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水文地质评价研究现状论文

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水文地质评价研究现状论文

谈谈水文地质在工程地质的重要性论文

在日常学习和工作中,大家都写过论文吧,论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧,下面是我为大家整理的谈谈水文地质在工程地质的重要性论文,希望对大家有所帮助。

摘要:

对于工程地质勘查工作来说,其涉及到的内容较多,而其中的水文地质对工程地质的勘察质量具有直接的影响。为了更好的提高工程勘查质量,需要对水文地质进行科学的勘察,然后根据水文地质特点选择合适的预防和处理措施,这样才能够有效消除地下水对工程质量的影响。

关键词:

水文地质;工程地质勘查;地下水

1、前言

我国的地域较为辽阔,各地的水文地质条件差别较大,在进行工程勘查的过程中,由于对水文地质问题的研究深度不足,加上设计过程中的水文地质问题经常被忽略,导致经常出现一些地下水变动造成工程事故的现象,这为我国的工程地质勘查工作带来了较大的影响。为了能够更好的提高工程勘查质量,本文作者对工程勘查中的水文地质问题进行了简单的分析,并提出了几点预防和改善建议。

2、工程地质简介

对于工程地质,其指的是通过调查以及研究来对人们生活中所遇到的地质问题进行解决,在该学科中,主要是通过对工程场地的地质条件进行勘查,从而了解当地的地质情况,并选择最合适的区域进行工程施工。而对于存在问题的工程区域,需要对该问题可能造成的建筑物问题进行分析,并制定对应的解决措施,从而保证工程项目建设的顺利,提高工程项目质量。

对于工程地质勘查工作来说,其主要包含对当地岩土成分的确定以及力学等内容,通过这些内容的勘察了解,能够更好的了解当地地质环境对建筑物的影响,然后选择合适的处理方法对岩土建筑物的稳定性进行提高。通过工程地质勘查工作,能够对施工场地中存在的问题进行查明,然后分析地质问题可能造成的危害,然后选择合适的应对措施对地质问题进行解决,保证工程施工的安全、稳定和经济。

3、岩土水理性质

对于岩土水理性质,其指的是通过岩土和地下水之间的反映产生的不同性质,在进行岩土水理性质检测时,其同岩土的物理性质之间具有紧密的联系。通过对岩土的水理性质进行研究,能够更加准确的把握岩土的强度和形变情况,从而在进行建筑物工程施工的过程中能够更好的保证建筑物的稳定性,提高工程地质勘查的准确性。但对于我国的水文地质勘查工作来说,其大部分都是流于表面,很少有施工单位对地下水的情况进行详细的了解,从而导致岩土的水理性质检测达不到施工标准。

下面对岩土的水理性质以及检测方法进行了简单的分析。首先是地下水的赋存状态,地下水在岩土中以赋存状态存在时主要分为三种形式,分别是结合水、重力水以及毛细管水,而其中的结合水又能够根据其不用形式分为两种,一种是强结合水,这种形式的地下水能够牢牢依附在岩土颗粒的周围,并在岩土颗粒的表面形成一层水膜,这种水膜受到地下重力的作用,密度大约为普通水的两倍,这使得这种形式的地下水具有非常大的粘滞性和弹性,无法对静水压力进行传递。然后是弱结合水,这种结合水被称为弱薄膜水,随着外界压力的变化,其能够在不同颗粒之间进行缓慢的移动,但对于静水压力同样无法进行传递。

然后是毛细管水,这种地下水的形成主要是由于毛细管作用而产生的,主要为孤立毛细管水和真正毛细管水等,这一形式的地下水同时受到重力和毛细管力的作用,当其中一个力增大时,毛细管内的水位会随之发生相应的变化。然后是岩土的主要水理性质以及对应的测试方法,首先是软化性,这一性质指的是岩土在受到水分的侵袭后,其强度往往会降低,对于不同的岩土,其软化存在一个系数,通过软化系数能够对岩土的软化情况进行掌握。随着岩土的不断软化,其会在岩石层中形成一个软弱夹层,在这一夹层中含有粘性土层和泥岩等。

其次是透水性,对于这一水理性质,其指的是岩土中的水分会在重力的作用下透过岩土层,随着岩土层中颗粒的大小缩小,其透水性能逐渐降低,而对于坚硬的演示裂隙等位置,其透水性一般较强,对于岩土的透水性,其可以通过渗透系数进行表示,然后通过抽水试验对其进行确定。最后是给水性,这一性质是由于重力的作用而产生的,指的是沿途中的水分在达到饱和状态后能够通过孔隙等位置进行流出,流出水分的数量采用给水度进行表示。对于给水度,其是含水层水文地质的重要数据,能够充分代表当地的岩土特性,对于该参数的'测定,其采用的是实验室测定。

4、地下水引起的岩土工程危害

对于地下水的岩土工程危害,其主要分为两种,一种是地下水位升降所导致的工程变化,另一种则是由于地下水流动产生的压力对建筑物的稳定性产生影响。

地下水升降带来的岩土工程危害

对于地下水位的变化,其主要是两个方面的原因造成,一方面是人为因素,主要是过量开采地下水,另一方面则是自然因素,无论什么因素导致的地下水变化,其都会对建筑物的质量造成较大的危害。首先是地下水位上升造成的危害,对于地下水的水位上升,其影响因素非常多,像地质变化和人为因素等,通过这些因素的综合作用,最终导致地下水的水位上升,随着地下水的水位上升,其对岩土建筑物的腐蚀程度也会逐渐增加,其不仅对建筑物的使用寿命是较大的危害,同时还会产生崩塌等问题,加上岩土结构容易被软化,导致流沙问题逐渐扩大。然后则是地下水下降造成的为,其产生的原因同地下水水位上升相似,随着地下水的水位逐渐下降,岩土中的地下水含量将会逐渐下降,最终导致工程的整体质量受到影响。随着地下水的升降变化,很多工程项目在进行地质勘查的过程中往往很容易对其忽略,这使得地下水的岩土问题会影响工程施工质量,同时还会对建筑物的使用寿命等产生较大的危害。

地下水动压力导致的岩土工程危害

对于正常情况下的地下水,其若不被破坏影响,能够保证很长时间的正常流动,对建筑物的危害也非常大。但随着我国经济的发展,人们的生活和工业用水量逐渐增加,则使得岩土工程危害非常大。

5、总结

综合上述所说,对于水文地质工程勘查工作来说,其中的水文地质工作具有非常的影响。但由于我国当前的科技水平还不足,无法对当地的水文情况进行有效的了解,同时还会威胁人们的工程质量勘查原因。

参考文献:

[1]李明慧,李敬婧.浅谈水文地质在工程地质勘察中的作用[J].四川水泥,2015(2):323.

[2]张福水,史小龙,李辉.浅析水文地质在工程地质中的作用[J].知识经济,2013(2):110.

[3]高云.水文地质在工程地质中的作用分析[J].黑龙江科技信息,2013(27):70.

