充氣張拉索膜結(jié)構(gòu)之隧道
充氣張拉索膜結(jié)構(gòu)也能建隧道？這是真的！在世界最大島嶼——寒冷的格陵蘭島，科學(xué)家利用氣球，在冰層下建設(shè)了堅固又環(huán)保的隧道。一起來了解一下吧！
1967年，
美國放棄了位于格陵蘭島的一個絕密軍事基地，原因是其地下隧道在冰層的重壓下坍塌了。
位于格陵蘭島世紀(jì)營址
一個在冰層中鑿出、通向地下城市的隧道出入口
軍方曾在此秘密測試從冰層中發(fā)射導(dǎo)彈的可行性
該地基已在1967年廢棄，
但是隨著氣候變化，
基地遺留的廢物在200年內(nèi)將逐漸顯現(xiàn)
在過去……
格陵蘭島和南極洲的極地工程師使用扁平的木梁或弧形的鋁板，在結(jié)滿冰的墻壁和地板上建造天花板。雪會堆積在天花板的上面并逐漸變硬。然而，隨著時間的推移，冰層會慢慢變形并收縮，導(dǎo)致天花板下垂和墻壁收縮，最終可能完全閉合。這也就是在美國的秘密基地——“世紀(jì)營”中發(fā)生的一切。
如今！
北極研究人員設(shè)計出了一種創(chuàng)造性的解決方案——在冰層下使用一些“大氣球”張拉膜，從而形成結(jié)實的又環(huán)保的冰層下隧道。
“氣球”準(zhǔn)備開始建設(shè)隧道
這一技術(shù)的先驅(qū)、丹麥哥本哈根大學(xué)物理學(xué)家JorgenPeder Steffensen說，這個方法就像是在做一個熱狗。Steffensen說:“利用吹雪機，我們吹出了一條“隧道”。我們用的是一只巨大熱狗形狀的氣球，我們在它的表面下充氣。然后我們再把雪覆蓋到這些氣球上?！痹谶@里，這些雪就像是“熱狗”的調(diào)味品?！敖酉聛?，氣球頂部的雪層就慢慢變硬了?！睅滋旌螅瑲馇虮环艢獠⒈蝗∽?，留下的隧道便可以為科學(xué)家提供住所、工作室或儲物空間了。
該工法的優(yōu)勢：
與傳統(tǒng)方法相比，氣球技術(shù)具有幾個優(yōu)勢：
? 由于弓形的固有強度，圓柱形隧道的收縮速度略慢于矩形的強化天花板。在一個由氣球形成的測試隧道中，工程師測量的年收縮幅度為25厘米，而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的年收縮幅度為27厘米。
? 在圓柱形隧道中，任何收縮都可以更容易地進行處理。在沒有支撐的情況下，團隊成員可以用鋸子切割逐漸侵入的墻壁，進而重新擴大房間，并且沒有倒塌的危險。
?舊技術(shù)所需要的金屬或木材需要用燃料密集型的貨運飛機進行運輸，而且比氣球重很多倍。在天花板變形后，通常無法從冰層下重新獲取支撐材料，因此研究人員必須把它們留在地下，而這項技術(shù)則不存在這樣的問題,具備環(huán)保優(yōu)勢。
施工過程
融雪設(shè)備安裝在隧道穹頂旁。
使用吹雪機在雪地中開挖出溝槽。
溝槽頂部封閉前事先安裝了管道與通風(fēng)設(shè)備。
氣球在溝槽內(nèi)展開。
再將雪填入溝槽，將氣球覆蓋，并逐漸硬化，形成隧道的穹頂。
隧道成型后，將氣球中的氣體放出。
再進入成型的隧道，安裝照明等設(shè)備。
Steffensen于2012年在格陵蘭的另一處基地首次嘗試了這一技術(shù)。去年夏天，他率領(lǐng)一個團隊在EastGRIP中建造了一個完整的隧道系統(tǒng)，共部署了8個氣球。其中最大的氣球長約40米，并且?guī)讉€氣球可以首尾相連地放置從而建造更長的隧道。
