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欧美大地 工程物探
工程物探
透视灾害,守护生命:地震防范工程体系建设
发布时间:2023-12-22 浏览次数:5551 来源:欧美大地

“提高自然灾害防治能力不仅是实现“两个一百年”奋斗目标及中华民族伟大复兴中国梦的核心要求,而且直接关系到人民群众的生命财产安全和国家安全。这一挑战同时也考验着我们党的执政能力。”




国务院最近公布的《“十四五”国家应急体系规划》以推进应急管理体系和能力现代化为中心,聚焦于改革后的首个五年规划期内的应急管理体制。该规划重点关注自然灾害防治和安全生产两大领域,并围绕“防”与“救”两个关键环节进行细致部署。

在地震的防范与研究中,工程物探与室内岩土试验应用广泛,其中工程物探主要用于地震的监测、预警以及对地震构造的探查,岩土试验主要用于研究了解土壤在地震中的行为特性,帮助工程师提高未来基础设施设计的弹性。


1 技术原理与优势

工程物探技术

工程物探技术,其原理主要基于电场、地震波、重磁场等与地质结构的相互作用。工程物探设备能够无损地穿透地表,深入地下进行探测,从而揭示出地球内部的结构和物质的性质。具体来说,高密度电法设备通过发射并接收电场信息来探测地下介质的电性差异;地震法设备则利用地震波波在地下介质中的传播和反射特性来推断地质构造和岩性变化;而重磁法设备通过测量地球重磁场的变化来反演地下物质的分布和性质。



地震勘测,高密度电法勘探原理示意图

与传统的地质勘探方法相比,工程物探技术具有显著的优势。首先,工程物探设备采用非接触、非破坏性的探测方式,能够在不破坏地下环境的前提下获取所需的地质信息。其次,工程物探设备具有高精度的探测能力,能够准确地识别出地下的细微结构和异常体,为灾害预警和防治提供数据支持。此外,这些设备还具有高效率的特点,能够在短时间内完成大面积的探测任务,大大提高了地质工作的效率。


高密度电法探测异常与地下岩溶

正是由于工程物探设备的这些独特优势,使其在自然灾害防治体系中发挥着越来越重要的作用。通过这些设备,我们可以及时了解地下的地质状况,预测潜在的自然灾害风险,为决策者提供科学依据,从而有效地保护人类的生命和财产安全。
室内岩土试验
地震对基础设施造成的破坏程度有很大差异,差异的程度取决于地震的位置、受影响土层的力学特性、地下水位的深度以及地震的强度和持续时间。例如,软土的沉积会导致地表震动的放大,而松散颗粒材料的收缩趋势会导致土壤液化和不均匀沉降。这种反应也可能影响电力和水等生命线,同时对基础设施造成更明显的破坏。 
了解土壤在地震中的行为特性可以帮助工程师提高未来基础设施设计的弹性。室内岩土试验仪器能够模拟这些荷载条件,并提供在易受地震影响地区开发基础和结构设计解决方案所需的知识。

2 地震监测与预警
地震,作为一种突发的、破坏力巨大的自然灾害,始终对人类生命和财产安全构成严重威胁。然而,随着科技的进步,工程物探设备在地震监测与预警中的应用为我们提供了一种有力的防护手段。

工程物探设备在地震监测中发挥着至关重要的作用。例如,地震计,一种高灵敏度的地震监测设备,能够实时监测地壳的微震活动。通过捕捉地震波的传播信息,地震计能够迅速识别出地震的震源、震级和震中位置等关键参数。这些数据对于准确预测地震的发展趋势和影响范围至关重要。




arolla宽频地震计

AC-73三分量力平衡加速度计

除了地震计,强震仪也是地震监测中的设备之一。强震仪能够记录地震发生时的强烈震动,为震后评估和救援提供宝贵的数据支持。通过分析强震仪记录的数据,我们可以了解地震对建筑物、基础设施等造成的破坏程度,从而为灾后重建和救援工作提供科学依据。



scai slim 3/6通道数据采集器

值得一提的是,工程物探设备在地震监测与预警领域也具有广泛的应用。地震监测解决方案结合了地震计和数据处理技术,能够实时监测和分析地震活动。这些设备不仅具有高灵敏度和稳定性,还能在恶劣环境下持续工作,确保数据的准确性和可靠性。



建筑物结构健康监测系统

除工程物探设备之外,近些年,分布式光纤声波传感器( Distributed Acoustic Sensing,DAS)在天然地震学相关研究中的应用可行性已经得到了初步验证。利用DAS的高观测密度可以大幅改善浅层结构尤其是断层区等复杂结构成像分辨率,利用DAS的耐受恶劣环境特性有望在深井、海底等特殊条件下开展地震学监测。相关研究可以关注我们的往期内容:分布式光纤声波传感器在天然地震监测中的应用。



