克服了什么三大世界性工程技术难题(了解世界三大失败工程)
提起失败的工程,不知道大家会不会第一时间感到义愤填膺?尤其是在联想到如今许多豆腐渣工程以后,相信不少人也都会感到十分愤怒。
只有速度没有质量的豆腐渣工程
可事实上,在人类的工程建筑历史之中,就曾经有三大失败的工程并不完全是由建筑师所导致的。其中最后一个甚至还给后世的建筑师们带来了警示作用,让后人在修建工程的时候都尽量避免出现同样的问题。
建筑师是工程的核心
那么这三大工程分别是什么呢?惨重的损失背后,又给我们人类带来了哪些意料之外的效果?本文便会逐一为大家介绍世界历史上三大著名的失败工程。在了解了这些工程以后,或许我们就会更加明白,工程的意义究竟是什么?
瓦依昂大坝首先是1956年开始动工修建的瓦伊昂大坝,这座大坝位于阿尔卑斯山脉的一处峡谷之中,早在1950年的时候,人们就建议在这个地方修建一座大坝,专门用来发电。对于这项提议,意大利政府在经过商讨以后最终决定通过。在他们看来,只要将丰富的冰川融水充分地利用起来,那么意大利国内日益增长的用电需求就一定能够得到满足。
阿尔卑斯山美景
然而在动工之后不久,部分意大利政客却改变了初衷。在他们看来,如果投入如此巨大的大坝仅仅只是作为一个单纯的水力发电站,未免也太浪费了。与其直接朝着水电站的方向发展,不如让它同时具备核电站配套设施的能力,即抽水蓄能电站。
为此,负责设计修建大坝的工程师们不得不连夜更改原定的设计修建方案,将原本230米的大坝预定高度提升到了261米,而原定的水库容量也真正提升了3倍之多。在经过了四年多的努力建造以后,大坝也终于成功建造完成。
瓦伊昂大坝
可能很多人会想,临时改变修建方案,甚至将水容量提升到原定的三倍之多,这样建造出来的大坝会不会太过危险了?要知道水容量增加到三倍之多,其实也意味着水坝所承受的压力会等比例增长。事实上,对于这样的情况,大坝工程师早就想好了解决的方案。
为了完成政客们的要求,工程师们将瓦依昂大坝设计为双曲面拱坝,和我们印象之中的堤坝完全不一样。在这样的情况下,水体作用到大坝上的压力就会被分散到两侧的山体上面。大坝工程师更是自豪地表示,这座大坝完全可以承受设计值11倍的荷载。
单、双曲面拱坝示意图
从这里看来,这座大坝的修建显然已经获得了圆满的成功,可为什么人们还会将它评选为世界三大失败工程呢?其实关键就在于原本水体作用到大坝上面的压力,最终作用到了山体上面。
原来在水体上升以后,瓦依昂大坝两边的山体就会经常有泥土滑入水库之中。而由于水库所在位置的水土都是由石灰石和黏土组成,因此随着水位的上升,黏土就会不断地吸水并最终形成泥浆。这样一来,整个山体就会出现深层滑坡的风险。
泥浆会导致深层滑坡
面对这样的危机,当时负责管理水库的工作人员们也想到了合适的解决方式,那就是控制水位上升的速度,这样一来,只要滑坡产生的土石按照相对缓慢的速度进入水中,自然就不会出现事故。
只可惜水库管理人员这样想,意大利国家电力公司却没有这样想,为了尽快地完成验收工作,他们加快了蓄水速度,让瓦依昂水库的水位急速上升。更致命的是,当越来越多的滑坡事故出现以后,意大利国家电力公司却没有放在心上。
滑坡带来的灾难不容小觑
最终,1963年10月9日晚,多达2.6亿立方米的土石以120km/h的速度进入水库之中,瞬间激起滔天巨浪,水库下游五个村庄之中2000多位居民,全在毫无预警的情况下被巨浪带走生命。
无数居民丧生巨浪
