Christchurch: 4 jaar na de grote .....

Vandaag is de 4th verjaardag van de belangrijkste Christchurch aardbeving op de 22nd Februari, 2011. Met meer dan $ 30 miljard in de economische kosten en het tellen ... evenals 185 doden, werden de stad Christchurch en de omgeving geschud om hun core over een lange paar jaar van schadelijke aardbevingen.

Het volgende is een samenvatting van een aantal van de gebeurtenissen die ontvouwd door een jonge techniek geofysicus die bijdraagt ​​aan earthquake-report.com, en heeft ook in combinatie, het youtube kanaal CATNews.

------------------------

Een link naar een video-samenvatting van CATNews op de Christchurch 2010-2014 opeenvolging van gebeurtenissen.

Over de auteur: Andreas Schaefer is promovendus bij Karlsruhe Institute of Technology werkzaam op het gebied van de tsunami en de aardbeving engineering en natuurramp risico-evaluatie. Hij nam deel aan de aardbeving studiereis naar Christchurch in juli 2014 met Prof. Dr. Michael Griffith van de Universiteit van Adelaide, het onderzoeken en het bestuderen van de aardbeving schade, het herstelproces en nieuwe seismische design concepten.

_________

1. De Aardbeving Sequence

In 2010 begon een aardbevingenreeks in de provincie Nieuw-Zeeland in Canterbury, wat volledig onvoorzien was. Op 4TH in september trof 2010 de aardbeving in Darfield de regio met een momentgrootte van 7.1. Het gebeurde op een fout waarvan eerder geen activiteit was vastgelegd op basis van paleoseismologische observaties voor de laatste 16,000-jaren. Verder was er geen enkele voorschok waargenomen en dus kan deze gebeurtenis worden geclassificeerd als onvoorspelbaar op basis van onze huidige kennis. Het gebeurde ongeveer 40 km ten westen van Christchurch, in de nabijheid van het kleine stadje Darfield. Het veroorzaakte grote schade aan het epicentrum en lichte tot matige schade aan de gemeenschappen van Christchurch, waaronder enorme liquefactie.

Het hele gebied werd getroffen door een groot aantal naschokken, die hun hoogtepunt met een bereikte daaropvolgende secundaire belangrijkste schok met een kracht van 6.3 februari 22nd in 2011. Dit evenement werd beschouwd als een voltreffer op de stad Christchurch sinds het epicentrum vlak bij de havenstad Lyttelton lag op een diepte van 5 km en op ongeveer 9 km afstand van de Christchurch CBD. In juni en december werden nog drie belangrijke gebeurtenissen met een magnitude van ongeveer 6 +/- 0.4 waargenomen, waardoor 2011 verdere schade aanrichtte. Op basis van tektonische waarnemingen kan een aardbevingvoortplanting worden waargenomen van west naar oost naar noordoost.

De aardbeving februari veruit de meest schadelijke gebeurtenis van de gehele sequentie, waardoor grote vernietiging meerdere buitenwijken door vloeibaar maken van zachte bodems en langs oevers en matige tot ernstige beschadiging van de meeste CBD gebouwen. De maximale waargenomen bewegingen in de grond was 2.2 g voor de verticale versnelling, gemeten bij een schoolgebouw in een van de buitenwijken, meerdere malen hoger dan het ontwerp versnellingen van de meeste van de gebouwen. In aanvulling op de grond schudden en Bodemvervloeiing, rock valt uit de hellingen werden waargenomen veroorzaakt grote schade aan structuren langs de rots val paden.

2. Schade

De schade tijdens alle aardbevingen was wijd verspreid, maar de zwaarste schade deed zich voor tijdens het evenement in februari. Vooral de vernietiging in het CBD was economisch niet meer terug te vorderen (tot op heden is meer dan $ 30 miljard USD de geschatte kostprijs van de reeks, met enkele schattingen die meer dan $ 40 miljard bedragen). Over 80% van het hele stadscentrum leed schade aan een niveau waarbij achteraf inbouwen als onhaalbaar werd beschouwd. Met uitzondering van een klein aantal gebouwen, was het seismische ontwerp succesvol, leidend tot bijna geen ingestorte gebouwen en leidde het ook tot vele geredde levens in vergelijking met andere voorbije wereldwijde aardbevingen. Helaas zorgde het kleine aantal totale instortingen voor 185-dodelijke afloop. 115-dodelijke slachtoffers en dus bijna meer dan 60% van het totale dodental werden veroorzaakt door de ineenstorting van het CTV gebouw. Het werd gebouwd in de 1980s en zo ontmoette de seismische code op het moment, maar wanbeleid tijdens de bouw waaronder corruptie en onvoldoende toezicht van het gebouw ontwerper leidde tot meerdere fouten tijdens het ontwerp- en bouwproces.

