显微镜生物振动蝴蝶效应：地铁通过华北地区电

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 北京地铁4号线的列车在地下13.5米处呼啸而过。100米外的北京大学信息科学与技术学院大楼里的电子显微镜里似乎正刮着飓风。这只1米高的白色金属镜筒用肉眼立在桌子上。把它调到更高精度，你就会看到。发现显示器上的黑白图像有毛刺，原本是丝状的原子图案由于振动而变得模糊。
    
     在北京大学校园里，地铁运营影响下的精密仪器远远超过价值数百万美元的电子显微镜。当4号线开通时，北京大学拥有价值10亿元的精密仪器，其中有400英里。狮子山受到了影响。
    
     为了减少地铁振动对这些仪器的干扰，北京大学和北京大学都做出了很大的努力。地铁东北门4号线铺设了更先进的减振轨道。转送了一些精密仪器，但地铁振动的影响仍然难以消除，一些学者只能在地铁停靠后半夜进行试验。
    
     2019年，距综合科研大楼1600米的地铁二期线将开通，北京大学的精密仪器将面临双面干扰的困境。劳动环境保护办公室主任张志强北京大学教务和设备管理部门认为，如果不采取更多措施减少振动，情况就不乐观。
    
     面对地铁振动干扰的科研单位不仅有北京大学，《中国青年报》、《中国青年在线》记者了解到，清华大学、中国科学院、复旦大学、南京大学、首都医科大学、郑州大学。医学院也遇到了类似的困难。中国科技大学、浙江大学和南通大学将很快修建地铁。
    
     城市地铁网络越来越密集，科研机构仪器设备越来越灵敏、精密，都是中国经济社会快速发展的标志，但是当高精度仪器与地铁线路相遇时，谁应该避开它呢矛盾。
    
     北京地铁线路发展迅速，到2020年，其总里程将近1000公里，在高峰期，将近1000列火车同时沿线行驶。
    
     在运送乘客的同时，这些火车的重量超过100吨，已经成为巨大的振动源。振动通过钢轮、钢轨、隧道和土壤，像波纹一样扩散到地表并进入建筑物。
    
     很少有人注意到这种振动对城市的影响。北京交通大学轨道振动控制实验室是中国的一个早期研究小组。他们测试的数据表明，十多年来，北京的地面振动都在地铁100米以内。AY增加了近10倍。
    
     虽然交通带来的振动强度不大，但持续时间长，不易被检测。它打破了捷克共和国的一座古教堂，倒塌，影响了巴士底歌剧院的演出，干扰了英特尔纳米级c的雕塑。集成电路板上的电路。
    
     在地铁振动中，最严重的干扰是低频振动。振动波长很长，土层不易衰减。北京大学环境振动监测与评价实验室主任雷军及其研究员NTS已经携带了地震仪来测量北京的几条地铁线路。他们发现，在更灵敏的低频精密仪器范围内，地铁100米内的地面振动强度比没有列车通过时高30-100倍。
    
     在地铁开通前，我国两所大学的公交车、铁路等引起的环境振动已接近甚至超过一些仪器规定的安全值，但大部分仪器仍能正常工作。修订了环境振动要求。相邻的地铁线路一旦开通，两所大学对振动敏感的精密仪器可能无法以更高的精度工作。
    
     很多使用者都不知道地铁振动会影响仪器。一位同事曾经发现雷军并抱怨实验室里测量岩石年龄的仪器突然不正常。老师叫工厂，左调右调，不是g。OUD维修，制造商也感到困惑。
    
     雷军问：这个异常的人什么时候开始说：从2009年开始。事实上，不是仪器坏了，而是地铁4号线开通后，振动干扰了仪器。
    
     在中国，研究地铁振动问题的专家，包括设备制造商，不到一百人。北京交通大学副教授马孟哀叹道，这是一个非常小的学术界，而且大多数专家仍然在同一个伟新集团。
    
     十多年来，雷军一直在各种场合呼吁人们关注地铁的振动，一旦有机会，他就会影响地铁的振动，这是学者和学生所不知道的。
    
     长期以来，他一直从事地震学，致力于这个寒冷的学术领域。他的家人经常劝他不要走出商界。
    
     在雷军看来，这个领域很重要。他敲桌子问：中国正在经历工业化转型，但是为什么近年来我们的科技成果是大型核心电子元件，包括芯片、光刻机、光栅板材和其他许多领域的零件加工，为什么即使我们购买了一整套国外生产线，也不能使同样的事情非常多一个原因是环境振动超标。在精度上，小精细不能。
    
