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地震有预兆,岩土工程界的岩震有预兆吗?

   日期:2022-09-20     来源:矿业报    浏览:211    评论:0    
核心提示:岩土工程岩爆的预防。

地声,又称地鸣,为地震发生时,一小部分地震波能量传入空气变成声波而形成的声音,和地光一样是地震的征兆,往往发生在地震前的几秒、几分钟或几小时、甚至几天内,在震中区或近震中的范围内能普遍听到。在基岩露出地表和表土层很薄的靠山地区,容易听到地声。听到地声的时间一般在感到地面振动之前,也有的在感到地面振动之后。文献中记载人耳听到的地声,有的似雷声、炮声、撕布声,有的似拖拉机声、风声等。仪器记录的地声大多出现在震前数分钟至数小时内 实验表明,在应力达到岩石破裂强度的一半时,声发射信号显著增加,当微破裂进一步发展时,声发射频率由高频向低频变化,因而有可能被仪器和人耳接收。由于地声多在临震前出现,有可能对临震预报和自救有意义。

地声:大自然的警报地震前数分钟、数小时或数天,往往有声响自地下深处传来,人们习惯称之为“地声”。据调查,距1976年唐山7.8级地震震中100公里范围内,在临震前尚没入睡的居民中,有百分之九十五的人听到了震前的地声。震前地声最早出现在7月27日23时左右,这些早期听到的地声比较低沉。如在河北遵化县、卢龙县,很多人在27日晚23时听到远处传来连绵不断的“隆隆”声,声色沉闷,忽高忽低,延续了一个多小时。在京津之间的安次、武清等县听到的地声,就象大型履带式拖拉机接连不断地从远处驶过。在剧烈的地动到来前半个小时到几分钟内,震区群众听到了不同类型的地声。据后来人们回忆,有的听来犹如列车从地下奔驰而来,有的如狂风啸过,伴随飞沙走石、夹风带雨的混杂声,有的似采石放连珠炮般声响,在头顶上空炸开,或如巨石从高处滚落。这奇怪的声响和平日城市噪声全然不同。

地声一般出现在震前几分钟、几小时,几天或几十天内。实际上临震前几分钟内出现者居多。所以地声确是一种临震的信号。有的震区就是因为重视奇怪的地声现象,使人们躲过了灾难。1830年6月12日河北磁县发生7.5级大震,震前人们听到地声如“雷吼”,若“千军涌溃,万马奔腾”,于是“争先恐后,扶老携幼,走避空旷之区”,紧接着发生了“屋宇倾颓,砖瓦雨下”的地震灾害。

1855年12月11日辽宁金县发生5-6级地震,当地人民“未震之时,先闻声如雷”,于是“早已预防”,从住房里躲避出来,所以“未经压毙多人,只伤男妇子女共七名”,大大减轻了伤亡和损失。

据地声的特点,能大致判断地震的大小和震中的方向。一般说,如果声音越大,声调越沉闷,那么地震也越大;反之,地震就较小。当听到地声时,大地震可能很快就要发生了,所以可把地声看作警报,应该立即离开房屋,采取紧急防御措施,避免和减少伤亡损失。

在岩土工程界,由于岩土的开挖,破坏了原有的应力平衡,导致岩石破裂也会发生震动,目前岩土工程界有了众多的监测手段来探测岩土工程方面所引发的岩爆震动。利用中科院武汉岩土所研发的具有自主知识产权的微震监测系统---中科微震,在国内国际重大工程中,发挥了重要的作用。

对于硬岩稳定性监测工作,国内外研究成果表明,采用声发射与微震监测技术是行之有效的。岩体声发射与微震监测技术是利用岩体受力变形和破坏后本身发射出的声波和微震来进行工程岩体稳定性的技术方法,能适应硬岩破坏机理并可对岩体破坏前的一些前兆进行监测进而做出相应的分析以判断岩体稳定性。

声发射与微震现象是二十世纪三十年代末由美国L﹒阿伯特及W﹒L﹒杜瓦尔发现的。尽管这一监测技术应用于矿山岩体稳定性监测只有三十年的历史,但世界各国对这一技术重要性的认识越来越深刻,目前,各国逐渐把这一技术作为一种监测预警手段,确保地下工程及矿井生产安全。大量研究资料表明,岩石工程结构在破坏之前,必然持续一段时间以声的形式释放积蓄的能量,这种能量释放的强度,随着结构临近失稳而变化,每一个声发射与微震都包含着岩体内部状态变化的丰富信息,对接收到的信号进行处理、分析,可作为评价岩体稳定性的依据,因此,可以利用岩体声发射与微震的这一特点对岩体的稳定性进行监测从而预测岩体塌方、冒顶、片帮、滑坡和岩爆等地压现象。室内研究资料表明,当对岩石试件增加负荷时,可观测到试件在破坏前的声发射与微震次数急剧地增加,几乎所有的岩石当负荷加到破坏强度的60%时,就会发生声发射与微震现象,其中有的岩石即使加到破坏强度的20%,也可发生这种现象。

中科院武汉岩土所和湖北海震科创技术有限公司联合开发的中科微震监测系统,打破了国外在微震方面的垄断地位,实现了软件和硬件的国产化,为国家的岩土工程做出了应有的贡献,为国内的重大岩土工程项目保驾护航。


 
标签: 岩爆
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