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摘要:我国震害频发,由于我国地域辽阔,且西部多山区,由不良地质作用引发的次生地质灾害频发,其中滑坡是最为常见且危害最大的一种。对斜坡在外动力作用下的自身响应规律的研究显得至关重要。环境噪声在20世纪80年代首次提出,并逐渐发展应用于斜坡动力响应规律研究领域。本文介绍了环境噪声测试方法在斜坡动力响应方面的发展趋势。
一、前言
以往对斜坡动力响应研究的数据一般来自于地震台站,但是地震台站建设成本高、建设周期长,仪器养护成本高。环境噪声测试技术的出现填补了斜坡动力响应的部分空白。环境噪声测试技术具有环保,仪器轻便,测试结果可靠等优点。但是环境噪声测试技术在现阶段仍处于初级阶段,还有广阔的前景待开发。
二、国内外研究现状
环境噪声自1989年由日本学者Nakamura[1]提出以后被專家学者们广泛应用于研究斜坡地震动响应规律。环境噪声的原理是根据地脉动对场地卓越频率进行分析,不同的场地根据其不同的地层岩性,地形地貌会有不同的地震动响应特性。在对该方法的应用之中,研究人员发现该方法不仅可以探究场地剪切波速、场地覆盖层厚度、卓越频率,甚至可以从谱比分析曲线探究地下岩层横向变化以及探究地基与结构之间的相互相互作用影响[2-8]。黄俊阁[2]在对自贡西山公园进行环境噪声测试后发现坡顶具有明显的放大作用,斜坡中下部放大效果不明显。欧剑锋[3]对芦山仁加斜坡测试 后发现斜坡顶部存在高频放大效应。虽然环境噪声的出现时间并不长,但是吸引了大量专家学者的研究,受到了学术界广泛认可。
三、环境噪声测试方法
1、清除场地表面覆盖土层,植物根系。
2、进行场地整平,保证环境噪声传感器平整贴合场地。
3、将传感器长轴进行东西向放置,等待传感器接收、记录环境噪声数据。测试人员远离传感器,期间禁止说话。环境噪声测试仪器非常敏感,测试人员交流的声音会影响测试数据准确性。
四、未来发展预测
环境噪声仪器虽然相比于地震台站便捷,但是目前环境噪声的仪器仍有10-20斤,野外测量一般在人迹罕至的山区,山高路陡,人工背仪器影响工作人员爬山效率,身体平衡,存在一定安全隐患。而环境噪声仪器的工作方式在陡峭山区更加不方便,经常出现测点在滑坡区,而从山脚到滑坡区可能就需要走很长时间。为了更加便捷的获取数据,结合目前热门的无人机将是环境噪声测试技术的突破口。
无人机具有搭载功能,可以搭载各种雷达传感器,广泛应用于工程地质行业。使用无人机搭载环境噪声的传感器具有可行性。目前新型的一体式环境噪声测试仪器十分轻便,体积小。无人机定位技术现在已经非常成熟,预先布置测量点,使用无人机将一体式环境噪声测试仪器放置在预先布置的测试点位上。无人机飞行将大大减少工作的时间成本,避免了测试人员翻山越岭只为测一两个数据的情况出现。无人机测量也将杜绝测量人员交谈,走动对测试数据造成的影响。
此种方法具有一定的局限性,因为受无人机技术的制约,此种环境噪声测试将只能适用用于植被覆盖稀少的地区。此种新技术视作对传统的测试手段的补充,新型的仪器会广泛应用于大型滑坡发生的早期,特别是类似于“5.12”产生的诸多地震引起的滑坡,能有效测量到一手数据且保护测试人员的安全。
五、结语
我国是个地震频发的国家,地震产生的次生灾害往往比地震造成的死亡人数更多。对斜坡动力响应进行研究,提出对大型滑坡的预警,对大型滑坡做出早期识别,环境噪声测试将为这一工作提供数据支撑。
随着科技的进步,传统地质手段逐渐会被淘汰出历史舞台,地质工作的方法和手段的进步对于解决实际工程问题,保障地质工作者的安全有着直观的影响。新的技术将大大解放生产力,节省测试人员登山时间。环境噪声测试肩负着光荣的使命面临着巨大的挑战。
参考文献
[1]Yamazaki F, Ansary M A. Horizontal-to-vertical spectrum ratio of earthquake ground motion for site characterization[J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 1997,26(7):671-689.
[2]黄俊阁,罗永红,王运生,朱兴貌,欧剑锋,张跃跃,南凯.基于环境噪声测试表征斜坡地震动响应:以自贡西山斜坡为例[J].成都理工大学学报(自然科学版),2020,47(01):16-27.
[3]欧剑锋. 基于环境噪声测试及谱元法模拟研究东河口斜坡动力响应[D].成都理工大学,2020.
[4]刘汉香,许强,范宣梅,徐鸿彪.地震动强度对斜坡加速度动力响应规律的影响[J].岩土力学,2012,33(05):1357-1365.
[5]刘汉香,许强,王龙,侯红娟.地震波频率对岩质斜坡加速度动力响应规律的影响[J].岩石力学与工程学报,2014,33(01):125-133.
[6] 祁生文,伍法权,孙进忠. 边坡动力响应规律研究[J]. 中国科学:技术科学(s1), 2003, 28-40.
[7]刘铮,李滨,贺凯,高杨,王晨辉.地震作用下高陡岩质斜坡动力响应规律研究[J].地质力学学报,2020,26(01):115-124.
[8]王文沛,殷跃平,李滨,冯振,闫金凯.不同坡角斜坡动力响应频谱特征研究[J].岩石力学与工程学报,2015,34(01):121-128.