值得一提的是,正是在此次事件发生以后,世界各国才规定了工程建筑设计师终生追责的准则。在人们看来,意大利国家电力公司的不当使用虽然占主要责任,但水库设计师当初没有认真考虑水库周边环境,也应当负一定的责任。
塔科马海峡大桥其次就是1940年7月11日正式对外开放的塔科马海峡大桥,这座在当时世界上排名第三的大型吊桥,一经修建成功便引起了美国全体人民的欢呼雀跃。就当时在美国国内的影响力来看,甚至不亚于我们国家成功修建的港珠澳大桥。
中国的港珠澳大桥
尽管两者在技术和投入上面没有任何可比性,但就那个年代的造桥技术来说,塔科马海峡大桥,在某种程度上也代表了美国的基建水平绝对值得肯定。然而让所有人都没有想到的是,正是这座被人们寄予厚望的大桥,却因为当初修建时资金不足而选择的修建方式,最终导致了不可避免的灾难发生。
塔科马海峡大桥
原来这座悬桥由于自身结构的原因,会在有风的天气摆动。对于许多不知情的人来说,甚至还会千里迢迢地赶到这里,专门体验大桥的晃动感。而就在1940年11月7日,在时速60公里的强风侵袭下,大桥最终轰然倒塌,仅仅工作四个月之久的桥梁彻底消失在历史长河之中,这让少人都认为是前所未有的灾难。
当年的历史影像
好在正是通过此次事件,世界各国的工程师们在之后修桥的过程之中,都会提前计算桥梁的固有频率是多少,避免像塔科马海峡大桥一样因为工程而倒塌。而这种共振,其实也就是十分著名的卡门涡街现象。
生物圈二号最后就是我们小时候都在生物课上学习过的生物圈二号实验,也是美国投资1.5亿美元,历史八年修建了一个全封闭模拟地球生态环境实验。在这个人造封闭的生态系统之中,八位科学家需要尝试能否在这个系统之中生存。
生物圈二号
原本在科学家的预想之中,当这个人造生态系统的各项数据都已经达到和外界一样的标准之时,实验一定会进行得十分顺利。甚至与其说是在这个生态系统之中工作,还不如说是在这个生态系统之中生活。
然而让人没有想到的是,等到实际在生态圈之中生活以后才发现,这里的氧气和二氧化碳根本无法达到自行平衡。不仅如此,生物圈2号内的各种水泥建筑物,也严重影响到了正常的碳循环。在这样的情况下,各种自然生物以极快的速度走向灭绝,让科学家们一度感到心灰意冷。
植物逐渐枯萎
最终,当科学家们自己也再无法坚持继续在生物圈二号之中生存的时候,“生物圈二号”实验被正式宣告失败。而这也证明了就我们人类现如今的科学技术水平来看,人类离开了地球将很难能够成功生存下来,而地球也绝对是目前人类唯一能够赖以生存的家园。因此,我们完全有必要保护我们生存的家园,尽量避免继续对生态环境的肆意破坏。
保护地球
事实上,就上述三个失败的工程来看,每一项工程都为后世带来了深刻的启发和反思,也针对工程设计师制定了相关的章程,倒也是意料之外的效果。
从瓦依昂大坝来看,假设人们至今依旧没有明白工程设计师对工程的重要性,那么工程师们只要将工程设计完成,岂不是就可以当一个无忧无虑的“甩手掌柜”?这样一来,工程的安全性绝对很难得到保证。
工程设计师是工程安全的守护者
而塔科马海峡大桥的事故,也同样告诉我们人类,在修建这类大桥的时候,所谓的晃动感绝对是十分危险的。如果不注重桥梁的共振范围,那么同样的悲剧还很有可能出现在其他国家、其他地区。倘若我们真的不在意地球这个家园,那么未来的我们将何去何从,谁能给出正确的答案呢?
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