University of California, San Diegos skakbord utomhus i Scripps Ranch kommer snart att ge ingenjörer en sannare känsla av den raseri som släpps när stora jordbävningar bryter ut på platser runt om i världen,

National Science Foundation gav skolan 16,3 miljoner dollar för att uppgradera centret så att det mer exakt kan simulera skalv, ett komplext fenomen som under vissa år dödar hundratusentals människor världen över.

Bordet är det största i sitt slag och har genomfört experiment som lett till tuffare bygg- och designkoder för broar och bostäder. Men det kan bara flytta strukturer bakåt och framåt. Skalv kan flytta marken i många riktningar.

Ingenjörer kommer att modifiera tabellen så att den också kan röra sig upp och ner, höger och vänster, och simulera tonhöjden, rulla och gira som kan komma med markrörelse. Kollektivt, dessa rörelser kallas "sex frihetsgrader".

Uppgraderingen innebär att man lägger till kolvar och kraft till ett bord som används av forskare från hela landet för att simulera skalv som är tillräckligt stora för att skicka seismiska vågor som forsar genom jorden i veckor.

"Vi kommer att kunna reproducera jordbävningsrörelser med den största noggrannheten av alla skakbord i världen, " sa Joel Conte, byggnadsingenjören som övervakar projektet. "Detta kommer att påskynda upptäckten av den kunskap ingenjörer behöver för att bygga nya broar, kraftverk, dammar, vallar, telekommunikationstorn, vindturbiner, stödmurar, tunnlar, och att bygga om äldre strukturer. Det kommer att öka motståndskraften i våra samhällen."

Uppgraderingen kommer vid en oroande tidpunkt i Kalifornien.

I juni, den amerikanska geologiska undersökningen sa att 38 höghus i San Francisco som byggdes mellan 1964 och 1994 skulle kunna böja sig om de drabbades av den typ av jordbävning som förstörde staden 1906. Listan innehåller Transamerica-pyramiden i finansdistriktet.

Det finns också oro för en nyare skyskrapa, det 58 våningar höga Millennium Tower, som har sjunkit och lutat, gör den mer sårbar för stora skalv.

San Diego är också på skakig mark.

Under 2017, Earthquake Engineering Research Institute släppte en rapport som säger att 2, 000 människor kan dö i San Diego om ett skalv med magnituden 6,9 bryter ut på Rose Canyon-förkastningen, som går genom stadens hjärta. Potentiell egendomsskada:40 miljarder dollar.

EERI betonade att siffrorna bara är uppskattningar eftersom det är svårt att modellera jordbävningarnas komplexitet med befintliga modeller och teknik.

Ändå, ingenjörer har gjort framsteg.

Sedan det öppnade i slutet av 1980-talet, UC San Diegos Powell Laboratories har varit starkt involverade i att utveckla och testa viktiga delar av vägar och broar, leder till förändringar i byggregler.

Skakbordet lades till 2004 för att ge forskare och ingenjörer bättre förmåga att testa stora strukturer, från trästomme till bropelare till ett 70 fots vindturbin.

Behovet av ett sådant bord hade varit uppenbart i decennier.

Northridge-skalvet med en magnitud på 6,7 1994 verkar ha fått marken att röra sig vertikalt och horisontellt. Den vertikala rörelsen kan vara orsaken till att några brostödpelare reste sig och genomborrade brodäcken.

Sådana vilda markrörelser var inte okända för ingenjörer. Jordbävningen i San Fernando 1971, som mätte 6,6, verkar ha fått jorden att rotera i vissa områden. Den där, i tur och ordning, kan ha fått vissa byggnader att svänga som korkskruvar.

Rörelsen bidrog till de miljarder dollar i egendomsskador som jordbävningen åsamkade.

Tabellen har använts för att simulera några av dessa skakande händelser, särskilt jordbävningen i Northridge.

Den jordbävningen orsakade kollapsen av ett parkeringsgarage vid Cal State Northridge. Ingenjörer från University of Arizona byggde ett liknande garage 2008, och skakade det hårdare än det riktiga skalvet.

Experimentet avslöjade en hel del om hur sådana strukturer absorberar och distribuerar energi, leder till en förstärkning av nationella byggregler.

På senare tid, ett team under ledning av UC San Diego byggde och testade en femvånings byggnad som hade många av funktionerna på ett sjukhus-till exempel en ICU och en operationssvit-och en fungerande hiss och ett sprinklersystem. Målet var att förstå vad som skulle hända inne på ett sjukhus under en katastrofal jordbävning.

För att säkerställa att de inte missar något, ingenjörer placerade 500 sensorer i och runt byggnaden, och installerade 70 kameror.

Sedan simulerade de flera högintensiva jordbävningar, och senare satte en del av byggnaden i brand för att replikera en frekvent efterverkan av skalv.

"Det vi gör är att ge en byggnad ett EKG, ", sa ledande ingenjör Tara Hutchinson.

Experimentet bidrog till utformningen av säkrare sjukhus, och det följdes av ett projekt som fokuserade på ett ämne av stor oro i Kalifornien – fyra våningar höga bostadshus med trästomme som har garage på första våningen.

Strukturerna - byggda mestadels på 1920-talet, 30- och 40-talen – anses nu vara sårbara för att kollapsa i ett enormt skalv.

Under 2013, Colorado State University byggde en av strukturerna på skakbordet och utrustade den med olika typer av eftermontering för att se vad som skulle hända.

Resultatet blev bra, och dåligt.

Byggnaden överlevde skakprov med eftermonteringen på plats. När den togs ut, olycka följde.

"Det knarrade och knackade, sedan en åskande kollaps, följt av damm och skräp som flyter upp, sade John W. van de Lindt, Colorado State ingenjör som ledde projektet.

Nu, Lindt håller på att rita upp ett 10-våningshus som ska byggas på samma plats. Men den här gången, han kommer att kunna flytta byggnaden i vilken riktning han vill.

"USA och Kalifornien har verkligen legat i framkant av den här typen av forskning, "Lindt sa." Uppgraderingen hjälper oss att hålla jämna steg med världen. Vi behöver verkligen det här."

©2018 San Diego Union-Tribune
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.