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歐美大地 工程物探
工程物探
透視災害,守護生命:地震防范工程體系建設
發布時間:2023-12-22 瀏覽次數:10065 來源:歐美大地

“提高自然災害防治能力不僅是實現“兩個一百年”奮斗目標及中華民族偉大復興中國夢的核心要求,而且直接關系到人民群眾的生命財產安全和國家安全。這一挑戰同時也考驗著我們黨的執政能力?!?/span>




國務院最近公布的《“十四五”國家應急體系規劃》以推進應急管理體系和能力現代化為中心,聚焦于改革后的首個五年規劃期內的應急管理體制。該規劃重點關注自然災害防治和安全生產兩大領域,并圍繞“防”與“救”兩個關鍵環節進行細致部署。

在地震的防范與研究中,工程物探與室內巖土試驗應用廣泛,其中工程物探主要用于地震的監測、預警以及對地震構造的探查,巖土試驗主要用于研究了解土壤在地震中的行為特性,幫助工程師提高未來基礎設施設計的彈性。


1 技術原理與優勢

工程物探技術

工程物探技術,其原理主要基于電場、地震波、重磁場等與地質結構的相互作用。工程物探設備能夠無損地穿透地表,深入地下進行探測,從而揭示出地球內部的結構和物質的性質。具體來說,高密度電法設備通過發射并接收電場信息來探測地下介質的電性差異;地震法設備則利用地震波波在地下介質中的傳播和反射特性來推斷地質構造和巖性變化;而重磁法設備通過測量地球重磁場的變化來反演地下物質的分布和性質。



地震勘測,高密度電法勘探原理示意圖

與傳統的地質勘探方法相比,工程物探技術具有顯著的優勢。首先,工程物探設備采用非接觸、非破壞性的探測方式,能夠在不破壞地下環境的前提下獲取所需的地質信息。其次,工程物探設備具有高精度的探測能力,能夠準確地識別出地下的細微結構和異常體,為災害預警和防治提供數據支持。此外,這些設備還具有高效率的特點,能夠在短時間內完成大面積的探測任務,大大提高了地質工作的效率。


高密度電法探測異常與地下巖溶

正是由于工程物探設備的這些獨特優勢,使其在自然災害防治體系中發揮著越來越重要的作用。通過這些設備,我們可以及時了解地下的地質狀況,預測潛在的自然災害風險,為決策者提供科學依據,從而有效地保護人類的生命和財產安全。
室內巖土試驗
地震對基礎設施造成的破壞程度有很大差異,差異的程度取決于地震的位置、受影響土層的力學特性、地下水位的深度以及地震的強度和持續時間。例如,軟土的沉積會導致地表震動的放大,而松散顆粒材料的收縮趨勢會導致土壤液化和不均勻沉降。這種反應也可能影響電力和水等生命線,同時對基礎設施造成更明顯的破壞。 
了解土壤在地震中的行為特性可以幫助工程師提高未來基礎設施設計的彈性。室內巖土試驗儀器能夠模擬這些荷載條件,并提供在易受地震影響地區開發基礎和結構設計解決方案所需的知識。

2 地震監測與預警
地震,作為一種突發的、破壞力巨大的自然災害,始終對人類生命和財產安全構成嚴重威脅。然而,隨著科技的進步,工程物探設備在地震監測與預警中的應用為我們提供了一種有力的防護手段。

工程物探設備在地震監測中發揮著至關重要的作用。例如,地震計,一種高靈敏度的地震監測設備,能夠實時監測地殼的微震活動。通過捕捉地震波的傳播信息,地震計能夠迅速識別出地震的震源、震級和震中位置等關鍵參數。這些數據對于準確預測地震的發展趨勢和影響范圍至關重要。




arolla寬頻地震計

AC-73三分量力平衡加速度計

除了地震計,強震儀也是地震監測中的設備之一。強震儀能夠記錄地震發生時的強烈震動,為震后評估和救援提供寶貴的數據支持。通過分析強震儀記錄的數據,我們可以了解地震對建筑物、基礎設施等造成的破壞程度,從而為災后重建和救援工作提供科學依據。



scai slim 3/6通道數據采集器

值得一提的是,工程物探設備在地震監測與預警領域也具有廣泛的應用。地震監測解決方案結合了地震計和數據處理技術,能夠實時監測和分析地震活動。這些設備不僅具有高靈敏度和穩定性,還能在惡劣環境下持續工作,確保數據的準確性和可靠性。



建筑物結構健康監測系統

除工程物探設備之外,近些年,分布式光纖聲波傳感器( Distributed Acoustic Sensing,DAS)在天然地震學相關研究中的應用可行性已經得到了初步驗證。利用DAS的高觀測密度可以大幅改善淺層結構尤其是斷層區等復雜結構成像分辨率,利用DAS的耐受惡劣環境特性有望在深井、海底等特殊條件下開展地震學監測。相關研究可以關注我們的往期內容:分布式光纖聲波傳感器在天然地震監測中的應用。



