美國震后受損建筑物，新聞資料圖
 

　　建筑物位移，是評(píng)估震后建筑物受損程度的關(guān)鍵參數(shù)據(jù)。不過，目前還沒有辦法能準(zhǔn)確直接地測量建筑物之間的位移。如果按照常規(guī)的辦法，測量建筑物位移，工程師們會(huì)在固定高度和位置安裝加速度傳感器，以確保施加在震動(dòng)建筑物上多個(gè)方向上的受力數(shù)據(jù)。
 

　　但是，由于加速度傳感器的頻率限制，處理加速度數(shù)據(jù)復(fù)雜且耗時(shí)，加之常用的振動(dòng)加速度傳感器系統(tǒng)價(jià)格較高。因此，加速度傳感器測量辦法雖然典型但實(shí)際應(yīng)用較少。
 

　　美國工程師們創(chuàng)建的離散二極管位置傳感器(DDPS)辦法，則基于光學(xué)傳感器原理，系統(tǒng)由安裝于某一層建筑物的激光器，和相鄰建筑物樓層的矩形光敏光電二極管陣列組成，該陣列可作為位置敏感探測器使用。
 

DDPS系統(tǒng)原理示意圖，圖片來自伯克利實(shí)驗(yàn)室
 

　　該傳感器系統(tǒng)的工作原理是，激光器將激光束照射到相鄰樓層的位置敏感探測器上，這些光敏光電二極管陣列們可跟蹤入射激光束的位置。發(fā)生地震時(shí)，一旦建筑物發(fā)生搖晃，激光束便會(huì)在陣列中來回移動(dòng)，由此可以提供兩個(gè)樓層相對(duì)于彼此橫向移動(dòng)的電子記錄。一旦地震結(jié)束，技術(shù)人員可以查詢無線傳輸?shù)挠涗?，以便立即確定建筑物是否超過其大結(jié)構(gòu)公差。如果沒有，則可以安全地重新進(jìn)入。
 

　　據(jù)系統(tǒng)工程師介紹，根據(jù)該傳感器系統(tǒng)監(jiān)測到建筑物位移，可以快速確定建筑物的受損程度，讓建筑評(píng)估人員知道在哪里尋找潛在受損位置。特別是對(duì)于震后數(shù)百乃至上千座建筑物的評(píng)估來說，與耗時(shí)耗力的人工檢查辦法相比，該方法將有效較少評(píng)估時(shí)間，提升評(píng)估效率。
 

圖為美國地質(zhì)調(diào)查局科學(xué)家高度關(guān)注的海沃德斷層地帶。資料圖
 

　　據(jù)了解，2019年下半年，美國加州勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室多層建筑中，將安裝部署這一新型光學(xué)傳感器系統(tǒng)。目前，DDPS系統(tǒng)經(jīng)過多次振動(dòng)臺(tái)測試，可提供準(zhǔn)確的讀數(shù)，并將安裝在該實(shí)驗(yàn)室的多層建筑中。據(jù)悉，該實(shí)驗(yàn)室毗鄰高度活躍的的海沃德斷層，該斷層長達(dá)83公里，是美國危險(xiǎn)的斷層之一。該斷層地帶一旦發(fā)生地震，會(huì)引發(fā)該區(qū)域海平面上漲，整個(gè)舊金山灣區(qū)都將受到波及。
 

　　(原文標(biāo)題：美國科學(xué)家利用光學(xué)傳感器評(píng)估地震后建筑物受損程度)