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關(guān)鍵詞:人工影響天氣;防災(zāi)、減災(zāi)中發(fā)揮的作用;預(yù)防
中圖分類號:P427 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-12-0247-2
人工影響天氣在氣象防災(zāi)、減災(zāi)中發(fā)揮著一定的作用,它在預(yù)防以及減輕氣象災(zāi)害中有著重要的作用,天氣雷達(dá)、氣象衛(wèi)星、地理信息技術(shù)、中小尺度氣象監(jiān)測網(wǎng)、新型的催化劑和播撤工具的運(yùn)用,為人工影響天氣作業(yè)奠定了科學(xué)的可靠基礎(chǔ),也提高了人工影響天氣的作業(yè)效果,因此,人工影響天氣在防災(zāi)、減災(zāi)過程中占據(jù)主導(dǎo)地位。
1 人工影響天氣在防災(zāi)、減災(zāi)中的科學(xué)理論基礎(chǔ)。
1.1 人工影響天氣的內(nèi)涵
人工影響天氣是人類借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),在合適的大氣條件下,利用火箭、高炮等工具,對單一地區(qū)中的云層輸入碘化銀或干冰,進(jìn)行人工干預(yù),以導(dǎo)致云層發(fā)生變化,滿足降水條件,從而降雨、降雪,減輕霜、冰雹、大霧、大火等氣象災(zāi)害的發(fā)生,這是減輕氣象災(zāi)害等最有效的措施之一。
1.2 來自于國外的先進(jìn)科學(xué)理論支持
人工影響天氣的科學(xué)理論是美國科學(xué)家在二十世紀(jì)四十年代末實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。利用碘化銀、干冰,在催化劑的物質(zhì)屬性指導(dǎo)下,將碘化銀作為催化劑來實(shí)施人工降雨、防霜等。利用飛機(jī)、高炮等運(yùn)載工具向云層中輸入碘化銀、干冰等催化劑,從而達(dá)到降雨的作用,其應(yīng)用十分廣泛,如農(nóng)田里可用來防霜,機(jī)場里可用來防霧。目前世界上許多國家已經(jīng)采用此種先進(jìn)技術(shù),以以色列為例,我們都知道,巴以戰(zhàn)爭中主要的爭端是水資源,以色列采用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行人工降雨,有效地改變了農(nóng)田灌溉等水資源缺乏的現(xiàn)狀。美國、北歐若干國家、俄羅斯等還向部分發(fā)展中國家送去先進(jìn)科學(xué)技術(shù)以作為技術(shù)支持。
2 人工影響天氣在氣象防災(zāi)、減災(zāi)中的作用
2.1 人工影響天氣在防雹中的作用
我區(qū)有許多地州都會(huì)不同程度的遭受到冰雹的侵害。眾所周知,我區(qū)盆地和山陵地帶分布廣泛,地形構(gòu)成復(fù)雜。如伊犁河谷,伊犁河谷位于天山山脈西部,三面環(huán)山,加上氣候溫和濕潤,極易形成冰雹天氣。為了防止冰雹的危害,自1978年以后我區(qū)逐步形成奎屯、瑪納斯河流域;阿克蘇、渭干河流域;博爾截拉河流域;昭蘇、特克斯盆地及伊犁流域;塔城、額敏盆地等五大防雹區(qū)域。早在1974年就開始利用三七高炮進(jìn)行人工防雹作業(yè)。隨著近些年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人工影響天氣借助雷達(dá)、GPRS等先進(jìn)設(shè)備,在過去的基礎(chǔ)上,提高了作業(yè)效果,減輕了冰雹給農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等帶來的不利的影響,多年綜合分析檢驗(yàn)表明,防雹使雹災(zāi)損失40-60%。
2.2 人工降雨在抗旱中的作用
