新的研究表明，在設(shè)計建筑物的承重地基時，從大自然中尋找靈感可能是一個好主意。盡管人類具有創(chuàng)造性和智慧，但我們?nèi)匀贿h(yuǎn)遠(yuǎn)落后于大自然在數(shù)百萬年的進(jìn)化中形成的優(yōu)雅和高效的解決方案，這也適用于建筑物。

因此，來自世界各地的研究人員正在大自然中尋找靈感以開發(fā)未來的建筑，來自奧胡斯大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的研究人員現(xiàn)在合作在科學(xué)雜志Acta Geotechnica上發(fā)表了一篇文章，講述了如何從蛇的鱗片中獲得靈感建造地基。

"以前的研究表明，受蛇皮啟發(fā)的表面幾何形狀可以導(dǎo)致不同的抗剪強(qiáng)度，這取決于負(fù)載方向。奧胡斯大學(xué)土木建筑工程系的Hans Henning Stutz助理教授說："我們在這項研究中更進(jìn)一步，調(diào)查了不同土壤類型和這些蛇皮表面之間的相互作用。

現(xiàn)代樁基通常是通過將樁子打入、鉆入或推入地下來實現(xiàn)建筑物的足夠承載力。

今天，樁基通常會被預(yù)制成圓形截面，由于表面主要是對稱的、光滑的輪廓，其承載能力是各向同性的(在所有剪切方向上都是相同的)。然而，在這項研究中，研究人員在表面上試驗了不對稱的微觀結(jié)構(gòu)特征，類似于蛇底的鱗片。這些所謂的腹側(cè)鱗片形狀細(xì)長，相對光滑，其截面形狀像一個細(xì)長的直角三角形。

"通過對高度為0.5毫米、長度為20-60毫米的'鱗片'進(jìn)行實驗，我們已經(jīng)實現(xiàn)了在實驗室條件下在我們所研究的介質(zhì)中顯著提高承載能力：更具體地說是不同類型的沙子。"Stutz說："項目的結(jié)果表明，與它們隨后能夠支持的壓力相比，具有這種表面模式的樁在安裝過程中的阻力減少了25%-50%。"

根據(jù)這位助理教授的說法，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)和耐用地基時，仍然可以從生物學(xué)中獲得很多東西，他相信未來的建筑將在生物學(xué)中找到更多的靈感。

"在過去的歲月里，進(jìn)化已經(jīng)提出了一些相當(dāng)有啟發(fā)性的解決方案，從巖土工程的角度來看，也有很多東西可以獲得。我相信，在未來，我們將看到生物啟發(fā)和非常有效的解決方案的重大發(fā)展，特別是在錨定、隧道和海洋建設(shè)等領(lǐng)域，"他說。

關(guān)鍵詞： 蛇皮組織 樁基