Vergelijkbare omstandigheden werden ook gemeld voor het PGC-gebouw, waarvan de ineenstorting extra 18-doden veroorzaakte. Bovendien hebben de instorting van gebouwen en bouwelementen van ongewapend metselwerk nog eens 42-dodelijke slachtoffers (een goede studie van Lisa Moon is hier te lezen). Over het algemeen werden deze dodelijke slachtoffers veroorzaakt door instorting van de muur en vallende borstweringen wanneer mensen het gebouw verlieten en werden geraakt door vallende stenen en puin.

Grote verliezen werden ook gemeld van historische gebouwen, waaronder de kathedraal van Christchurch, die niet zal worden herbouwd, na het lijden van ernstige schade, met inbegrip van een totale ineenstorting van de toren van de kathedraal. De beroemde Christchurch Arts Centre deed het relatief goed tijdens de gebeurtenissen, vanwege de reeds lopende aanpassing en de toepassing van seismische ontwerp jaar van tevoren, het verstrekken van een goed voorbeeld van hoe het erfgoed behoud te combineren met succesvolle seismische retrofit. Kritische elementen kan de meervoudige wolkenkrabbers met matige tot ernstige schade ondervonden, die op instorten, vaak aangeduid werd door een grote helling van het hele gebouw vanwege kolom falen of afbakening van structurele elementen in de lagere niveaus zijn.

Een andere belangrijke factor waardoor ernstige wijdverspreide schade was vloeibaar maken. Een proces dat de grond vloeibaar maakt tijdens het schudden en alle lastdragende mogelijkheden verwijdert en zo leidt tot massale vernietiging als gevolg van zijdelingse bewegingen van bouwdelen en vernietiging van infrastructuur.

Liquefactie video door "Spongebob654"

Bijna alle buitenwijken langs de rivier de Avon dicht bij de kust en sommige buitenwijken langs de stranden werden zwaar getroffen. Schade werd vooral waargenomen bij woongebouwen en bruggen. Naast de vloeibaarmakende effecten veroorzaakte het schudden een wijdverspreide sedimentafzetting, waardoor een aantal locaties meer verzwakte dan 500 mm. Samen met laterale verspreiding leidt dit tot een verhoogd gevaar voor toekomstige overstromingen en hogere rivierniveaus. Tijdens de twee grote aardbevingen in september en februari ondervonden meer dan 60-bruggen ernstige schade, voornamelijk in verband met liquefactie, die zijdelingse verspreiding en verzakking van de oevers veroorzaakte. In veel gevallen werd niet-structurele schade waargenomen naast structurele schade, die schade aanrichtte aan water, elektriciteit en telecommunicatie-infrastructuur.

Een ander significant maar vaak vergeten schade-veroorzakend secundair effect waren rotsdalingen en aardverschuivingen. Tijdens bijna alle belangrijke gebeurtenissen in de aardbevingenreeks van Christchurch werden rotsstormen waargenomen. Veel buitenwijken van Christchurch zijn gelegen aan de flanken van de Port Hills, die teruggaan naar de vulkanische activiteit van het schiereiland Banks, bestaande uit rotsformaties met basalt. Meerdere rotsen met meer dan 1m³ volume vielen de heuvels af en verpletterden bijna alles onderweg. Omdat er geen bouwnorm is om gebouwen te beschermen tegen rotswatervallen, zijn ze buitengewoon gevoelig, zelfs als een directe slag onwaarschijnlijk is.

Een rots veroorzaakt dit gat in een huis!

Een rotsblok heeft dit gat in een huis veroorzaakt! (AGU)

In een voorbeeld passeerde een rotsblok een heel huis, waardoor grote gaten achter in de muren achterbleven en het huis onbewoonbaar was. De Bluff of the Port Hills is nu voor 4 jaar gesloten met een reparatiekosten van $ 20 miljoen. De vraag van de reactie blijft open, omdat aangegeven werd dat meer dan 10,000-stenen met een volume van meer dan 1m³ onstabiel waren in het Christchurch-gebied. Bovendien leidde de acceptatie van gevaren tot onaanvaardbare constructiekosten, wat leidde tot verlaten huizen en wegen in gevaarlijke gebieden. Bovendien, klif valt in de buitenwijken van Sumner, Redcliffs en Mount Pleasant leidde tot de vernietiging van meerdere gebouwen langs de klif, waar de kliffen gedeeltelijk ingestort.

