globalt, och tekniska framsteg inom seismisk design och skydd av strukturer, mer ansträngning krävs för att sänka dödligheten och ekonomiska förluster. Detta är särskilt relevant eftersom snabb urbanisering skapar högre befolkningskoncentrationer i seismiskt aktiva zoner som Japan och Indonesien där 230, 000 registrerades nationellt efter en enda jordbävning 2004.

Docent Fatahi och hans team har utvecklat en avancerad tredimensionell datormodell för att simulera och utvärdera den seismiska kapaciteten hos förankrade broar som utsatts för några av världens mest katastrofala jordbävningar.

Markankare är konstruerade av stålkablar med hög dragkraft som vanligtvis används för att stödja djupa utgrävningar i stadskärnor. Kablarna är lätta och flexibla men kan bära enorm dragkraft.

De är inbäddade i marken bakom bron, undvika effekter på broens estetiska utseende, och injekterade en viss längd för att säkra ankarna i marken. De föreslagna markankarna är passiva och flexibla, vilket gör att bron kan expandera och krympa under sina normala säsongscykler utan att spricka.

Fördelen med denna teknik är dess låga kostnad och höga effektivitet:den är billig men ger otrolig styrka och energiförlust i marken - ett material som är tekniskt fritt.

"Våra resultat visar att broar som är fasthållna med markankare har ett överlägset seismiskt beteende jämfört med traditionella eller till och med moderna broar med moderna seismiska skyddsanordningar som t.ex. viskösa spjäll, sa docent Fatahi.

Detta ökar möjligheterna för broar med mycket lättare och ekonomisk grund, och minskad storlek och kostnad för säker brokonstruktion samtidigt som man bibehåller - eller till och med ökar - bryggans kapacitet att upprätthålla betydande jordbävningsrörelser.

Teamet testade sin lösning för många jordskalv av stor storlek, inklusive den enorma jordbävningen i Kobe 1995 i Japan, som skadade nästan 400, 000 strukturer. Deras forskning visar att broar som är utrustade med den nya markankarstekniken kan överleva katastrofala jordbävningar och förbli nästan oskadade medan broar som konstruerats med konventionella seismiska dämpningstekniker hade kollapsat.

Många länder kan bygga eller ändra jordbävningssäkra broar till en låg kostnad, eftersom det också kan antas att eftermontera äldre broar som är konstruerade och konstruerade enligt tidigare koder och därför underkonstruerade mot stora jordbävningar.