谈谈水文地质勘察在工程地质的重要性论文

在地质工程勘察中,想要提高水文地质勘察的质量,减少或消除地下水对岩土工程的消极作用是基础。以下是我为大家整理的谈谈水文地质勘察在工程地质的重要性论文相关内容,仅供参考,希望能够帮助大家。

随着工程勘察的发展,水文地质勘察在工程地质中是一个极其重要的部分,以及对建筑物基础设计、持力层的选择、地质灾害的防治等都起着无可替代的作用。

摘要: 在地质工程勘察中,想要提高水文地质勘察的质量,减少或消除地下水对岩土工程的消极作用是基础。通过对水文地质在工程地质中的调查研究,本文从工程地质勘察中水文地质的评价内容加以分析,阐述了地下水可能引起的岩土工程危害,进而提出水文地质在勘查工程地质中的重要地位及意义。以供参考。

关键词:水文地质;地质勘查;地下水;意义

通过笔者对水文地质在工程地质所产生影响的多年研究,发现水文地质问题对工程勘察的设计和施工有着极其重要的影响。但由于在实际操作中,往往被人们所忽视,导致地下水引起的各种岩土工程危害已屡见不鲜。因此,在实际的工程勘察中,首先要与工程地质有关的水文问题,并分析地下水对工程地质的作用,其次,根据分析结果,针对对岩土工程产生负面影响的水文问题,采取相应的措施,这对从根本上提高工程勘察的质量意义重大。

1水文地质勘察的内容

由于缺少评价地下水对岩土工程的危害和重要性,在水文地质勘察的过程中,因地下水造成的建筑物开裂或建筑物基础下沉的质量事故时有发生,笔者针对该种情况,分析出水文地质勘察在工程地质的主要内容。

(1)在勘察中,需根据建筑物地基基础类型的需要,分析查明影响岩土工程的水文地质问题。

(2)根据地下水对岩土工程产生的影响,预测水文问题可能对工程地质造成的结果,并采取相应的预防措施。

(3)在工程地质的勘察中,分析不同条件下水文地质对岩土工程的影响,如严格检查地下水位以下的钢筋以及混凝土的耐受能力和腐蚀性强度,由于其是整个建筑物的基础,有问题需及时处理,再如在挖掘地基后,如果基础承压含有水层,预测基坑板是否会被承压水冲坏。由上所述,对工程地质有影响的水文地质因素诸多,如地下水的类型、水位以及含水层的厚度等等,为提高工程地质的勘察质量,严格按照勘察内容开展作业是关键。

2岩石的水理性质

岩石水理性质指岩石与地下水经相互作用反应后而显示出来的各种性质,其不单单会影响建筑岩土的强度,甚至会直接影响建筑物的稳定性,主要性质如表1所示。

3水文地质勘察在工程地质中的地位及意义

在工程地质中水文地质勘察的要求

在工程地质的水文地质勘察中,需结合工程的.实际要求,通过水文地质的勘察工作以及资料的搜集,对实施建筑工程所属区域的水文地质条件进行查明,主要分为以下几种条件:

(1)自然地理条件:即地理位置、地形、气候以及水资源等自然条件,在水文地质的勘查工作中,主要包括地形地貌该区域的水文气象特征等内容,地形地貌是指工程区域的地表形态,如周围的水系、平原、高原特征以及地形是否开阔平坦、地貌是否被侵蚀等情况;气象水文是由陆地表面和大气的水分相互作用而成,其在工程地质中的特征是指工程所属地域的季风气候、湿润程度、热量以及属于哪种气候地带等。

(2)地下水位:指工程地质区域的地下含水层中水面的高程,准确测出地下水位是地质勘查的重要内容,会对岩土工程产生直接的影响,因此,在勘察过程中,不仅要测量工程实施时间段的高程,还包括近2~5年的水位变化趋势以及最高地下水位,与此同时还需调查地下水与地表水的补排关系以及地下水补给排泄条件等对地下水位会产生影响的因素。

(3)地质环境:主要指工程所在区域的岩土的地质构造特征、结构、发育历史及其对第四系厚度的控制、地层岩性和新构造运动等方面的内容。

(4)在地质勘查中,了解工程区域的主要含水层的分布、厚度,防止在施工时破坏了主要含水层的水平衡,导致沱江大桥垮塌、上海楼歪歪等类似事故的发生,这些并不是不可抗力事故,只要在施工前做好水文地质勘察工作,是有效防止事故发生的措施之一,其次,通过对各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、地下水位以及变化幅度的分析,加强预防措施,然后进行现场试验来对地下层的渗透系数、软化系数、等水文地质参数进行测定,最后根据场地地质条件,以地下水赋存对渗流状态的影响为判断依据,分析地下水水质对建筑材料是否有腐蚀性、侵蚀性等影响。

地下水对工程地质的危害

地下水位变化会直接影响给岩土工程的勘查,一旦当其变化达到一定程度时,便会引起对工程地质的危害,通过调查分析可知,主要有以下几种形式。

地下水位上升给岩土工程带来的危害

由于受地质因素、水文气象以及人为因素的影响,如总体的岩性产状、雨量、气温以及施工等,但是通常情况下,人为因素所引起的地下水位升降变化比自然因素引起的变化要大,当雨季水位上升时,地下水位上升,可能会使岩石土壤沼泽化、盐渍化,进而随着时间增加,对建筑物的腐蚀性不断增强;亦或可能引起粉细砂饱和液化,进而造成流沙。管涌等现象的发生;严重的甚至会导致基础上浮、斜坡等岩土体岩崩塌、滑坡等毁灭性现象。

地下水位下降给岩土工程带来的危害

通常情况下,造成地下水位下降的主要原因为人为因素,如大量灌溉、过度开采矿产资源以及修建水利工程等,会破环地下水平衡,引起水位下降,造成地下水资源枯竭或恶化问题,进而引发地面沉降、塌陷、地震等情况的发生。如2010年杭州地铁塌陷事故,由于地面突然沦陷,造成2名施工人员被掩埋。经调查分析,该事故的主要原因之一便是地下水资源枯竭所致,使地下水位失去平衡,岩土无法承受,加之事发现场降大雨,进而引发地面沉降,归其根本可能是当地人对水资源的不合理利用、过度开采等行为所致。

地下水动压力作用

给岩土工程带来的危害在自然状态下,地下水动压力的作用比较微弱,只有在实施建筑工程而改变了水动压力的平衡条件时才会对岩土工程带来危害,而且危害极大,如流砂、管涌等现象的发生,因此,在建筑工程活动中,需及时做好影响谁懂压力平衡因素的水文地质勘查工作。如在选择桩尖持力层时,需对桩的端阻力和侧摩擦力进行分析,并对单桩的承载力提出合理化建议。

地下水位对岩土物理学性质的影响

岩土物理力学性质与地下水位之间有直接而又紧密的联系,尤其是软质岩石和不同成因的粘性土,如果地下水的升降过于频繁则会导致膨胀性岩土产生频繁不均匀的胀缩变形,对低层以及轻型建筑物有巨大的危害性。在建筑工程的地基内,一旦水位在压缩层发生变化,则会对就按住唔得稳定性产生影响,如果上升,基地的强度降低,软化,使建筑物沉降变形,如果下降,岩土的自重应力增强,使就建筑物下陷,给人们的居住环境产生极大的威胁。因此,在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应加强对场地水文地质条件的研究。

水文地质勘察的意义

地下水是指地下水面以下饱和含水层中的水,不仅是水资源的重要组成部分,更是岩土体的重要组成部分,其对岩土体的工程特性有极大的影响,在工程地质勘察过程中,地下水与工程建设有着紧密的联系,如地下水水位一旦不平衡便会降低建筑物的稳定性和耐久性,水文地质是工程地质勘察的重要环节,但在实际的勘查中,由于很多人不会直接使用水文地质参数,往往容易被勘察单位忽略,当在进行水文地质勘察时只是简单的对水文地质进行分析、评价,而没有深入调查水文地质和岩土工程的关系也没有科学的评价,造成一些质量事故的发生,轻则知识降低了建筑物的稳定性和减少了使用寿命,重则甚至会导致建筑塌陷、悬浮、下沉等毁灭性的后果,因此,水文地质勘察在工程地质中占有极其重要的地位,加强地质勘查过程中的水位勘察极具现实意义,不仅能降低工程项目的社会效益,还能保证社会稳定、和谐。

