地面沉降了!是甚麽?

近排在媒體政界翻天覆地就是關於大大小小沉降的新聞,無論沙中線或西鐵線,甚戓乎不同的地鐵站都傳岀沉降超標的消息。畢竟小弟也可能算是半個工程師,很多其他行業的朋友都不斷追問小弟沉降的問題:會塌樓嘛?會地塌嘛?之類的。相信大家進來也是想問這些問題,就讓我為大家腦補一下什麽是沉降啦! 好!首先我地我地由沉降這個詞語說起吧。沉降,英文 settlement,或者 soil settlement ,定義與我地平時一般理解的差無幾,就是地面向下的移動,有時亦會理解為挖掘空間周圍地面的向下移動,例如隧道,豎井或地下室,通常是由於其土壤因負載受壓增加或土壤移位所造成。沉降是一個結果,其沉降的程度取決於一籃子的因素,包括例如弱承托力土壤、土壤沉降 (Consolidation) ,土壤壓實 (Compaciton)、地質狀況、水土狀況、工程辦法、工程範圍等等。其中最主要的其中一個因素是關係於工程辦法的地下水改變。當工程進行時例如挖掘、打樁等等,隨著水離開土壤,地面有機會開始下降而形成沉降現象。 在不同工程進行當中,建築物或地面沉降或多或少可以說是不可避免的,亦是很多工程中(例如填海)工程師會優先處理考慮的問題。不平均沉降若出現在路面上,可能會引致路面下陷,地下公用設施(電線、管道)損壞,若在飛機跑道出現的話,更可能會釀成飛行事故。地面沉降很少會影響到建築物的結構(一般打樁會穿過會下降的泥層到一個堅硬的地層),但是如果建築物的地基若產生不平均沉降的現象,小則令建築物傾斜,大則影響建築物的結構(例如有著名的比薩斜塔)。 要量度或者監測地面沉降的幅度,工程師會跟據土壤的狀況,在地面上下安裝一些探土/測量的儀器,以探土/測量的方法去檢測,比較常見的會有不同種類沉降測量點 (Ground Settlement Marker) ,然後在工程進行當中時期長時期監測,以「走 Level」或其他的方法和一個固定的測量點進行比較。另外,工程師會考慮不同的工程辦法和建築物的狀況去定立一個「響鬧」系統 (Alarm System), 當地面沉降的幅度超過某一個水平,就會通知各方進行補救措施。 所以地面沉降了,是正常不過,重要的是「響鬧」系統是否行之有效。今次說到這裡,請多多指教。

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地震前兆:地震之前的重力變化?

最近研究人員首次發現並檢測到在地震前地球引力場有短暫的變化。他們亦指出,開發感應器來檢測這種瞬間短暫的重力變化信號,有助開發新的海嘯和其他地震危害的預警系統。 巴黎地球物理研究所 Jean-Paul Montagner 和他的團隊,分析了2011年日本東北地震期間記錄的地球重力和地震數據。在其中,他們發現了到超出背景地震雜訊的信號,信號在地震波到達前幾秒發出,與其振幅與理論模型預測一致。 理論上,地震會引起地球質量的再重整,對地球的引力場產生可觀察的變化。靜態重力變化,在以前已經可以由超導重力儀和衛星重力梯度儀,在地殼破裂結束後長時間後觀察到,而這些變化與理論預測的一致。除了靜態信號,在地震波到來之前,出現在破裂期間瞬間的重力變化,和所產生的即時重力的信號通常非常小,而會因被背景地震雜訊所覆蓋影響而被重力傳感器所忽略。因此,為了增加檢測的機會,有必要考慮在背景地震雜訊低的環境中記錄非常大的地震。 在報告中,研究人員分析了在2011年日本9.0級東北大地震期間,在神岡觀測站的超導重力儀記錄數據和來自日本網絡F-net五個附近寬帶地震儀的破裂期間的即時重力信號。通過統計分析,發現在數據中存在即時重力信號的重要證據。這一項發現,與前述理論預測的信號幅度一致,亦有助開發新一代傳感器測量地震震動的重力前兆,並提供關於地震地殼破裂開始的新見解。 Nature Commun. 7, 13349 (2016) | http://dx.doi.org/10.1038/ncomms13349