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南大团队打造“大地感知神经”:地质工程分布式光纤监测技术体系

发布日期:2021-09-22 23:36浏览次数:
本文摘要:一根头发丝笔画的光纤,根据有所不同地质环境和多场监测拒绝,穿着上各种“自定义”的外衣,变为脆弱强壮的“大地感官神经”,使得大地一有灾害变动,远在千里的监测系统就能马上找到目标,精准预警。近日,记者从南京大学得知,该校地球科学与工程学院施斌教授团队几经20年研制成功,构成了几乎自律知识产权的技术和设备;创造性地创建了地质工程分布式光纤监测技术体系;在地质工程灾害机理和理论状态方程方面获得新的突破,荣获2018年国家科学技术进步奖一等奖。

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一根头发丝笔画的光纤,根据有所不同地质环境和多场监测拒绝,穿着上各种“自定义”的外衣,变为脆弱强壮的“大地感官神经”,使得大地一有灾害变动,远在千里的监测系统就能马上找到目标,精准预警。近日,记者从南京大学得知,该校地球科学与工程学院施斌教授团队几经20年研制成功,构成了几乎自律知识产权的技术和设备;创造性地创建了地质工程分布式光纤监测技术体系;在地质工程灾害机理和理论状态方程方面获得新的突破,荣获2018年国家科学技术进步奖一等奖。

这也是中国科研团队在地质与岩土工程监测领域获得的又一项引导国际科技前沿的最重要成果。拓展地质工程灾害监测技术新领域中国是世界上地质灾害十分相当严重的国家,尤其是将近40年来,随着我国基础工程建设的高速发展,人类工程活动对地质环境的扰动,更加激化了各类灾害的再次发生,直接影响人民的生命和财产安全性。

据不几乎统计资料,我国每年因各类大自然和工程灾害导致的经济损失低约二千亿元人民币。2018年10月10日,习近平总书记在中央财经委员会第三次会议上,特别强调了强化自然灾害预防的重要性,拒绝创建高效科学的自然灾害预防体系,提升全社会自然灾害预防能力,为维护人民群众生命财产安全性和国家安全性获取有力确保。据施斌讲解,地质灾害和各类岩土工程具备规模大、影响因素简单、隐蔽性强劲、横跨区域多、环境恶劣、实时性监测拒绝低、监测周期长等特点,传统的点式、电测类监测技术和手段还无法符合防灾减灾市场需求,也给灾害的预警预报和预防带给极大的挑战。

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从1998到2018这二十年间,施斌团队经过艰难探寻和不断创新,在地质与岩土工程多场多参量分布式传感介质、长距离调制设备、监测方法与系统集成、地质工程灾害机理和理论状态方程等方面获得了十余个关键理论和技术问题的突破。他形象地将这些成果比喻为“神经”、“大脑”和“身体”:--明确提出了纤-土耦合时效状态方程,脱胎出有了30余种限于于有所不同地质工程条件监测的传感光缆;研制出了米级量程的大变形场和厘米级空间分辨率的温度场传感光缆、可冷却的水分场监测填充传感光缆等,为地质工程监测获取了结实而脆弱的“神经”;--发明者了能量产于的布里渊序辨识及BOTDR空间分辨率提高方法等,研制出了我国第一台、具备几乎自律知识产权的商用化的分布式光纤突发事件单端调制设备,为地质工程光纤监测获取了精准而智能的“大脑”;--创立了边坡、地面沉降、桩基、隧道等多场分布式光纤监测系统,为地质灾害和岩土工程光纤监测获取了强壮而高效的“身体”,监测精度大大提高,监测成本大大降低;--明确提出了地层传输潜力新的状态方程,奠定了土质滑坡预警突发事件阈值,明确提出了锚杆与岩土耦合时效状态方程等,非常丰富了地质工程灾害预警和预防理论体系。二十年来,施斌团队已完成了从基础研究—核心技术—硬件设备—系统集成—成果转化成—工程应用于的全过程创意,并构成了新的技术产业链,首创了地质与岩土工程监测新的技术领域,使地质工程监测技术从点式南北分布式,从电测时代南北了光感时代。

“将光纤变为相连人类与大地之间的“神经”,让我们需要感官大地,减低各类地质与岩土工程灾害,造福人类,这是我毕生的执着。”施斌说道。


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