ODH5X询问器单元,为大型地震应用提供的分布式光纤声波传感(DAS)解决方案

总的来说,仪器设备在地震监测与预警中的应用为我们提供了及时发现地震迹象、准确预测地震发展趋势的能力。通过这些设备的实时监测和数据分析,我们能够迅速发出预警信息,为公众争取宝贵的逃生时间,最大程度地减少地震带来的损失。

3 地震构造探查与地质灾害防治
地质灾害,如因暴雨、洪涝、台风等灾害引起的滑坡、泥石流等,常常给人类带来严重的生命和财产损失。在地质灾害防治中,工程物探设备发挥着至关重要的作用。这些设备能够精确探测地质结构中的不良地质体,为灾害防治提供科学依据和有效手段。

在滑坡灾害的防治中,工程物探设备的应用显得尤为重要。例如,电法仪是一种利用地下介质的电性差异进行探测的设备。通过电法仪的测量,我们可以了解地下岩层的电阻率、极化率等电性参数,从而推断出滑坡体的含水量、物质组成和结构特征。这些数据对于评估滑坡的稳定性和预测其发展趋势具有重要意义。结合这些数据,我们可以及时采取加固措施,如设置抗滑桩、锚索等,提高滑坡体的稳定性,防止灾害的发生。


POLARES 32交流电快速成像系统与滑坡体电法勘测成果

面波仪是另一种在地质灾害防治中广泛应用的工程物探设备。面波仪通过测量地表传播的面波来推断地下介质的性质和结构。在泥石流灾害的易发区域,面波仪能够迅速识别出地表的松散物质和不稳定斜坡,为泥石流的预警和防治提供重要信息。基于面波仪的测量结果,我们可以及时采取疏导措施,如修建排导槽、设置拦挡坝等,降低泥石流的发生概率和减轻其影响。



汶川震区某滑坡区域主动源面波勘测成果

除了滑坡和泥石流灾害外,工程物探设备在其他地质灾害防治中也具有广泛的应用。例如,在地面塌陷、地裂缝等灾害的探测中,跨孔地震层析设备能够精确识别地下的空洞、裂缝等不良地质体,为灾害的预防和治理提供有力支持。



跨孔地震层析成系统

总的来说,工程物探设备在地质灾害防治中的实践为我们提供了一种技术手段。通过这些设备的探测和科学分析,我们能够及时了解地质结构中的不良地质体,评估灾害发生的可能性和影响范围。基于这些数据和信息,我们可以及时采取防治措施,降低灾害发生的概率和减轻其影响,保护人民的生命财产安全。

4 防灾救灾
防灾救灾是应对自然灾害的关键环节,涉及对灾害的预警、响应、救援和恢复等多个方面。在这个过程中,工程物探设备发挥着不可替代的作用,为防灾救灾工作提供了强大的技术支持。

在灾害应急响应方面,工程物探具有迅速定位受灾区域和评估灾害严重程度的能力。例如,利用无人机搭载的地质雷达,可以在短时间内对灾区进行大面积的探测和评估,提供地质数据。这些数据不仅有助于救援队伍快速了解灾区情况,制定救援计划,还能为后续的灾后恢复重建提供重要依据。



快速地震测量拖缆,适用于硬质路面的紧急面波勘察

无人机探地雷达,适用于灾后地下目标探测

在救援辅助决策方面,详细的地质勘察提供的数据和分析结果,对于救援决策具有重要意义。通过对灾区地质环境的深入了解和分析,决策者可以制定出更加科学、合理的救援方案和资源调配计划。

在灾后恢复重建方面,工程物探设备能够为重建工作提供详细的地质和环境数据。例如,利用地质雷达、地震仪,电法仪等设备,可以探测出地下的断层、裂缝等不良地质现象,为重建规划提供科学依据。此外,工程物探设备还能监测潜在的次生灾害风险,如余震、滑坡等,确保重建工作的安全进行。而室内岩土试验设备能够深入研究不同地质条件在地震中的表现,为灾后基础设施的设计、重建提供依据。



ELDYN标准型动三轴试验系统

RCA共振柱试验系统

在公众教育与宣传方面,实时监测和预警能力为公众提供了更加直观、生动的灾害教育素材。通过对地震影响的研究,公众可以更加深入地了解自然灾害的成因、危害以及应对措施。同时,这也有助于提高公众的防灾意识和自救能力,形成全民参与防灾救灾的良好氛围。

5 巨灾防范工程建设(推荐设备)



总结
先进的监测及研究设备在自然灾害防治体系中的深度应用是人类科技与自然灾害斗争的一大胜利。通过这些设备的实时监测、预警和对地震现象的深度研究,我们能够更好地守护生命财产安全,减少灾害带来的损失。展望未来随着科技的不断发展和创新我们期待更多更好的技术在自然灾害防治中发挥更大的作用,为人类的生存与发展提供更加坚实的保障。

欢迎您联系欧美大地,与我们共同探讨防灾减灾建设方面的技术及设备。



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