4结束语

综上所述,随着工程勘察的发展,水文地质勘察在工程地质中是一个极其重要的部分,以及对建筑物基础设计、持力层的选择、地质灾害的防治等都起着无可替代的作用。通过笔者本次对地下水对岩土体作用和影响的研究,表现出水文地质勘查在工程地质中的重要地位,想要从根本上提高提高工程地质的质量,首先要控制地下水平衡,在实施工程建设时,不仅要根据目标所在地开展广泛的调查,进而制定合适的保护策略,而且要严格做好勘查工作,尤其是加强水文地质问题的研究,使工程地质调查成果发挥其最大的实用性,并针对勘查结果及时采取预防对策,从而达到减少对岩土工程的危害。

参考文献

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[5]马智广,罗青.我国岩土工程水文地质勘察技术的研究[J].地球,2013,91(11):98,14

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论文水位水质传感器研究现状

参考下: 进入21世纪后,特别在我国加入WTO后,国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业,温湿度是影响纺织品质量的重要因素,但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙,十分落后,绝大多数仍在使用干湿球湿度计,采用人工观测,人工调节阀门、风机的方法,其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里,则基本上凭经验,很少有人使用湿度传感器。值得一提的是,随着农业向产业化发展,许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式,采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战,并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚,种植反季节蔬菜,花卉;养殖业对环境的测控也日感迫切;调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座,自动化程度较高,成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术,一般先搞调温、调光照,控通风;第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外,国家粮食储备工程的大量兴建,对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前,在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”!例如在上面提到纺织印染行业,食品行业,耐高温材料行业等,都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下,印染行业在纱锭烘干中,温度能达到120摄氏度或更高温度;在食品行业中,食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右;耐高温材料,如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下,普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极,再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中,因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化,此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性,除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外,还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点,液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T=5℃时为,在T=20℃时为。有机物ε与温度的关系因材料而异,且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势,某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为:高分子聚合物具有较小的介电常数,如聚酰亚胺在低湿时介电常数为一。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后,由于水分子偶极距的存在,大大提高了吸水异质层的介电常数,这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化,使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器,高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升,介质膜厚d增加,对C呈负贡献值;但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加,即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配,在不同的湿度范围温漂不同;在不同的温区呈不同的温度系数;不同的感湿材料温度特性不同。总之,高分子湿度传感器的温度系数并非常数,而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%。虽然,测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想,在工业领域使用,寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温,湿度滞后,响应速度快,体积小,便于批量生产,但由于多孔型材质,对尘埃影响很大,日常维护频繁,时常需要电加热加以清洗易影响产品质量,易受湿度影响,在低湿高温环境下线性度差,特别是使用寿命短,长期可靠性差,是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中,电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域,其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆,以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高,产品性能不断得到改善,氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的,也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中,经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向,生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器,自动化仪表等产品,在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时,努力克服传统产品存在的各项弱点,取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底,基片面积大大缩小,采用特殊的工艺处理,耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺,在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极,氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后,湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高,特别是耐温性达到了-40℃-120℃,以多片湿敏元件组合的独特工艺,是传感器感湿范围为1%RH-98%RH,具备了15%RH范围以下的测量性能,漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平,使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统,先对对被测气体采样,然后降温检测并确保绝对湿度的恒定,使探头耐温范围提高到600℃左右,大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在,不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干,高低温试验箱等系统中。同时,JCJ200Y产品能耐温高达600度,也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面,并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白,为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文: 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要:水位测量施测简单直观,易于为广大用水户所接受而且便于自动观测,因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下,通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示: 这个电压和磁场及控制电流成正比: VH=K╳|H╳IC| 式中VH为霍尔电压,H为磁场,IC为控制电流,K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著,故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件,可以进行非接触式电流测量,众所周知,当电流通过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,这一磁场可以通过软磁材料来聚集,然后用霍尔器件进行检测,由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系,因此可利用霍尔器件测得的讯号大小,直接反应出电流的大小,即: I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流,B为导线通电流后产生的磁场,VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时,可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体,并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内,做成一个探头,将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来,构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器,(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数,黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置,完成所需的位置控制,加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品,它的外形如图20所示,其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器,广泛用于新一代的汽车智能发动机,作为点火定时用的速度传感器,用于ABS(汽车防抱死制动系统)作为车速传感器等。 在ABS中,速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中,1是车速齿轮传感器;2是压力调节器;3是控制器。在制动过程中,控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理,得到车辆的滑移率和减速信号,按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令,调节器及时准确地作出响应,使制动气室执行充气、保持或放气指令,调节制动器的制动压力,以防止车轮抱死,达到抗侧滑、甩尾,提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中,霍尔传感器作为车轮转速传感器,是制动过程中的实时速度采集器,是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中,用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度,以提供更准确的点火时间,其作用是别的速度传感器难以代替的,它具有如下许多新的优点。 (1)相位精度高,可满足°曲轴角的要求,不需采用相位补偿。 (2)可满足度曲轴角的熄火检测要求。 (3)输出为矩形波,幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时,会降低成本。 用齿轮传感器,除可检测转速外,还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体,将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后,磁体每经过霍尔电路一次,便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此,可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体,用流体(气体、液体)去推动叶轮转动,便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体,在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路,可制成车速表,里程表等等,这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮,磁体旁装有霍尔开关电路,被测流体从管道一端通入,推动叶轮带动与之相连的磁体转动,经过霍尔器件时,电路输出脉冲电压,由脉冲的数目,可以得到流体的流速。若知管道的内径,可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见,经过简单的信号转换,便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路,不仅可检测转速,还可辨别旋转方向,如图27所示。 曲线1对应结构图(a),曲线2对应结构图(b),曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理(例如可控核聚变)试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制,既可满足测量准确的要求,又不引入插入损耗,还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ-D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器,可检测高达到300kA的电流。 图9(a)为G-10安装结构,中心为电流汇流排,(b)为电缆型多霍尔探头,(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变,而使其在一个均匀梯度磁场中移动,它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线,将它们固定在被测系统上,可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见,结构(b)在Z<2mm时,VH与Z有良好的线性关系,且分辨力可达1μm,结构(C)的灵敏度高,但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多:惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础,可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件,磁系统和霍尔元件等部分组成,如图16所示。在图16中,(a)的弹性元件为膜盒,(b)为弹簧片,(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统,如图29中的(a)、(b),也可采用单一磁体,如(c)。加上压力后,使磁系统和霍尔元件间产生相对位移,改变作用到霍尔元件上的磁场,从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p~f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M,片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H,H的上下方装上一对永磁体,它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上,当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时,惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移,产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段,正越来越受到人们的重视,应用日益广泛。

水位传感器就相当于压力开关。当你设定好一个压力值以后,注水后产生水压,达到压力值后就自动通电,达到了开关的作用。

全球传感器制造行业市场现状

由于世界各国普遍重视和投入开发,传感器展十分迅速。目前上从事研制生产单位已超过6500家。美国、欧洲俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家,日本有800余家。

近年来,全球传感器市场一直保持快速增长,随着经济环境的持续好转,市场对传感器的需求将不断增多,到2017年全球传感器行业市场规模增长至1955亿美元,同比增长。初步测算2018年全球传感器行业市场规模将突破2000亿美元,达到2059亿美元左右,同比增长。