     他做了两个单元的环境振动评估，一个是中国计量科学研究院，中国计量科学更高的研究中心。原场地振动严重超标。后来搬迁到常平，但评估发现，新的工地还存在一些问题，还有一个国防计量站，其环境振动超过100倍。
    
     对于专门研究环境振动的专家来说，地铁引起的微振动似乎是蝴蝶拍动的翅膀，但在对振动敏感的高精度区域，足以造成一场灾难性的风暴，从而制约一个的发展：在一毫米内画几千条直线，外部环境需要保持极高的稳定性；在系统中高速旋转的陀螺仪必须保证质心与几何中心完全重合，否则将指东西方向。
    
     像许多外人一样，雷军不知道地铁振动对精密仪器有影响。在中国，北京大学和地铁之间的激烈斗争次提出了这个问题。
    
     2003年，北京地铁4号线正式通车，将张贴在东北大门，地铁两侧分布着北京大学几所理工学院和许多重要实验室，以及数量可观的精密仪器。北京大学的研究主要集中在这些建筑中。一些学者提醒北京大学，地铁对精密仪器有影响。
    
     雷军以前曾研究过建筑物的抗震性能，都是大型的振动，很少注意微振动的影响。他收集了北京其他地铁线路的振动数据，发现问题比他想象的要复杂。
    
     因为他和同事们报道说北京大学反对地铁4号线。那时，北京大学和地铁公司反复争论两个选择：要么全部拆除北京大学，要么改建地铁4号线。
    
     直到上一次研讨会，双方仍然僵持不下。会议由北京副市长主持，并邀请了北京大学的院士和许多专家。
    
     这位院士在会上说，轨道隔离方案是可行的。他举了一个例子来说明他制定的计划，并感到这与他的手脱离了联系。
    
     北京大学的一位代表当场问他：人体手部传感器对北京大学最灵敏的电子显微镜的振动有多敏感，灵敏度是人体的几百倍。
    
     最终达成了妥协，4号线通过北京大学789米轨道段，采用世界上更先进的轨道阻尼技术，即在轨道下铺设钢弹簧浮板。上层板约50厘米厚，由钢弹簧支撑，将列车振动与道床隔开。
    
     对于火车来说，这相当于一个非常软的垫子，弹簧就会振动。北京交通大学副教授马孟（音译）告诉《中国青年报》中青网上，轨道减振技术在一定程度上达到了极限。如果较软，列车运行的安全性可能无法保证。
    
     这种浮板一般能很好地隔振，但是也有很大的缺点：由于隔振原理，它不适用于低于固有频率的振动，甚至可能放大。
    
     2009年，北京大学东门4号线开通后，马孟和他的同事们再次检验了这一理论。在Mammon看来，这种轨道阻尼措施仍然有用，以确保许多要求不那么高的仪器能够正常使用，但对于一些极其敏感的设备来说。这会加剧干扰。
    
     北京大学对此结果不满意。观察表明，西南侧大学医院的振动强度稍小。北京大学决定在该地区建一座综合研究楼，并搬运一些受影响的仪器。呃，只有大约1／3的设备被限制在场地和资金上。
    
     2011，大楼的地基已经铺设，而低层正在建设中，另一条消息是：地铁16号线将通过北京大学西门，距离综合研究楼仅200米。
    
     北京大学强烈抗议学校的精密仪器无处可动。雷军分析，造成这种尴尬局面的原因，是因为地铁公司认为减震器是成功的，不知道北京大学正计划搬马。同时，他们没有提前通知北京大学的计划。
    
     北京已经为市总院、北京交通大学、中国电子工程设计研究院、中国铁路科学院和北京大学的联合项目组拨出了数千万美元，以提出一个全面的解决方案，其中包括除了对地铁轨道进行减振、考虑低层安装外，还对综合研究楼进行了重新设计。
    