我國大部分國土處在內(nèi)陸,主要以溫帶、暖溫帶、亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候?yàn)橹?,大陸季風(fēng)氣候干旱少雨也成為我國大多數(shù)地區(qū)的氣象災(zāi)害表現(xiàn)之一。如鄯善縣,主要體現(xiàn)在春旱上,鄯善縣位于新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi),屬于溫帶內(nèi)陸荒漠氣候,氣候干燥,蒸發(fā)量大,主要的水資源來自于地下井水和冰雪融水,降水尤其是特大暴雨次數(shù)少、周期長,并且春季是旱情高發(fā)季節(jié),大面積的灌溉不符合有效利用水資源,容易造成大范圍的浪費(fèi),種種因素增加了該地水資源緊缺對工農(nóng)業(yè)以及人民生活的壓力。21世紀(jì)后,地下井水水位迅速下降,至今鄯善縣達(dá)浪坎鄉(xiāng)、吐峪溝鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)打井深度已達(dá)250-350m間,因此節(jié)水型灌溉是鄯善縣發(fā)展的必然趨勢,在不斷的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐工作中,總結(jié)了滴灌以及人工降雨兩種行之有效的措施,人工降雨又是各種增雨措施中見效最快、投入最小、收益最大的方法。2010年鄯善縣1月至8月共作業(yè)7次,作業(yè)山區(qū)累計(jì)降水達(dá)43mm,城區(qū)降水為5.0mm,近六年增加降水多達(dá)385mm,城區(qū)降水達(dá)81.9mm,有效的增加了柯克亞水庫儲水量,大大的緩解了旱情。事實(shí)證明,人工影響天氣增雨作業(yè)為該地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn),實(shí)現(xiàn)更大的生產(chǎn)和生活價(jià)值。
2.3 對暴雨、大霧、暴風(fēng)雪等天氣的預(yù)防
加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)以及科研的投入,在暴雨、大霧等氣象災(zāi)害未擴(kuò)大之時(shí)進(jìn)行及時(shí)預(yù)告,提前做好各種防護(hù)措施。例如2010年7月29日,吉林市發(fā)生特大暴雨,沿線永吉、口前鎮(zhèn)等地更是千年不遇的特大洪澇災(zāi)害,在面對災(zāi)難來臨的同時(shí),吉林市氣象局發(fā)出黃色預(yù)警報(bào)告,市政府更是提前進(jìn)行人力、物力以及科學(xué)技術(shù)的支持,同時(shí)在7月30日上午,由于大水將上游一化工廠淹沒,數(shù)千只裝油罐的油桶從上游順勢流下,給附近居民的飲水造成很大的影響,市政府臨時(shí)號召,由居委會(huì)向各家各戶告知飲用水的儲備,最終才沒有造成對居民生活的影響。因此,對于大型氣象災(zāi)害的發(fā)生,預(yù)防是關(guān)鍵。
3 人工影響天氣在全國幾大地區(qū)氣象防災(zāi)、減災(zāi)的過程實(shí)施過程
3.1 西南部以及四川盆地地區(qū)中加快現(xiàn)代氣象科技發(fā)展的腳步
西南部地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜、又是地震的高發(fā)地帶,自古就有“蜀道難,難于上青天”,因此對于該地的人工影響作業(yè)很復(fù)雜。而達(dá)州地區(qū)是最為嚴(yán)重的,處于暴雨、干旱、洪澇、冰雹等交界地帶,雨季的洪澇,大霧、霜凍等的頻繁發(fā)生,冬季的寒潮等無疑不加重該地的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),影響經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平。自九十年代末以來,運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),衛(wèi)星、雷達(dá)等高科技的投入,政府在“十一五”計(jì)劃中的大力扶持,使得該地有效的將災(zāi)害的影響減到最小化,尤其對幾種突發(fā)性災(zāi)害的預(yù)測和預(yù)防上更是做到防患于未然。近幾年來,該市進(jìn)一步加強(qiáng)現(xiàn)代氣象和防災(zāi)體系的完備,鞏固已有的科學(xué)技術(shù),增強(qiáng)創(chuàng)新意識。
3.2 西北內(nèi)陸地區(qū)防雹、防旱建設(shè)安全西部