3. Reconstructie

Voordat de reconstructie plaatsvond, moest de samenleving van Christchurch eerst herstellen en daarom werd er heel wat technische inspanning geleverd om gebouwen snel te taggen om mensen te vertellen of het veilig was om naar huis terug te keren of niet. Een groene tag betekende dat een gebouw beschadigd is, maar veilig om binnen te komen (of onbeschadigd is), terwijl de gele tag al een schadetoestand aangeeft die een binnenkomende persoon moet kennen, en een rode tag geeft aan dat het betreden van het gebouw een bedreiging kan zijn tot leven en is niet raadzaam. Omdat de Christchurch-infrastructuur voor afvalwater ook grote schade aanrichtte, werden er meer dan 35,000 chemische toiletten verspreid over de stad. In de nasleep van de aardbevingen en tijdens het herstel werd besloten dat 1,100 van de ongeveer 1,600 CBD-gebouwen moest worden gesloopt en vervangen, omdat het achteraf inbouwen van de gebouwen onhaalbaar was. Van meer dan 300-bruggen in het Christchurch-gebied heeft 63 ernstige schade opgelopen en zal het worden vervangen. Veel van de door liquefactie getroffen buitenwijken zullen in de toekomst niet bewoond worden en zijn een rode zone toegewezen (ongeschikt geacht voor wederopbouw), en ook veel locaties langs de helling en de kliffen zijn nu rode zones waar geen verdere bewoning is toegestaan.

Sinds de belangrijkste winkelgebieden van Christchurch werden vernietigd, richtte de gemeenschap de zogenaamde Re: Start Mall in de stad op. Een agglomeratie van scheepscontainers waarin winkels zijn gevestigd, functioneert als het nieuwe hart van de binnenstad. Het gebied is vol met verschillende winkels, eetgelegenheden en architectonisch ontworpen om een ​​leuke sfeer op te bouwen. Zelfs als slechts een tijdelijke oplossing, zijn er al stemmen om de Re: Start Mall te onderhouden, zelfs nadat de reconstructie van de CBD is voltooid. Tegenwoordig is de Christchurch CBD de speelplaats van architecten en wordt de gemeenschap geconfronteerd met haar verantwoordelijkheid voor wederopbouw door op passende wijze stadsfuncties te herontwerpen en te investeren in de toekomst van de stad. Er zijn nieuwe bouwplannen gepubliceerd die de bouw van wolkenkrabbers verbieden. Een beroemd tijdelijk tijdelijk vervangingsgebouw dat waarschijnlijk een deel van de stad zal behouden, is de Transitional Cathedral, ook wel Cardboard Cathedral genaamd, die de huidige vervanger is voor de verwoeste Christchurch-kathedraal. Het is meestal gebouwd van kartonnen buizen en is nu een van de meest prominente bezienswaardigheden in het stadscentrum, dicht bij het CTV-gedenkplein.

De Kartonnen kathedraal (Wikipedia Commons)

De Kartonnen kathedraal (Wikipedia Commons)

Samen met de lokale universiteit, internationale engineeringexperts en bedrijven worden de lessen die zijn getrokken uit de aardbevingen toegepast bij de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor meer aardbevingsbestendige structuren. Het verschuiven van de ontwerpcriteria van niet alleen levens redden, maar ook kosten besparen in de toekomst. Toepassing van basisisolatie in meerdere grootschalige structuren zoals het nieuwe Christchurch Women's Hospital, dat enkele jaren voorafgaand aan de aardbevingen was voltooid en de kwaliteit van dergelijke technologieën bewees. Basisisolatie wordt ook steeds gebruikelijker in commerciële gebouwen zoals het gebouw van St. Elmo in het CBD. Veel meer technologieën zoals speciale houtskeletbouwconstructies en kolommen van gewapend betonnen kolommen zijn ontwikkeld en worden momenteel toegepast in structuren in de echte wereld om de verwachte schade in het volgende evenement te verminderen.

De totale reconstructie gaat in ieder geval door in de volgende 10-jaren met betrekking tot de totale reconstructie van het CBD, het aanpassen, repareren en vervangen van een onmetelijk aantal woongebouwen en de wederopbouw van grote delen van de bruginfrastructuur. Het blijft dus interessant om de stad de komende tien jaar te zien evolueren.

4. Samengevat....

Zelfs wetende dat een dodelijke aardbeving een ramp is, heeft de aardbevingenreeks van Christchurch aangetoond dat geschikt seismisch ontwerp en gemeenschapswerk tijdens de nasleep de ernst van dergelijke rampen vermindert. Vanuit technisch oogpunt werd het gedrag van de gebouwen van de stad beschouwd als een succes voor aardbevingsengineering, aangezien nauwelijks gebouwen instortten en de meeste constructies zich binnen hun ontwerplimieten gedroegen. Maar dit maakt de dodelijke slachtoffers die zich hebben voorgedaan binnen het kleine aantal mislukte bouwwerken nog ernstiger. Economisch gezien was het nog steeds een complete ramp, omdat de meeste beschadigde constructies moesten worden afgebroken en vervangen, inclusief de gebouwen met rode zones. Dit leidde ertoe dat de ontwerpprioriteiten niet alleen in de toekomst levensreddend waren, maar ook om de structuren te redden.

Wilt u meer weten over de geologische risico's in Nieuw-Zeeland of u vragen?
Stuur ons een opmerking of een vraag en wij zullen u graag om uw vragen of opmerkingen te beantwoorden.

Ook als u andere video's te zien op CATNews, kunt u terecht op het Youtube kanaal door hier te klikken.