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以電流畫圖像,“透視”大壩病灶

2024年07月02日08:22 | 來源:科技日報
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原標題:以電流畫圖像,“透視”大壩病灶

近日,在江西一處堤壩上,東華理工大學地球物理與測控技術學院院長鄧居智跟同事們,將一卷卷紅色的電纜從車上拿下,用它們將釘入土內的鋼钎(電極)聯接起來。

“這些是金屬電極,我們根據需要布設電極后,就可以給堤壩做檢查。”鄧居智說,啟動與電纜連接的主機,電流便可在堤壩體內傳導。遇到不同的地質體,電流大小會發生變化,地面的測量電場也會隨之改變。“這就如同用電流為大壩畫三維圖像,從而‘透視’壩體結構,快速判斷堤壩是否存在空洞、裂縫、管涌、滲流等隱患。”鄧居智說。

鄧居智使用的儀器,是東華理工大學自主研發的DSDT-3型雙分布式三維電阻率成像系統。以往,此類儀器多依靠國外進口。鄧居智深知,關鍵核心技術要不來、買不來、討不來。自2000年開始,他便開始關注工程與環境地球物理的相關問題。2007年的一次國際合作項目,讓他堅定決心自主研制三維電阻率成像系統。

“要研制這套系統,核心在於攻克供電和測量電極之間的智能切換以及雙分布式測量方式這兩個難題。”鄧居智回憶,如果這些問題不能解決,供電和測量電極之間的切換工作就必須人工來完成。

“網絡查不到任何相關技術的具體資料,我們隻能根據要實現的功能不斷嘗試。”鄧居智介紹,從2007年開始,團隊研究了多套方法。經過反復測試,他們最終在2011年研制出了擁有自主知識產權的分布式三維電阻率“CT”系統樣機。

鄧居智說,當時研制出的樣機很笨重。如今,這套儀器已經升級到了第四代。其不同機型可分別用於中深部鈾資源勘探、地下空洞探測、堤壩隱患探測、垃圾填埋場滲漏探測及考古等領域。

2020年7月,江西連降暴雨,贛江、鄱陽湖流域遭受嚴重洪澇災害。鄧居智團隊帶著儀器前往抗洪一線。團隊先后在贛江新區、永修縣九合聯圩、彭澤縣芙蓉堤、廬山市區、鄱陽鎮鄧—彭家村等危堤,開展“堤壩CT體檢”工作,排查並指導修復蟻穴、孔洞和管涌泡泉通道等隱患200余處。通常情況下,完成數據採集后,該設備隻需2-3個小時就能得到堤壩的三維電阻率結構圖,直觀地了解到內部情況。如果情況緊急,半個小時就能得到二維成像圖。不僅如此,這套設備還在江西省海昏侯墓考古、貴溪市雷溪鄉突發地面塌陷應急探測中發揮了重要作用。

(記者 魏依晨)

(責編:郝孟佳、李昉)

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