麦肯锡报告指出,到2025年,物联网带来的经济效益将在万亿到万亿美元之间,其中传感器作为物联网技术最重要的数据采集入口,将迎来广阔的发展空间。据中国信通院数据显示,近年来中国传感器市场规模保持较快增长,2018年达到1472亿元,同比增长,近5年均保持两位数的增长率。

主要生产企业

全球传感器市场的主要厂商有GE传感器、爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔、ABB、日本横河、欧姆龙、施耐德电气、E+H等。在全球消费类惯性传感器(加速度计+陀螺仪)市场,意法半导体处于市场领导者的地位,占据四成左右的市场份。博世是全球最大的MEMS传感器制造商。

全球传感器制造行业发展前景分析

可以预见,物联网将在各行业将有越来越多的应用需求出现,并成为未来10、20年最瞩目的长期趋势。据权威机构测算,2020年全球物联网有望影响的下游市场规模将突破3万亿美元,超过250亿台系统/装置联网,而同时使用因特网的用户总数达44亿人;麦肯锡同样预计,全球物联网有望渗透的下游应用市场规模将在2025年以前成长达到万亿美元,达到约11%的全球经济占有率。

因此,随着全球物联网进入实质性发展阶段,传感器制造产业将受益于物联网的爆发。具体来说,汽车传感器市场潜在规模达57亿只,是目前的14倍以上;物流传感器市场潜在规模达100多亿,是目前的十几倍;煤矿安检传感器市场潜在规模达数百亿元;安防传感器市场的规模增速将和安防行业的产值增速同步。前瞻预测,未来5年全球传感器市场将保持8%左右的速度增长,到2024年市场规模将会达到3284亿美元。

——以上数据来源及分析均来自于前瞻产业研究院《中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》。

生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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soldatkin ap, etc. multibiosensor based on enzyme inhibition analysis for determination of different toxic substances[j]. talanta,2001, 55 (5): 919-927the recent research and application of biosensorabstract: in this article, the recent research progress and application of biosensors ,especially the micro- biosensors, are reviewed, and the prospect of biosensors development is also prognosticated. biosensors are made up of bioelectrode , using immobile organism as sensitive material for molecule recognition, together with oxygen-electrode, membrane -eletrode and fuel-electrode. biosensors are broadly used in zymosis industry, environment monitor, food monitor and clinic medicine. fast, accurate, facilitate as biosensors is,there will be an excellent prospect for biosensors in the marketkeywords:biosensor, zymosis -industry, environment-monitor作者简介:何星月:中国科学技术大学生命科学院,合肥230027刘之景,中国科学技术大学天文与应用物理系教授,合肥230026电话:0551―3601895

房地产品牌价值研究现状论文

房地产论文主要参考文献

在个人成长的多个环节中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文对于所有教育工作者,对于人类整体认识的提高有着重要的意义。怎么写论文才能避免踩雷呢?下面是我精心整理的房地产论文主要参考文献,仅供参考,欢迎大家阅读!

主要参考文献(研究综述:作者,题目,杂志,卷号,页码)

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【拓展内容】

房地产论文范文

摘要: 在房地产行业如火如荼的发展当中房地产行业的竞争也越来越激烈。因此房地产企业如何通过有效的营销手段和策略来保证房地产企业的生存和发展就显得十分重要,因为房地产企业的营销手段和策略与房地产企业市场核心竞争力有着直接的关系。基于此,文章就房地产企业在营销当中存在的问题以及目前的营销现状进行了分析,通过分析提出了切实可行的营销创新策略,以期为我国房地产企业更好的发展提供有价值参考。

关键词: 新形势;房地产营销;策略创新

1、房地产市场营销概述

房地产是一种财产和权力,从物质形态上来讲指的是土地和房屋,房地产不仅属于客观存在的一种物质形态,其财产和权力也在法律范畴。房地产业还是一种独立的产业兼具生产和服务的功能,涵盖开发、建设、经营、租赁以及和房地产有关的中介等服务内容。房地产业的开发宗旨是创造经济价值为目的的,其经济活动领域也较为广泛包括土地开发利用、地产经营、房屋开发建设、房屋经营、房地产中介服务、房屋物业管理、房地产金融以及在此基础上形成的房地产市场。虽然房地产是一种商品,但是房地产这种较为特殊的商品是以土地为基础的,不仅有着较为明显的土地固有特性,还具有承受性、不可移动性、差别性以及不可灭性。营销战略是为房地产企业实现特定的营销目标、保证企业健康稳定发展而设计的行动纲领和总体的目标规划。通过战略规划,合理配置企业资源,使企业的营销活动在可接受的风险限度内,与市场营销环境所提供的各种机会取得动态平衡。随着房地产行业与市场营销的充分结合,房地产市场营销在商品经济发展的推动下逐渐成为了引领房地产经济发展的必然导向。从房地产市场营销的定义来讲,房地产市场营销过程实际上就是房地产企业实现经营目标和获取经济利益的过程。房地产企业在进行市场营销时主要是根据消费者的实际需求和潜在意愿,来向消费者提供办公、居住场所以及与场所有关的服务的。房地产市场营销并不是简单的推销而是一种全程营销其营销活动将会贯穿整个房地产的开发过程。另外房地产营销的目的是完成销售任务其活动中心是实现商品的最终交换。

2、新形势下的房地产营销问题

产品定位不合理

房地产企业在销售过程当中虽然采取用了很多的促销手段和推出了很多的优惠政策,但是产品消化速度仍不尽如人意,并没有激起广大消费者的购买热情。造成这一问题的主要原因是房地产企业在产品市场营销进行前并没有充分的对市场进行摸底和考察,导致产品存在着一定的瑕疵不能紧跟市场需求的变化,从而造成了楼盘销售滞后的情况。以产品定位例;开发商在产品设计阶段,并没有对消费关心的项目布局、景观和楼层等因素给予充分的重视,而是一味的强调楼盘的形象和理念,较高的产品定位不仅没有契合消费者的需求反而导致了房屋定位的虚高和面积的大而不实,因此虚高的产品定位也就造成了房地产企业在市场竞争当中很难稳固自身的地位和位置。特别是随着房价的日高不下,人们在购房上更加的理性,如果产品长时间的积压得不到释放,势必会对空置房带来很大的影响,进而阻碍房地产企业在市场当中健康长远的发展。

品牌意识不强

随着房地产市场的日益成熟和广大消费者的理性消费意识的增强,提升产品品牌竞争力也就成为了房地产企业在发展当中必须要考虑的问题。品牌不仅是产品“精神价值”的体现,而且还能让消费者在购房当中对产品产生认同感,从而主动去为产品买单。但是在我国房地产市场当中真正在做品牌的企业却很少仅仅只占到1%。很多企业并不能保证企业的品牌价值有足够的核心竞争力,而是依托前期成功项目的品牌优势,大肆的推加产品的数量,并没有把产品的质量搞上去,进而造成了消费者的流失和产品的失信。

营销模式落后

我国房地产企业营销模式较为传统其营销模式并没有紧跟时代发展的脚步,仅仅依靠广告轰炸式营销策略不仅不能达到最终的宣传效果和目的相反到削弱了企业在市场当中的竞争力。一些房地产企业为了在市场上扩大营销不惜在广告上花费巨额的投入甚至是打政策的擦边球,虽然提高了消费者的关注度但是消费者考察后并不买账,定位虚高的广告营销手段甚至还引起了消费者强烈的不满情绪。造成这种现象的主要原因是房地产企业在营销前并没有对市场进行充分的考察,其制定的营销策略不仅不能够与消费者和市场形成有效的需求关系,同时也阻碍了消费者产生购买的意愿,进而造成产品的成交量出现严重下降。所以,房地产企业只有打破传统营销模式的束缚,不断优化营销模式才能占据市场的主导地位才能得到健康长远的发展。