[9]夏坤,董林,李璐.黄土斜坡动力响应特征分析[J].地震工程学报,2019,41(03):694-701.
[9]王海云,谢礼立.自贡市西山公园地形对地震动的影响[J].地球物理学报,2010,53(07):1631-1638.
一、前言
以往对斜坡动力响应研究的数据一般来自于地震台站,但是地震台站建设成本高、建设周期长,仪器养护成本高。环境噪声测试技术的出现填补了斜坡动力响应的部分空白。环境噪声测试技术具有环保,仪器轻便,测试结果可靠等优点。但是环境噪声测试技术在现阶段仍处于初级阶段,还有广阔的前景待开发。
二、国内外研究现状
环境噪声自1989年由日本学者Nakamura[1]提出以后被專家学者们广泛应用于研究斜坡地震动响应规律。环境噪声的原理是根据地脉动对场地卓越频率进行分析,不同的场地根据其不同的地层岩性,地形地貌会有不同的地震动响应特性。在对该方法的应用之中,研究人员发现该方法不仅可以探究场地剪切波速、场地覆盖层厚度、卓越频率,甚至可以从谱比分析曲线探究地下岩层横向变化以及探究地基与结构之间的相互相互作用影响[2-8]。黄俊阁[2]在对自贡西山公园进行环境噪声测试后发现坡顶具有明显的放大作用,斜坡中下部放大效果不明显。欧剑锋[3]对芦山仁加斜坡测试 后发现斜坡顶部存在高频放大效应。虽然环境噪声的出现时间并不长,但是吸引了大量专家学者的研究,受到了学术界广泛认可。
三、环境噪声测试方法
1、清除场地表面覆盖土层,植物根系。
2、进行场地整平,保证环境噪声传感器平整贴合场地。
3、将传感器长轴进行东西向放置,等待传感器接收、记录环境噪声数据。测试人员远离传感器,期间禁止说话。环境噪声测试仪器非常敏感,测试人员交流的声音会影响测试数据准确性。
四、未来发展预测
环境噪声仪器虽然相比于地震台站便捷,但是目前环境噪声的仪器仍有10-20斤,野外测量一般在人迹罕至的山区,山高路陡,人工背仪器影响工作人员爬山效率,身体平衡,存在一定安全隐患。而环境噪声仪器的工作方式在陡峭山区更加不方便,经常出现测点在滑坡区,而从山脚到滑坡区可能就需要走很长时间。为了更加便捷的获取数据,结合目前热门的无人机将是环境噪声测试技术的突破口。
无人机具有搭载功能,可以搭载各种雷达传感器,广泛应用于工程地质行业。使用无人机搭载环境噪声的传感器具有可行性。目前新型的一体式环境噪声测试仪器十分轻便,体积小。无人机定位技术现在已经非常成熟,预先布置测量点,使用无人机将一体式环境噪声测试仪器放置在预先布置的测试点位上。无人机飞行将大大减少工作的时间成本,避免了测试人员翻山越岭只为测一两个数据的情况出现。无人机测量也将杜绝测量人员交谈,走动对测试数据造成的影响。
此种方法具有一定的局限性,因为受无人机技术的制约,此种环境噪声测试将只能适用用于植被覆盖稀少的地区。此种新技术视作对传统的测试手段的补充,新型的仪器会广泛应用于大型滑坡发生的早期,特别是类似于“5.12”产生的诸多地震引起的滑坡,能有效测量到一手数据且保护测试人员的安全。
五、结语
我国是个地震频发的国家,地震产生的次生灾害往往比地震造成的死亡人数更多。对斜坡动力响应进行研究,提出对大型滑坡的预警,对大型滑坡做出早期识别,环境噪声测试将为这一工作提供数据支撑。
随着科技的进步,传统地质手段逐渐会被淘汰出历史舞台,地质工作的方法和手段的进步对于解决实际工程问题,保障地质工作者的安全有着直观的影响。新的技术将大大解放生产力,节省测试人员登山时间。环境噪声测试肩负着光荣的使命面临着巨大的挑战。
参考文献
[1]Yamazaki F, Ansary M A. Horizontal-to-vertical spectrum ratio of earthquake ground motion for site characterization[J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 1997,26(7):671-689.
[2]黄俊阁,罗永红,王运生,朱兴貌,欧剑锋,张跃跃,南凯.基于环境噪声测试表征斜坡地震动响应:以自贡西山斜坡为例[J].成都理工大学学报(自然科学版),2020,47(01):16-27.
[3]欧剑锋. 基于环境噪声测试及谱元法模拟研究东河口斜坡动力响应[D].成都理工大学,2020.
[4]刘汉香,许强,范宣梅,徐鸿彪.地震动强度对斜坡加速度动力响应规律的影响[J].岩土力学,2012,33(05):1357-1365.
[5]刘汉香,许强,王龙,侯红娟.地震波频率对岩质斜坡加速度动力响应规律的影响[J].岩石力学与工程学报,2014,33(01):125-133.
[6] 祁生文,伍法权,孙进忠. 边坡动力响应规律研究[J]. 中国科学:技术科学(s1), 2003, 28-40.
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[8]王文沛,殷跃平,李滨,冯振,闫金凯.不同坡角斜坡动力响应频谱特征研究[J].岩石力学与工程学报,2015,34(01):121-128.
[9]夏坤,董林,李璐.黄土斜坡动力响应特征分析[J].地震工程学报,2019,41(03):694-701.
[9]王海云,谢礼立.自贡市西山公园地形对地震动的影响[J].地球物理学报,2010,53(07):1631-1638.