     雷军记得，在那几个月里，每星期有两三天的时间进行讨论，有几个党派经常为具体的计划而争斗，以求脸红脖子厚。数据收集和分析的多种方法导致了多方面的差异。
    
     当各方争吵时，工程突然停止。据说，北京大学校长和市长开会，双方握手良好。16号地铁后退一步，绕过西300米，丢了两个车站。
    
     中国铁路科学院研究员杨一谦是项目组的专家之一。在他看来，北京大学似乎赢了，但事实上不是。这不是一个完美的解决方案。这是双方的妥协。
    
     杨一谦认为，地铁后退可以减小对北京大学精密仪器的干扰，但这种距离往往不足以消除影响，另一方面，换线后地铁对客流的吸引力已经丧失。
    
     当时，他建议北大把精密仪器楼搬到郊区，以消除干扰。但对于许多北大教师来说，这样的建议很难接受。杨一谦可以理解，毕竟北大是个建校的。
    
     他和雷军都同意避免这种矛盾和冲突，在规划时应谨慎。新规划的地铁线应尽可能避免高技术地区对振动敏感，新建的高技术地区应位于无苏的郊区。尽可能地离开。
    
     目前，问题的症结在于科研院所的精密仪器往往是先购买的，而地铁规划方案制定时没有考虑相关影响。
    
     杨义谦熟悉国外相关法律法规，日本有专门的振动法，美国轨道交通环境影响评价标准中涉及振动敏感设备。
    
     两国也吸取了教训。东京大学已经暂停了整座有弹簧的建筑，但仍不能消除振动。美国华盛顿大学在轻轨通过校园时采取了轨道减振措施和降低车速，但是15座敏感建筑中的五座仍然超过了振动极限。
    
     减振是一个世界性的问题。避免地铁的更好办法就是避开它。雷军经常以日本筑波科学城为例。这座聚集了日本科学家的城市建于1963年，直到40多年前才向地铁开放，距城市2.5公里。
    
     中国市环境振动污染防治法律尚无定论。虽然《环境保护标准》对住宅、办公楼、医院和学校的振动对人的影响作了规定，但对精密仪器没有干扰。地铁规划方案进入环境影响评价阶段。
    
     最近，生态与环境部颁布了《城市轨道交通环境影响评价技术导则（征求意见稿）》。
    
     杨一谦还发现，环保工作者在态度上存在差异，有人认为这一问题是环保部门自然而然地规定的，也有人坚信这个问题不会重演。
    
     由于缺乏相关的评价标准，导致对穿越科研机构和工业园区的地铁方案考虑不足。一些省会为了方便患者出行，在地铁规划中专门设立了一个地铁站。大学附属医院，没想到让一些体检设备不能正常使用。
    
     发现潜在问题时往往很晚。一旦一个特定的地铁计划被批准通过多个层，几乎不可能移动100米。
    
     这经常引起大学和地铁之间的冲突。15号线原本打算穿清华大学，但遭到清华大学的强烈反对。最后，15号线只进入清华学校120米，与4号线没有连接，形成换乘站。
    
     早在1955年，清华大学就改变了铁路线。京漳铁路位于清华校区的同一侧。振动严重干扰了科研工作。在清华的斗争下，铁路向东移动了800米。
    
     并不是所有的大学都有很强的谈判能力。985所大学没有考虑太多，他们直接在同意书上盖了章。一些大学遭受了损失，不愿意向公众开放。
    
     直到地铁方案成为现实，其他减振措施也只能采用。中国电子工程设计院有限公司已为复旦大学、南京大学等受地铁影响的大学制定了减振方案。
    
     振动技术研究中心工程师左汉文对记者说，目前更好的解决办法是综合减振。除在轨道下铺设钢弹簧浮板外，在仪器楼施工初期还安装有弹簧支撑的隔振支架，如果已完工，则减振平台只能安装在各仪器的下方。费用将大大提高。
    
     16号线开通后，北京大学只能采取第二种方案。北京大学实验室和设备管理部环境保护办公室主任张志强估计，更先进的空气弹簧阻尼器大约要花费1200万美元。在大学里需要几十个这样的阻尼器。
    
     北京大学更先进的电子显微镜将来将配备先进的减震器，目睹德国先进的浮选板、繁琐的建筑物维修和昂贵的地铁线路的改变。没有人能保证。
    
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