西北地區(qū)也是古代“絲綢之路”的必經(jīng)之路,如今人類的發(fā)展已經(jīng)對該地區(qū)生態(tài)產(chǎn)生一定的影響,而且該地也是氣象災(zāi)害較為嚴(yán)重的地區(qū),冰雹、大旱是該地區(qū)的“??汀保@些災(zāi)害給制約西北內(nèi)陸城市的發(fā)展,尤其是寧夏回族自治區(qū)和青海省東北部。近些年來,利用科學(xué)技術(shù),結(jié)合當(dāng)?shù)赜晁俸蜌夂蜉^干的特征,普遍實(shí)施人工降雨,并且作業(yè)水平已達(dá)到國家一類城市的標(biāo)準(zhǔn)。
4 人工影響天氣在氣象防災(zāi)、減災(zāi)中的發(fā)展
4.1 增強(qiáng)防災(zāi)、減災(zāi)意識
要增強(qiáng)防災(zāi)、減災(zāi)意識,各級領(lǐng)導(dǎo)要重視抗災(zāi)工作,每逢旱季、冰雹多發(fā)生的季節(jié)要提前組織人手,保證各種設(shè)施齊全,人力、物力等進(jìn)行多方面的投入,給群眾發(fā)安全手冊、對農(nóng)民進(jìn)行科學(xué)技術(shù)、防汛防寒等知識講座,做到防患于未然,最大程度減輕氣象災(zāi)害等對人民日常生活等的影響。
4.2 加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的研究
人工影響天氣作為防災(zāi)、減災(zāi)的手段有著重要的作用,但是我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)清的是,這種人工影響天氣的科學(xué)技術(shù)仍然處在胚胎階段,缺乏一定的成熟性,因此還需要在以后的科學(xué)發(fā)展中不斷地加以研究、改造,加強(qiáng)人工影響作為科學(xué)研究的投入,使災(zāi)難減輕到最小化,同時(shí)也要加強(qiáng)技術(shù)的有效實(shí)施,提高效果。利用已有的設(shè)備和技術(shù),進(jìn)一步研究其潛力,加強(qiáng)高炮、飛機(jī)、火箭等的作業(yè)能力,時(shí)刻增強(qiáng)創(chuàng)新意識,在研究現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上,推出經(jīng)濟(jì)投入更小、效益更高的產(chǎn)品。
4.3 因地制宜,突出重點(diǎn)項(xiàng)目
在干旱的季風(fēng)性地區(qū),水資源日益成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平提高的桎梏,因此根據(jù)該地區(qū)的生產(chǎn)和技術(shù)水平,在不影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)作業(yè)的能力,增加人工降雨量。而在溫室地區(qū),水資源豐富,但是極易發(fā)生水災(zāi),因此雨季未來臨之際就要做好防汛工作,把排水等工作做到細(xì)致。
4.4 健全各種法律法規(guī)以及各種規(guī)章制度
健全各種規(guī)章制度,是確保各種科技措施正常運(yùn)行的前提,對于相關(guān)的作業(yè)點(diǎn)等也要進(jìn)行實(shí)地考察,務(wù)必保證其科學(xué)性、安全性。同時(shí),做好安全防患體系,制定人員分布以及緊急突況時(shí)相應(yīng)的對策,對員工進(jìn)行嚴(yán)格的崗前培訓(xùn),嚴(yán)格操作,安全、有效的開展技術(shù)活動(dòng)。
近幾年我國氣象災(zāi)害較為頻繁,干旱、水土流失、地震、山體滑坡、泥石流,洪水,臺風(fēng)等自然災(zāi)害警示我們到了要保護(hù)賴以生存的地球的時(shí)候了。我國氣象災(zāi)害分布廣、各地區(qū)又有不同的特點(diǎn),因此,要因地制宜進(jìn)行防災(zāi)、減災(zāi)工作。在政府、國家給予支持的條件下,積極謀求發(fā)展思路,開闊預(yù)防氣象災(zāi)害的發(fā)展渠道,建立健全法律體系,切實(shí)有效的做好各項(xiàng)防患工作,做好防災(zāi)、減災(zāi)工作的攻堅(jiān)之戰(zhàn)。