3、房地产企业营销创新策略

注重市场定位

市场调研是房地产企业的营销活动顺利进行的保证。如果房地产企业不注重营销前的市场调研工作,企业在市场销售过程当中就得需要耗费大量的精力来填补这项空白,进而影响企业在销售当中效果和目标。所以,房地产企业做好市场营销前的市场调研工作十分重要,房地产企业只有做好营销前的市场调研工作企业才能在市场营销当中占据主导地位,才能提升企业的知名度和品牌影响力。

创新营销理念

房地产营销和其他企业的产品营销有着本质上的不同,因为房屋建筑与人们的人身财产安全息息相关,所以在房地产营销当中房屋建筑的质量问题才是广大业主关心的重点。对此,房地产企业在制定创新营销策略时,一定要严格把控房产的质量,确保房产质量符合规范标准和要求。传统房地产营销模式之所以没能取得实质性进展,主要是房产企业管理层在营销过程当中太过注重价格,并没有按照市场发展规律充分考虑业主的真实需求和想法,这种过于注重价格的营销模式虽然可以短时间内获取一定的利益但是很难实现利益的长远。所以房地产企业的决策层应从传统营销理念当中解放出来,转变思维,通过对营销策略的创新,把价格营销转变为质量营销,契合广大消费者的实际需求,从而用高质量、高品质的产品来满足消费者的意愿和获取更广阔的市场。

树立品牌意识

房地产企业在制定营销方案时除了要以市场为导向外还要充分结合市场的实际需求。因为,营销的落地点是在市场上,所以房地产企业的相关营销人员在方案制定前一定要对房地产市场的供需结构进行深入的分析和研究,避免房地产企业在市场营销当中出现方向模糊和目标不明确的问题。首先,是要对市场的基础情况进行考察,以便于为后续建设各类房屋提供重要依据;其次,方案制定应以客户需求为基准。只有了解和掌握了客户的实际需求房屋的规划和建设才能让客户满意才能得到客户的认可。所以,作为房地产企业的`决策层,企业在制定市场营销方案时应以企业的品牌效益为重,按照市场供需关系和周期变化,科学合理的制定出短期、中期、长期的营销计划,通过营销方案的合理规划为房地产企业打造出一个品牌过硬,形象良好的知名企业。

创新营销模式

虽然我国房地产行业的发展已经取得非常大的成绩,但和发达国家相比我国房地产行业仍旧存在很多的问题,尤其是在营销模式的创新方面,我国房地产的营销模式仍旧很单一和过于传统,单一和传统的营销模式不仅严重的制约了我国房地产市场的发展同时也影响了我国房地产企业在市场当中的创新能力。在传统营销模式当中房地产企业的社会知名度和市场影响力主要是通过产品宣传、推广和直销的形式取得的。但是传统营销模式的单一性和落后性导致大部分房地产企业不仅没有实现预期的目标而且还造成了企业市场竞争力的下降,严重威胁到了房地产企业的生存和发展。随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,计算机技术、信息技术已经网络技术的应用不仅为我国房地产企业营销策略的制定提供了重要的技术支持,而且通过互联网平台的还能进一步扩大和加强房地产在产品宣传上的范围和力度,为房地产企业营销创新打下了坚实的基础。另外,在信息技术的支持下房地产企业还可以自行开发企业的专属网站,这样企业就可以利用自己的专业化的操作平台,定期的将房产信息发布到企业的网站上,客户通过网站进行选房、购房等一系列活动不仅节约了时间也提高了房地产交易的效率,企业也从中获得知名度和影响力。总之,随着互联网、信息时代的到来我国房地产企业在制定营销策略的理念上一定要与时俱进,紧跟时代脚步,不断优化营销手段,在满足企业发展和创新需求的同时,通过营销创新为企业带来更多的经济效益和社会效益。

4、结束语

综上所述,随着我国房地产产业调控的常态化,房地产企业要想在机会和挑战面前获取更多的发展空间,就必须要把企业的营销策划创新放在企业发展的首位。营销策略有利于使房地产企业营销活动有整体的规划和统一的安排,有利于提高房地产企业对资源的利用效率,能够增强企业营销活动及其他活动的稳定性,既是房地产企业参与市场竞争的有力武器,也是企业职工参与管理的重要途径。因此,制定正确的营销策略,是房地产企业制胜的重要法宝,对于企业的发展意义重大。

参考文献:

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地下水引起沉降研究现状论文

现状

据不完全统计,我国目前已有96个城市和地区发生了不同程度的地面沉降,其中约80%的地面沉降分布在东部地区。从南方的海口到东北的哈尔滨均出现了地面沉降现象,地面累计沉降量在460~2780mm之间,地面沉降速度为10~56mm/a。据长期监测和研究表明,地面沉降主要由不合理开采地下水所致,而地壳活动、地表动(静)荷载、工程建设、自然作用等其他因素造成的地面沉降只占总沉降量的5%~20%。目前,处于长江三角洲、华北平原、关中平原、淮北平原和松嫩平原大多数城市,地面沉降正在大面积的发生和发展之中。尤其是长江三角洲和华北平原地区地面沉降的发生发展速度令世界关注,造成的经济损失巨大。

(1)长江三角洲地区

长江三角洲是我国发生地面沉降现象最具典型意义的地区之一。其中,上海是我国发生地面沉降现象最早、影响最大、危害最深的城市,江苏的苏锡常与浙江的杭嘉湖及宁绍地区也相继产生了地面沉降灾害。20世纪90年代末,苏锡常、杭嘉湖及上海市累积沉降超200mm的范围已达该区面积的1/3,面积近1万km2,并在区域上有连成一片的趋势。以上海的市中心、江苏的苏锡常、浙江的嘉兴为代表的沉降中心区的最大累积沉降量分别已达,和。

1990年后苏锡常地区还发生了特有的地质灾害——地裂缝,目前已发现20余处地裂缝灾害,发育规模较大的地区已形成长数千米,宽数十米不等的地裂缝带,且均与过量开采地下水造成不均匀地面沉降有关。

长江三角洲地区的地面沉降主要是开发利用地下水引起的。20世纪70年代以前,城市地区的纺织业发达,但能源紧缺,故大量集中开采地下水用于纺织厂的空调降温,导致城市地区严重的地面沉降。20世纪80年代以来,随着改革开放城市周边地区乡镇企业的兴起,不仅其本身大量开采利用地下水,而且向地表河道不断排放污水,导致水资源极为丰富的三角洲水网地区地表水质量普遍下降,使整个区域成为水质型缺水地区,加剧了广大农村地区居民用水紧张,促使地下水开采量的急剧增加,产生了区域性地下水水位降落漏斗,故由此诱发的地面沉降目前已成为以城市为中心的区域性地质灾害。

