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應用探析|千眼狼自主研發(fā)產品在地質災害防控中的應用

4月20日，第一屆水庫全壽期地質災害防空國際學術論壇（2025）在湖北宜昌圓滿落幕。會議聚焦水庫地質災害風險評估、監(jiān)測預警等關鍵議題。千眼狼科學儀器攜自主研發(fā)的高速攝像機、數(shù)字圖像相關（DIC）應變測量系統(tǒng)以及粒子圖像測速（PIV）流場測量系統(tǒng)受邀參會，會議展示了千眼狼科學儀器產品在泥石流模擬、邊坡滑坡監(jiān)測、巖石力學實驗與裂隙演化表征、地震模擬等細分研究領域的典型應用。

泥石流模擬

泥石流運動機制涉及復雜的固液兩相流耦合作用，其流速、剪切力等對災害評估至關重要。

采用高速攝像機能夠以全畫幅萬幀級速率捕捉泥石流運動過程中的每一個細節(jié)，從泥石流的流動到堆積，記錄其流態(tài)變化、流速、流量等關鍵參數(shù)，觀測泥石流遇到障礙物時的繞流等現(xiàn)象，為災害評估提供圖像數(shù)據(jù)支撐。

粒子圖像測速（PIV）系統(tǒng)通過追蹤失蹤粒子運動軌跡，精確捕捉泥石流內流場分布及湍流結構，結合數(shù)值模型驗證泥石流沖擊力預測的準確性。

邊坡滑坡檢測

邊坡滑坡通常伴隨降雨、地震、人類活動外部因素導致的漸進式變形現(xiàn)象如裂縫、下沉，以及變形到一定程度后的突發(fā)性滑動。

采用高速攝像機可以監(jiān)測邊坡在不同載荷下的變形和破壞過程，捕捉邊坡表面出現(xiàn)的微小裂縫、巖土體的位移及滑動面的形成和發(fā)展，為邊坡穩(wěn)定性的評價和加固措施的制定提供有力支持。數(shù)字圖像相關（DIC）應變測量系統(tǒng)通過非接觸式全場應變分析，實時監(jiān)測邊坡模型在降雨或水位升降條件下的應變場，定位潛在滑坡面。

巖石力學實驗與裂隙演化表征

巖石在復雜應力下的破裂行為是地質災害防控的研究重點。DIC應變測量系統(tǒng)，搭配超高速攝像機，通過在巖石表面標記的散斑圖案，利用數(shù)字圖像相關算法，清晰顯示巖石在彈性變形階段、屈服階段以及破壞階段的應變變化情況。記錄壓裂過程中裂隙的生成時序與裂紋擴展路徑。

地震模擬

地震動荷載易觸發(fā)建筑物坍塌、滑坡等鏈生災害，需通過物理模擬研究其動態(tài)響應。高速攝像機可結合DIC技術，捕捉振動臺模擬地震波傳播引起的物體動態(tài)位移和拋射軌跡。計算出模擬物體的傾斜角、運動速度、加速度，為建筑的抗震設計提供實驗依據(jù)。

結語

從巖土體變形破壞機制，到鏈生災害模擬，高速攝像機、DIC應變測量系統(tǒng)、PIV流場測量系統(tǒng)憑借高時空分辨率及非接觸測量的優(yōu)勢，成為地質災害防控領域研究中不可或缺的科學儀器，在應對水庫全壽期地質災害、保護生態(tài)環(huán)境、保障人民生命財產安全中必將發(fā)揮重要的技術支撐作用。

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