ODH5X詢問器單元,為大型地震應用提供的分布式光纖聲波傳感(DAS)解決方案

總的來說,儀器設備在地震監測與預警中的應用為我們提供了及時發現地震跡象、準確預測地震發展趨勢的能力。通過這些設備的實時監測和數據分析,我們能夠迅速發出預警信息,為公眾爭取寶貴的逃生時間,最大程度地減少地震帶來的損失。

3 地震構造探查與地質災害防治
地質災害,如因暴雨、洪澇、臺風等災害引起的滑坡、泥石流等,常常給人類帶來嚴重的生命和財產損失。在地質災害防治中,工程物探設備發揮著至關重要的作用。這些設備能夠精確探測地質結構中的不良地質體,為災害防治提供科學依據和有效手段。

在滑坡災害的防治中,工程物探設備的應用顯得尤為重要。例如,電法儀是一種利用地下介質的電性差異進行探測的設備。通過電法儀的測量,我們可以了解地下巖層的電阻率、極化率等電性參數,從而推斷出滑坡體的含水量、物質組成和結構特征。這些數據對于評估滑坡的穩定性和預測其發展趨勢具有重要意義。結合這些數據,我們可以及時采取加固措施,如設置抗滑樁、錨索等,提高滑坡體的穩定性,防止災害的發生。


POLARES 32交流電快速成像系統與滑坡體電法勘測成果

面波儀是另一種在地質災害防治中廣泛應用的工程物探設備。面波儀通過測量地表傳播的面波來推斷地下介質的性質和結構。在泥石流災害的易發區域,面波儀能夠迅速識別出地表的松散物質和不穩定斜坡,為泥石流的預警和防治提供重要信息?;诿娌▋x的測量結果,我們可以及時采取疏導措施,如修建排導槽、設置攔擋壩等,降低泥石流的發生概率和減輕其影響。



汶川震區某滑坡區域主動源面波勘測成果

除了滑坡和泥石流災害外,工程物探設備在其他地質災害防治中也具有廣泛的應用。例如,在地面塌陷、地裂縫等災害的探測中,跨孔地震層析設備能夠精確識別地下的空洞、裂縫等不良地質體,為災害的預防和治理提供有力支持。



跨孔地震層析成系統

總的來說,工程物探設備在地質災害防治中的實踐為我們提供了一種技術手段。通過這些設備的探測和科學分析,我們能夠及時了解地質結構中的不良地質體,評估災害發生的可能性和影響范圍?;谶@些數據和信息,我們可以及時采取防治措施,降低災害發生的概率和減輕其影響,保護人民的生命財產安全。

4 防災救災
防災救災是應對自然災害的關鍵環節,涉及對災害的預警、響應、救援和恢復等多個方面。在這個過程中,工程物探設備發揮著不可替代的作用,為防災救災工作提供了強大的技術支持。

在災害應急響應方面,工程物探具有迅速定位受災區域和評估災害嚴重程度的能力。例如,利用無人機搭載的地質雷達,可以在短時間內對災區進行大面積的探測和評估,提供地質數據。這些數據不僅有助于救援隊伍快速了解災區情況,制定救援計劃,還能為后續的災后恢復重建提供重要依據。



快速地震測量拖纜,適用于硬質路面的緊急面波勘察

無人機探地雷達,適用于災后地下目標探測

在救援輔助決策方面,詳細的地質勘察提供的數據和分析結果,對于救援決策具有重要意義。通過對災區地質環境的深入了解和分析,決策者可以制定出更加科學、合理的救援方案和資源調配計劃。

在災后恢復重建方面,工程物探設備能夠為重建工作提供詳細的地質和環境數據。例如,利用地質雷達、地震儀,電法儀等設備,可以探測出地下的斷層、裂縫等不良地質現象,為重建規劃提供科學依據。此外,工程物探設備還能監測潛在的次生災害風險,如余震、滑坡等,確保重建工作的安全進行。而室內巖土試驗設備能夠深入研究不同地質條件在地震中的表現,為災后基礎設施的設計、重建提供依據。



ELDYN標準型動三軸試驗系統

RCA共振柱試驗系統

在公眾教育與宣傳方面,實時監測和預警能力為公眾提供了更加直觀、生動的災害教育素材。通過對地震影響的研究,公眾可以更加深入地了解自然災害的成因、危害以及應對措施。同時,這也有助于提高公眾的防災意識和自救能力,形成全民參與防災救災的良好氛圍。

5 巨災防范工程建設(推薦設備)



總結
先進的監測及研究設備在自然災害防治體系中的深度應用是人類科技與自然災害斗爭的一大勝利。通過這些設備的實時監測、預警和對地震現象的深度研究,我們能夠更好地守護生命財產安全,減少災害帶來的損失。展望未來隨著科技的不斷發展和創新我們期待更多更好的技術在自然災害防治中發揮更大的作用,為人類的生存與發展提供更加堅實的保障。

歡迎您聯系歐美大地,與我們共同探討防災減災建設方面的技術及設備。



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