长江三角洲地区是我国开展地面沉降勘察、监测、研究最早的地区。自1961年以来,为进行上海市地面沉降调查,开始系统地建立区域地下水动态监测网,兴建或利用已有地面水准点进行市区地面沉降监测,逐步建立基岩标、分层标监测不同土层的变形特征。苏锡常和杭嘉湖平原地区地下水动态监测网始建于20世纪80年代初期,并随着各类水工环调查评价工作的展开,得到了不断补充。同时,在城市地区如嘉兴、常州、苏州等采用水准测量进行定期或不定期的地面沉降监测,并通过收集水利、城建、交通等部门根据各自目的在不同时间和不同地区进行的水准测量资料,以及开展实地踏勘来进一步进行地面沉降调查。

1999年以来中国地质调查局部署的长江三角洲地区(长江以南)地面沉降监测网络项目所做的调整和进一步建设,基本构成了本地区地面沉降监测网络的格局。

目前长江三角洲地区地下水动态监测网络已覆盖全区,由地面精密水准监测网以及地下不同深度的基岩标、分层标在部分重要城市及地面沉降严重地区构成的立体监测系统已经粗具雏形。随着新技术新方法的引进,GPS、自动化监测以及信息技术已经开始在该地区地面沉降监测中得到了应用。

(2)华北平原地区

华北平原包括北京、天津、河北、山东和河南等省(市)的平原区,面积14万km2。地面沉降发生在北京、天津、河北和山东等地。引起华北平原地面沉降的原因可分为自然因素及人为因素。自然因素中,包括构造活动、软弱土层的自重压密固结、海平面上升等;人为因素包括过量开采地下水、地下热水及油气资源和大规模工程建设等。据地震资料,本区由于构造活动引起的地面沉降速率仅为1~2mm/a。因此,就本区而言,人为因素尤其是深层地下水超量开采是导致地面沉降的主要原因。

华北平原地面沉降的产生和发展过程与地下水的开采过程基本保持同步或略为滞后。地面沉降量与地下水水位下降幅度呈正相关。其分布范围与地下水水位下降漏斗基本一致。

由于地下水开采,北京地区早在1935年就已经发生了地面沉降。当时其范围仅在西单到东单一带,1935~1952年,局部地面沉降量的最大值仅为58mm。20世纪50年代以后,随着北京地区地下水的开采不断增加,逐渐形成了以东郊工业区为中心的区域性地下水水位降落漏斗。到1983年5月,北京市东郊地面沉降区面积已达600km2,其中累计地面沉降量大于100mm的地区面积达190km2;沉降量大于200mm的地区面积约为42km2。从1966~1983年,北部的来广营地面沉降中心区沉降量约为277mm;南部的大郊亭地面沉降中心区沉降量累计约532mm。1987年以后,北京市地面沉降面积快速增加,扩展至1800多km2,其中沉降量大于200mm的地区达到350km2。

天津市开发利用地下水资源始于1923年,据历史水准点资料,伴随着地下水的开发,地面沉降相应发生。由于当时开采量少,年沉降量仅几个毫米。新中国成立后,随着工农业的发展,地下水开采量逐年增加,地面沉降越来越严重。1950~1957年沉降速率为7~,1958~1966年沉降速率为30~46mm/a,并逐步形成了沉降中心。1967~1985年沉降速率达80~100mm/a,沉降急剧发展。1986年后进入沉降治理阶段,大部分地区沉降明显减缓,市区沉降速率降低到10~15mm/a。

目前,宝坻城关以南的广大平原区均已不同程度地产生了地面沉降,面积达8800km2。其中,累计沉降量超过1000mm的面积达4080km2。该区南部及滨海地区地面沉降尤为明显,并与河北省的沉降区连成一片。在这一范围中,现已形成了市区、塘沽区、汉沽区、大港区及海河下游工业区等沉降中心(表)。

表 天津市地面沉降现状表

河北平原深层地下水水位下降漏斗形成于中东平原城市集中开采区和农业集中开采区,主要有冀枣衡漏斗、沧州漏斗、宁河唐海漏斗、廊坊漏斗、青县漏斗、霸州漏斗等。深层地下水水位下降漏斗面积共计为43915km2,随着深层地下水的进一步开采,地下水水位下降范围持续扩大,各漏斗范围也不断扩大,形成了覆盖整个平原中东部、天津市和冀东平原部分地区,面积为7万km2(地下水位0m线以下计)的巨型复合漏斗。

随着地下水开采量的增大、地下水水位的下降和地下水水位降落漏斗的形成,地层岩土力学平衡被破坏,河北平原逐渐形成了沧州、保定、衡水、任丘、南宫、霸州、大城、曲周、唐海9个主要地面沉降区。

截至1998年,河北平原地面沉降量大于200mm的面积达万km2,大于300mm的面积达万km2,大于500mm的面积达6430km2,大于1000mm的面积达755km2(表)。

山东省德州市地面沉降影响面积已达,累计沉降量为150~387mm,沉降中心的沉降量在300~387mm之间,年均沉降量在25~之间。济宁市自1989年至今已累计沉降,沉降量大于60mm的面积已近90km2,中心最大沉降速率每年达。

表 河北平原主要地面沉降区沉降面积统计

由于地下水的长期超量开采,华北平原现已成为世界上超采地下水最严重的地区之一,也是地下水水位降落漏斗面积最大,地面沉降面积最大、类型最复杂的地区之一,其中又以京津冀鲁地区最为突出。大面积的地面沉降给当地人民生命财产的安全造成了严重威胁,并成为制约当地经济可持续发展的重要因素。

地面沉降直接导致华北平原滨海低平原区地面标高资源损失,造成铁路路基下沉、风暴潮灾害加重。由于影响泄洪,致使地面长期积水、厂房被淹,经济损失严重。由于地面不均匀沉降,导致建筑物受损,大规模市政基础设施破坏;由于地面沉降,还引发了多处地面坍塌和地裂缝地质灾害,直接威胁人民生命财产的安全;并且随着使该地区经济的发展,灾害损失便愈大,制约了社会经济的可持续发展。同时,百余年的世界工业化进程导致全球气温上升,海平面的变化再叠加上地面沉降,时刻威胁着河口滨海地区包括华北平原低海拔地区人类的生存。

华北平原地面沉降调查监测的工作程度相对较低,除天津外,还没有专门的地面沉降监测网点及监测系统,没有全面系统的地面沉降研究成果。区域上的地面沉降数据,主要来自国家地震局布设的京津唐大地形变区域网,但其测量密度较小,测量频率低,在面积上远远不能控制华北平原地面沉降的范围。而且华北平原地面沉降调查与监测受条件所限与行政分割,缺乏统一的调查与监测技术标准,缺乏统一的规划,在时间和空间上的调查与监测布局不尽合理,得出的调查监测数据缺乏可比性,远不能满足国家防灾减灾的需要,因此开展华北平原地面沉降调查与监测具有重大的社会经济意义。

(3)关中平原地区

关中平原的地下水过量开采已引起大面积地面沉降,尤其是在西安市最为严重。西安市城郊区承压含水层为细砂,砂砾石层和粘土层不等厚互层,并有自西往东、由北往南含水层厚度逐渐减少,粘土层厚度逐渐增加的特征,这种结构在大量开采承压水,造成承压水位大幅度下降的情况下,有利于黏性土层中结合水的排出。

西安地下水开采初期,承压水位埋深仅25~35m。20世纪70~80年代,由于大量开采承压水,引起水位大幅度下降。到90年代初期,西安城区承压水开采井增至530余眼,年开采量达亿多m3,承压水位累计下降60~100m,降落漏斗面积为200km2。东南郊一带有大面积的承压水位降至含水层顶板之下,水位埋深降至90~130m。承压水位的大幅度下降,意味着孔隙水压力降低,黏性土层中的水向含水层释放,进而产生黏性土层释水压密,引发地面沉降。