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1、發(fā)財(cái)樹修剪一般在春季進(jìn)行,具體的時(shí)間在4~5月。在5月上旬,天氣溫暖,植株枝葉萌動(dòng),代謝旺盛,此時(shí)修剪,可以較快的萌發(fā)新枝,并且生長健壯。
2、大發(fā)財(cái)樹:對于大發(fā)財(cái)樹的修剪原則是短截,去除徒長枝,保留健壯的枝條,可以將全部枝條剪掉,并適當(dāng)?shù)娜コ萑踔Α?/p>
3、小發(fā)財(cái)樹:高度不足30厘米可以算為小型品種,此類發(fā)財(cái)樹不適合剪枝。在生長過程中明要讓其不斷的長粗、長高,及時(shí)將側(cè)芽抹掉就好。
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當(dāng)三角函數(shù)摻雜在復(fù)雜的指數(shù)對數(shù)或者普通的多項(xiàng)式中(如x*丨sinx丨),且積分區(qū)域是含π/2、π等這樣形式的時(shí)候,就適合用區(qū)間再現(xiàn)公式。這樣積分區(qū)域不會(huì)變化,而變量代換導(dǎo)致的三角函數(shù)里x的替換又可通過誘導(dǎo)公式去掉復(fù)雜的形式。區(qū)間再現(xiàn)公式的精妙之處在于,可以不改變積分區(qū)域的情況下對被積函數(shù)進(jìn)行改造。
這種換元法叫積分區(qū)間對調(diào)公式(或者叫積分區(qū)間再現(xiàn)公式),實(shí)質(zhì)是對原積分變量x進(jìn)行換元,即令x+t=a+b (a,b分別為原定積分的上下限),用t來取代x成為新的積分變量。
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【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)方法;建筑工程;放線
中圖分類號:G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一、建筑工程施工中需要放線的三個(gè)階段
放線貫穿于建筑工程施工的整個(gè)過程,大致分三個(gè)階段:建筑物定位放線、基礎(chǔ)施工放線和主體施工放線。
1.1 建筑物定位放線
是房屋建筑工程開工后的第一次放線,建筑物定位參加的人員是:城市規(guī)劃部門(下屬的測量隊(duì))及施工單位的測量人員(專業(yè)的),根據(jù)建筑規(guī)劃定位圖進(jìn)行定位,最后在施工現(xiàn)場形成(至少)4個(gè)定位樁。放線工具為“全站儀”或“比較高級的經(jīng)緯儀”。
1.2 基礎(chǔ)施工放線
建筑物定位樁設(shè)定后,由施工單位的專業(yè)測量人員、施工現(xiàn)場負(fù)責(zé)人及監(jiān)理共同對基礎(chǔ)工程進(jìn)行放線及測量復(fù)核(監(jiān)理人員主要是旁站監(jiān)督、驗(yàn)證),最后放出所有建筑物軸線的定位樁(根據(jù)建筑物大小也可軸線間隔放線),所有軸線定位樁是根據(jù)規(guī)劃部門的定位樁(至少4個(gè))及建筑物底層施工平面圖進(jìn)行放線的。放線工具為“經(jīng)緯儀”。 基礎(chǔ)定位放線完成后,由施工現(xiàn)場的測量員及施工員依據(jù)定位的軸線放出基礎(chǔ)的邊線,進(jìn)行基礎(chǔ)開挖。放線工具:經(jīng)緯儀、龍門板、線繩、線墜子、鋼卷尺等。小工程可能沒有測量員,就是施工員放線。
1.3 主體施工放線
基礎(chǔ)工程施工出正負(fù)零后,緊接著就是主體一層、二層...直至主體封頂?shù)氖┕ぜ胺啪€工作,放線工具:經(jīng)緯儀、線墜子、線繩、墨斗、鋼卷尺等。根據(jù)軸線定位樁及外引的軸線基準(zhǔn)線進(jìn)行施工放線。用經(jīng)緯儀將軸線打到建筑物上,在建筑物的施工層面上彈出軸線,再根據(jù)軸線放出柱子、墻體等邊線等,每層如此,直至主體封頂。
二、數(shù)學(xué)方法在建筑工程放線中的作用
2.1 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程式在圓弧線中的運(yùn)用
在現(xiàn)代建筑中,為了滿足觀感,設(shè)計(jì)人員往往在建筑物設(shè)有很多造型性的圖形。比如圓弧段陽臺這些圖形,設(shè)計(jì)人員一般都只給出了半徑,而且這個(gè)半徑相對而言是比較大的,而建筑施工放樣放線又是具體而實(shí)在的工作,它不允許施工技術(shù)人員按比例縮小。所以就無法用鋼尺找到需要的圓心來完成具體的放樣放線工作。此時(shí),如果我們用解析幾何中“圓的標(biāo)準(zhǔn)方程”來求解,那就非常簡單了。