西安市地面沉降现象发现于1959年。1972~1983年,西安城区地面最大累计沉降量为777mm,年平均沉降量在30~70mm之间的沉降中心有5处。截至1988年最大累计沉降量已达,沉降量为100mm的面积达200km2,沉降最超过500mm的面积达48km2。20世纪90年代,地面沉降范围又有所扩大,累计沉降量超过200mm的面积约150km2,东南郊一带累计沉降量超过600mm,超过1000mm的面积为42km2,沉降中心增加为7个,累计沉降量超过2000mm,最大累计沉降量达2600mm,沉降速度之快,前所未有。建于明代的西安钟楼现已下沉了395mm,具有1300余年历史的大雁塔也下沉了1198mm。

西安市地面沉降具有如下特征:①沉降量与承压水开采量密切相关;②地面沉降具有不均匀性和差异性。

西安地面沉降的危害主要足加剧了地裂缝的活动,造成地裂缝垂向活动量大大增加。由于市区内各个区域沉降发展不均衡,已经出现了11条明显的地裂缝,总长度达,并且还以每年垂直方向移动在5~30mm之间,水平方向移动在3~4mm之间的速度发展。东南郊一带地裂缝的垂向活动速率则为30~50mm/a。

地裂缝造成了附近建筑物地基不均匀沉降,形成建筑物开裂和地下管道错断,城市道路破坏。据不完全统计,1996年因地裂缝毁坏的建筑物有楼房170余栋,厂房、车间57座,民房近2000间,破坏道路74条,累计错断供水、供气管道40余次,另有数十口深井因井管上升而报废,危及多处文物古迹的安全,2004年末大雁塔向西北倾斜达1064mm。据统计,由于地裂缝造成的直接经济损失累计已达1亿元。

(4)淮北平原地区

淮北平原的阜阳市属于水资源紧缺城市。在20世纪80年代以前,城市饮用水是泉河的地表水。但在80年代以后,随着工业的发展和人口增长,泉河变成了排污沟,城市工业和生活用水不得不改用地下水。据勘查,阜阳城地下水,尤其是埋深250m左右的中深层地下水水质好、水量丰富。这使中深层地下水成为阜阳自来水厂、单位自备井和工业企业争先开采的对象,且取水量逐年增加。现在阜阳市建成区近40km2的范围内有200多m的深井200多眼,密度在5眼/km2以上。虽然中深层地下水允许开采量为每天万m3,但实际开采量已达每天14万m3,超过开采量1倍多。由此造成中深层地下水位持续下降,年平均降幅达,形成了1200km2的地下水水位降落漏斗。

由于上述情况,阜阳城区地面最大沉降量目前已达,居全国第五位,且仍以每年40~50mm速度继续下沉。由此,一系列环境地质问题发生了,如汛期公路桥梁和大型建筑都产生了不均匀沉降,排水管道断裂、深井报废等现象时有发生。位于沉降中心的作为调节颍河水流的阜阳闸,闸底板也已多处开裂,造成闸墩错位,影响了防洪能力。

(5)松嫩平原地区

松嫩平原除大规模开采地下水外,以大庆地区为主的油气开发已引发地面沉降。

松嫩平原的大庆油气开采区位于兴安岭-内蒙地槽褶皱区,小兴安岭-松嫩地块,松嫩拗(断)陷带的中西部断陷区,即松嫩盆地(平原)的中西部,地貌类型单一。总的地势是北高南低,一般地面标高在130m以上,自然坡降在‰左右。受地质构造的控制,自侏罗纪以来沉积了厚度约6000m的含油建造。发育有侏罗系、白垩系、第三系、第四系。白垩系为内陆湖盆沉积的泥岸岩、砂岩,厚度近3000m,是石油和地下热水的主要储存构造和开采层位,开采深度一般在1000~3000m之间。新近系砂岩和砂砾岩以及第四系冲积层,是大庆地区主要供水层位,地下水可开采量为亿m3/a,但现状开采量为亿m3/a,超采严重。其中用于采油工艺的地下水年开采量为亿m3,几乎占地下水开采总量的80%。地下水已形成巨大的降落漏斗,漏斗中心水位降深已达50m,漏斗面积5560km2,几近覆盖大庆市,并波及了与大庆相邻的周边县(市),每年都有许多水井因地下水开采量下降而产生抽气、掉泵现象,继而报废。据不完全统计,因多年采油和不合理开发地下水已使大庆市及其周边地区地下水位下降了16~19m。地下水位的大幅下降是诱发地面变形的主要原因,但由于目前尚未进行油气开发区地面沉降监测,具体沉降数据仍属空白。

存在的问题

由于地面沉降在各地发育过程不同、程度不同、造成的危害不同,各地采取的监测防治措施也不同,而大部分发生地面沉降的地区还没有采取监测防治措施。存在的普遍问题是缺乏区域统一规划及信息沟通,采用的主要仪器设备陈旧、技术落后,很不适应区域地面沉降的发展趋势和国内外监测技术不断更新的形势。

(1)长江三角洲

1)以往地面沉降监测网络是根据地面沉降最早发生于城市等局部地区这一状况进行布设的,未建立统一的地面沉降监测网络。随着地面沉降在整个区域上呈扩展之势,监测工作却未能及时跟上,其局限性日显突出。

2)因行政辖区限制,地面沉降监测网络缺乏区域统一规划,各地监测极不平衡。尤其在长江以北、杭州湾南岸地区(除宁波以外)监测工作是空白,地面沉降情况不明,很可能会走上出现严重灾害后再治理的老路,应引起有关部门的重视。

3)各地包括布网密度和频率等监测方法及标准目前仍然不统一。例如,上海市区一般按1∶5万、局部达到1∶1万精度布网,进行Ⅰ,Ⅱ等水准测量,其频率有每月3次、1次,也有每年4次、2次、1次的;江苏省仅在常州市布设了地面沉降监测Ⅱ等水准测线2条,每月监测1次;杭嘉湖现有的专门用于监测地面沉降的水准网络沿主要公路分布,近年来控制范围可达3500km2,每年监测1次,但受经费影响监测频率尚不能保证。除此之外,上海郊区主要是收集测绘部门、苏锡常三市主要是收集城建和水利等部门的不同时期Ⅲ,Ⅳ等水准测量资料进行地面沉降调查。因此,地面水准测量资料隶属于不同的部门,来源复杂,分布不均,数据参照系的一致性无法保障,且重合点偏少,可靠性差,测量时间不一,因而难以系统、全面、适时、可靠地掌握区域地面沉降的分布和发展规律。

4)基岩标、分层标除在上海市区比较健全,杭嘉湖地区有一座,苏锡常地区初步建成外,苏北几乎空白,故地面沉降的垂向分布及其成因研究显得薄弱,难以提出针对性控沉建议。

5)区域上虽已建立地下水动态监测网,但各地监测井分布疏密不均,精度不一,且近年来监测点屡遭破坏,个别含水层在相当一部分地区包括工作区周边地区缺乏控制性监测设施。

6)目前地面沉降监测采用的技术手段总体上比较落后,效率低、工期长的问题依然存在,难以适时、客观反映日益扩大的监测网的需要。虽然已经引进了一些新技术、新方法,但仍不够成熟、完善,在面上尚未铺开,且在实施过程中亦未有可执行的技术标准或规程。