解析幾何中,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程式為:
由此方程式,我們可能推出:
其中( a , b)為直角坐標(biāo)系中圓心的位置,如圖1( a)為某建筑物中客廳陽臺的簡圖。
圖1(a) 圖1(b)
本例在房屋建筑中非常多見,由圖可知,要用常規(guī)的按圖用鋼尺找圓心,定半徑畫圓弧來完成放線工作顯然是很困難的。因?yàn)槌R?guī)上, 工程技術(shù)人員的操作空間也僅僅在這個(gè)客廳的范圍內(nèi)。于是,我們可以在該圖上建平面直角坐標(biāo)系,如圖 2( b)。因?yàn)閳D中R = 12000 ,圓弧線的高為 h = 300。 則圖1( b )中,圓方程里的a=0, b =-(12000-300)=-11700。
由此得圓的方程為: y = - 17000±。
在圖中,x的取值為0-±4500/2之間,可用表格計(jì)算出具體的數(shù)據(jù),則利用這一組數(shù)據(jù),可輕松完成放樣工作,且相鄰的數(shù)據(jù)(x)間隔越小,結(jié)果愈精確。
2.2 用等腰三角形的高 (或者中線 )確定垂直線
在局部放線中或者在平時(shí)放線時(shí), 大多數(shù)的技術(shù)人員都知道勾三股四弦五即直角三角形三個(gè)邊(勾股定理)之間的關(guān)系,但是,往往因?yàn)閳龅氐南拗贫鴮?dǎo)致無法做到。
如果我們采用“等腰三角形的中線也是高”這個(gè)簡單的概念,上述問題將會(huì)迎刃而解: 首先, 在已知的一條線上, 以需要的垂點(diǎn)( O)位置為中心, 往兩端分別用鋼尺截取等距離的線段, 從而得到兩個(gè)點(diǎn)( A, B) , 然后取長度大于線段 OA ( OA = OB )的線段 AC和BC (AC= BC )分別以 A點(diǎn)和 B點(diǎn)為圓心畫弧,使它們交于 C點(diǎn),連接 OC(根據(jù)需要可以任意延長) , 則 OC 即為 AB 的垂直線 (如圖2)。本例中的 O點(diǎn),可以用鋼尺配合線墜從起點(diǎn)或者從附近已知的點(diǎn)獲得。這個(gè)方法反過來也是比較方便的。如在樁 (孔樁,也包括獨(dú)立基礎(chǔ))的放線中,我們需要用線墜吊四個(gè)點(diǎn)到深坑中,但往往靠邊或角的孔(或坑) ,只能在保證身體平衡的條件下完成三個(gè)點(diǎn)的吊線工作。
圖2
這種情況則可以通過“由直線外一點(diǎn)作直線的垂線”來實(shí)現(xiàn),本例中的直線外一點(diǎn)即圖 2中的 C點(diǎn),此時(shí)以 C點(diǎn)為圓心,相同半徑的 CA和 CB畫弧與線段 AC相交于 A、 C兩點(diǎn),然后量出線段 AC的長度,取其中1/2長度得到 AC的中點(diǎn)為O,連接OC,則 OC即為 AB的垂線。
2.3 利用相鄰建筑物 (如圍墻 )采用比例法使放線工作簡化
在有些建筑物初始放線階段,往往可利用鄰近的建筑物來提供放線的方便, 此處以圍墻為例進(jìn)行闡述(如圖 3)。
圖3
事實(shí)上,在初始放線中的建筑物的四大角,大多都用經(jīng)偉儀確定了的,而且如圖中的軸線和軸線,同時(shí)也需要引到圍墻上。本例中,我們需要完成軸線的放線工作。步驟如下:
1.用水平儀在圍墻上測定一條水平線 A’N’, 用墨線彈上,并將已經(jīng)用經(jīng)緯儀測定的軸、軸線引到A’N’線上, 使之相交;
2.用鋼尺分別測出和的長度;
3.計(jì)算出 ;
4.在圍墻上測出各軸線。
由于AB為已知,所以,由上述關(guān)系可以得出:
則=×n,于是,圍墻上的軸線即為B’點(diǎn),以此類推。此例的技術(shù)關(guān)鍵在于圍墻上的直線A’N’線必須是水平線。
2.4 橢圓數(shù)學(xué)模型在弧形建筑結(jié)構(gòu)放線中的作用
如下圖4所示的橢圓,其方程為,設(shè)橢圓的短半軸為b;長半軸為a,=6;A、B為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),其坐標(biāo)分別為(-,0)、(,0);又設(shè)拱高為h,跨度為L,與橢圓的對應(yīng)關(guān)系是h=b=OC,L=2a=DE。