7)差异性地面沉降所产生的地裂缝是本地区一种新的地质灾害,但现有监测网络密度明显不足。尚需进行加密布设,以便精确记录其发展变化过程,提高数据监测和分析质量。

(2)华北平原

华北平原的问题具体如表所示。

由于华北平原内的各省(市)受行政区划所限,分别在各自的区域内开展工作并提交有关地面沉降等值线图件,在合成有关图件后得出华北平原地面沉降等值线图,从图中可以看出各地由于监测标准和监测手段不同,提交的沉降等值线年份不一,很多地方的沉降量只是推测出来的,在同一个地方得出不同的地面沉降量,这显然不能完全反映现实,因此目前华北平原各地的地面沉降量只能作为参考。

(3)关中平原、淮北平原和松嫩平原

这三大平原均为河流冲洪积平原,地下水的过量开采和油气开采引起的地面沉降对生态环境和经济可持续发展造成了较为严重的影响,但到目前为止这些地区还都没有开展系统的地面沉降专项调查和监测工作。

表 华北平原地面沉降监测设施存在的问题

鉴于存在的上述问题,未来地面沉降监测网络需要在统一规划设计、统一技术标准、统一数据平台的基础上,建立空间上分布合理、技术上先进可行的地面沉降监测网络,在开展传统测量的基础上,应用先进的GPS,InSAR和LIDAR等技术进行监测并进行相互校正,得出精确的地面沉降量,为整个社会经济的可持续发展和城市建设规划提供可靠的地面沉降资料依据。

地面沉降现象最早开始于1921年的上海和1923年的天津,之后两市地面沉降不断发展,到20世纪60年代已十分严重,1965年上海市区水准点最大累计沉降量达2630mm,天津市平均沉降速率达30~46mm[38,39]。大量测量和研究工作证实,大量开采地下水是两市发生地面沉降的主要原因。到20世纪70年代,长江三角洲主要城市和天津市平原区、河北平原东部相继发生地面沉降。20世纪80年代,随着地下水开发利用量大幅度增加,地面沉降范围不断扩展,区域上连片发展。到20世纪90年代初,上海、天津、北京、江苏、浙江等16个省份地面沉降面积约为48700Km2,到2003年达到93855Km2,形成了长江三角洲、华北平原及汾渭断陷盆地等地面沉降灾害严重区[40]。

区域上,地面沉降主要发生在地下水开采程度较高的地区。目前主要形成了5片区(带):①下辽河平原的沈阳-营口地面沉降区,1999年地下水开采程度;②黄淮海平原北部的天津-沧州-衡水-德州-滨州-东营-潍坊地面沉降区,1999年地下水开采程度~;③黄淮海平原南部的徐州-滨州-东营-潍坊地面沉降区,1999年地下水开采程度;④长江三角洲的嘉兴-上海-苏州-无锡-常州-镇江-南通地面沉降区,1999年地下水开采程度~;⑤汾渭河谷平原的太原-侯马-运城-西安地面沉降带,1999年地下水开采程度~[37]。

论地下工程引起的地质问题及防治措施论文

摘要:随着城市建设的大力发展,地下工程建设越来越多,由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来,根据城市地下工程的特点,对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。

关键词:地下工程;工程地质问题;预防

城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点,是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是,地下工程建设一般都在市区内,在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应,对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害,已经出现并且孕育诸多工程地质问题。

1地下工程开挖引起的工程地质问题

地面沉降

地层初始应力状态的改变引起的地表沉降:地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的,开挖引起地层初始应力状态的改变,即二次应力场,它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场,对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放,附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有:

(1)地下工程开挖引起的附加应力;

(2)地下工程施工对地层的扰动和地层损;

(3)地下水渗流引起的地下水位的变化。

土体的固结沉降:地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出,体积逐渐减少,这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结,土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此,土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有:

(1)地下水位下降引起的固结沉降;

(2)土体空隙水压力变化,引起土体的固结沉降;

(3)土体扰动后,重新固结后产生沉降;

(4)土体的次固结和流变。

洞室围岩失稳

地下开挖后,洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形,如果变形超过了围岩所能承受的能力,围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏,围岩应力重分布,产生变形位移。

均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前,在开挖过程中的变形,以弹性变形为主,变形速度快,变量小,瞬时完成,一般不易察觉;当应力达到或超过岩土体强度时,塑性变形十分明显,发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时,与上述情况基本一样,但当结构面组合构成围岩不稳定条件时,岩体除了弹性变形外,塑性变形也比较明显,它表现为围岩分离体(岩块)的相互错动,围岩松动时围岩稳定性降低,为进一步松动创造了条件。

斜坡破坏

斜坡破坏主要发生在山区城市,除直接经济损失外,还可能造成人员伤亡,其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的,而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害,但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。

斜坡破坏主要形式为滑坡,其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中,许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的,即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体,使岩体开裂,地面倾斜,并在一定条件的配合下,导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中,滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段,其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性,预防斜坡破坏导致的地质灾害,认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件,掌握其运动发展规律显得非常重要,尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区,斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的`,都是由于工程活动不合理造成的。 地下水污染

在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展,人类活动加剧,对地下水的污染越来越严重,主要表现为:多数城市垃圾随意堆放;工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水,经地表水补给地下水或渗入地下水,再污染地下水,使地下水具有侵蚀性,对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。

2防治措施

开展详尽的工程地质勘察

工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据,通过详细的工程地质勘察,为设计施工提供需要的参数和指标,确定合理的开挖方案、开挖步骤,如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确,势必给支护工程带来事故隐患。

做好开挖方案的优化选择

地下工程的开挖方法很多,以基坑工程为例,有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同,引起的位移不同,中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法,对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此,基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。

实行科学的降水设计

水是影响基坑工程稳定的重要因素之一,从实际统计资料来看,约有70%的基坑事故与地下水有关,因此,地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位,就要合理地选择降水方法,在此基础上进行人工降水的方案设计,以及进行降水方案的水位预测,通过预测进行降水方案的优化,从而达到最佳的降水方案。

做好现场监测,开展信息化施工技术

地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统,仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏,也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测,可以了解变化的态势,利用监测信息的反馈分析,就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时,可做出预警,及时采取措施,保证施工和环境的安全;当安全储备过大时,可及时修改设计,削减围护措施。

积极采用新技术、新方法

工程实践证明,采用基坑内降水、坑内侧土体加固(化学灌浆、石灰桩加固等)、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等,对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中,如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。

结语

地下空间资源正越来越多被开发利用于各种领域,如地下轨道交通工程、地下街、地下室、地下车库等各类地下工程,已经成为现代城市功能转入地下的重要载体。但是,地下工程建设一般都在市区内,在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应,对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害。因此,研究城市地下建设工程引起的地质问题及其防治措施具有相当重要的现实意义。

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选择一个和导师相同的学习方向或自个擅长的课题。如果这个话题被专业或其他用户重复,文章的价值就会大大降低。论文题目是否恰当。该论文是否是规范性的。这是对学生最简单的监督之一。事实上,这是很容易的一个得分问题。尤其是艺术类毕业论文中存在的诸多问题。最明显的问题是各级序列号的编码控制、注引和编码管理,以及英文格式的标准化。一般说来,格式和标准可以被评为“好”,但其中大多数可以被评为“优秀”。

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只要是结构合理、逻辑清晰的论文就可以称作是是高质量高水准的。。在硕士论文写作中,一般采用“总分-总分”的结构。在一个实际的文件中,讨论必须分开讨论,以证明其必要性。文章结构容易呈现零散,论证不够充分的扣分点。在每一份文件中,每一个子论点不一定符合主题,但必须附有一份一般性文件是服从于全文的。

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