圖4
圓數(shù)學(xué)模型在弧形建筑結(jié)構(gòu)放線中的作用根據(jù)平面弧形結(jié)構(gòu)或跨度代大小其施工放線的方法也有所不同,下面作者以平面弧形結(jié)構(gòu)或跨度較小的拱形結(jié)構(gòu)的放線施工為例進(jìn)行介紹。
(1)根據(jù)跨度L和拱高h(yuǎn)定出拱頂C, 先找到跨度DE的中點(diǎn)O,然后過O作DE的垂線,再在其上找一點(diǎn)C,使得OC=h,則C點(diǎn)即為拱頂,如下圖5所示。
圖5 定焦示意圖
(2)確定橢圓的焦點(diǎn)。選一長度等于跨度L的細(xì)繩,找出中點(diǎn)并將其固定于拱頂C點(diǎn),然后以C點(diǎn)為圓心,以L/2為半徑畫弧,在DE上有兩個(gè)交點(diǎn)A、B,即為橢圓的焦點(diǎn),如圖5所示。
(3)作出符合要求的弧線。將細(xì)繩兩端分別固定在兩焦點(diǎn)A、B,松開原來固定于C點(diǎn)的細(xì)繩中點(diǎn),拉緊繩子,由C向兩邊滑動(dòng),其軌跡即為符合要求的拱形弧線,如圖6所示。
圖6 連續(xù)放下圖
此方法為據(jù)高定焦法,它依據(jù)直角坐標(biāo)系下的橢圓方程,對有拱形弧線的窯洞、果窖以及平面結(jié)構(gòu)的花園圍墻等跨度較小的拱形結(jié)構(gòu)建筑的施工放線尤其適用。
三、結(jié)束語
本文提到的四種放線方法,計(jì)算簡單、易于掌握、便于操作,適宜于普通工匠和一般技術(shù)人員使用。總之,數(shù)學(xué)是測量學(xué)的基礎(chǔ),作為施工人員,我們必須聯(lián)系具體實(shí)際,靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識,這樣將會(huì)使很多測量中復(fù)雜問題得到簡化。
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關(guān)鍵詞:古建筑;無損檢測;超聲波法;電磁波法;直流電法
引言
古建筑作為文化信息的重要載體,對于研究我國歷史文明和文化傳承有著極其重要的作用。在古建筑修復(fù)過程中,考慮到古建筑的特殊性,在對古建筑進(jìn)行檢測時(shí)必須避免二次的人為破壞,無損檢測是目前采取的主流方法。目前主流的無損檢測方法主要有超聲波法、地質(zhì)雷達(dá)法等。因此,文章將重點(diǎn)討論彈性波法以及電磁法在建筑物墻體檢測中的應(yīng)用,同時(shí)也探討了直流電法在無損檢測方面應(yīng)用的可能。
1 超聲波法探測機(jī)理
對墻體進(jìn)行無損檢測中通常使用超聲波。在勘探過程中,使用超聲儀向待測的物體發(fā)射一束或者多束超聲波,當(dāng)超聲波經(jīng)過待測物體之后,通過接收器接收此類信息,該信息便攜帶了關(guān)于物體內(nèi)部介質(zhì)以及內(nèi)部質(zhì)量的相關(guān)信息(走時(shí),波幅、頻率、相位等),經(jīng)過后期的資料處理,解釋人員便能更為直接的了解到被測物體內(nèi)部介質(zhì)速度分布范圍,缺陷以及裂縫等的分布情況。
利用超聲波進(jìn)行無損探傷的依據(jù)是:
(1)當(dāng)聲波遇到尺寸較小的缺陷時(shí),會(huì)產(chǎn)生繞射波,根據(jù)接收到的波場變化,可以大致判斷缺陷的位置以及規(guī)模。
(2)當(dāng)聲波遇到缺陷斷面的時(shí)候,根據(jù)波反射的原理,可以知道波的幅度會(huì)發(fā)生變化,資料處理人員經(jīng)過后期的資料處理能判斷缺陷的位置以及發(fā)育程度。
(3)后期的資料處理過程中,存在缺陷的墻面所采集的信號的主頻會(huì)發(fā)生明顯變化,處理人員通過與背景頻譜進(jìn)行對比,能判斷墻面是否存在缺陷。
2 地質(zhì)雷達(dá)無損探測原理
當(dāng)介質(zhì)的介電常數(shù)與背景值存在差異時(shí),地質(zhì)雷達(dá)便能發(fā)揮作用。通過地質(zhì)雷達(dá)向地下發(fā)射寬頻帶、短脈沖的高頻電磁波,通過地下介質(zhì)的反射,然后被接收天線進(jìn)行接收。根據(jù)電磁理論可知,電磁波在地下傳播的過程中,如果遇到不同電性介質(zhì)交界,就會(huì)產(chǎn)生不同程度的反射,反射系數(shù)根據(jù)電性差異而定。處理人員根據(jù)采集的電磁信號,對資料進(jìn)行合理的處理,從而獲得各個(gè)測區(qū)的剖面圖。使用探地雷達(dá)有諸如高分辨率、高效率等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)探地雷達(dá)也有如下的局限性:
(1)采用高頻電磁波進(jìn)行探測,在高導(dǎo)介質(zhì)中傳播具有較大的衰減,限制雷達(dá)波的穿透能力。由于不同頻率的趨膚深度不同,在探測過程中,高頻成分衰減嚴(yán)重,低頻成分衰減較少,探測中會(huì)降低探測的分辨率。
(2)探地雷達(dá)采用電磁波進(jìn)行探測,電磁波在地下受多個(gè)參數(shù)的影響,包括電阻率、導(dǎo)磁率以及介電常數(shù)等。其中,介電常數(shù)對電磁法勘探影響較大,這給后期的資料處理帶來了多解性,解釋人員不能有效判斷引起電磁場變化的具體原因。
(3)自然界中,水對電磁法探測具有很大的影響。此外,盡管采用高頻電磁波進(jìn)行探測,具有較高的分辨率。但目前在實(shí)際的應(yīng)用過程中還存在許多尺度的介質(zhì)問題,以上的問題也限制了地質(zhì)雷達(dá)的更深更廣泛的應(yīng)用。
3 直流電法在古建筑無損檢測中的應(yīng)用分析
理想中的裂縫分為垂直裂縫、平行裂縫以及斜裂縫,斜裂縫屬于垂直裂縫以及平行裂縫的中間狀態(tài)。因此本章主要討論對于平行裂縫以及垂直裂縫的探測,墻體中裂縫處于非填充以及半填充的狀態(tài),因此可將裂縫視為高阻脈狀體,結(jié)合直流電法的各種分支方法,提出使用綜合直流電法對裂縫進(jìn)行探測。文章主要談?wù)撝虚g梯度法以及聯(lián)合剖面法對裂縫的探測。各方法的理論原理如下:
作為直流電法的一種,中間梯度法裝置即在較大的距離上固定供電電極AB,使得AB中間產(chǎn)生近似的均勻電場,在均勻電場范圍中不斷移動(dòng)測量電極MN,測得測量電極之間的電位差ΔUmn,并利用公式(1)和(2)計(jì)算得到視電阻率ρs值,從而了解該測區(qū)內(nèi)地下電阻率的變化情況和變化范圍,了解測區(qū)范圍內(nèi)電性異常體的分布情況。目前,采用中間梯度法在采空區(qū)的探測中取得了許多良好的效果。運(yùn)用中間梯度法的這一特點(diǎn),我們也能對直立的裂縫進(jìn)行相應(yīng)的探測。
聯(lián)合剖面法的也是以異常體與周圍巖石的電性差異為基礎(chǔ),通過研究電場的分布規(guī)律,來達(dá)到勘探目的的一種方法。對于直立的低阻體以及傾角較小的高阻體反映明顯?;诼?lián)合剖面法的這一特點(diǎn),我們能對平行的裂縫進(jìn)行相應(yīng)的探測。目前聯(lián)合剖面法在探測直立的低阻礦脈中也已經(jīng)取得了良好的探測效果。
4 結(jié)束語
與一般的墻體檢測不同,古建筑檢測有其獨(dú)特之處。首先古建筑中災(zāi)害發(fā)育較多,且災(zāi)害規(guī)模不同,因此使用單一的物探方法很難完全將各種災(zāi)害完全檢測出來,必須運(yùn)用多種物探手段進(jìn)行綜合檢測,做到對各種災(zāi)害體的識別。同時(shí)由于古建筑的建筑材料與現(xiàn)代建筑材料的不同,因此在對探測儀器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置時(shí),不能完全根據(jù)常規(guī)的參數(shù)設(shè)置方法進(jìn)行參數(shù)的選取,而是應(yīng)該在充分了解當(dāng)?shù)鼐唧w的建筑材料的特性之后再進(jìn)行探測。同時(shí)在探測時(shí),應(yīng)該設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段,并對標(biāo)準(zhǔn)段所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,目的是對以后所有采集處理后的數(shù)據(jù)形成的剖面圖有更加明確的認(rèn)識。
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