InSAR技术在地形测绘中的应用

文中主要阐述了InSAR干涉雷达技术在地形测绘中的一些应用。首先介绍了InSAR干涉测量技术、差分干涉测量技术、永久散射体技术、极化干涉测量技术的原理与应用,并对目前SAR在地形测绘中存在的问题进行了分析,对应用的前景进行了展望。     

D-InSAR技术用于水西沟火区地表沉降的分析

为掌握准南煤田水西沟火区地表沉降变化规律,采用差分干涉测量方法,对2014年10月至2015年10月Sentinel-1数据进行处理,获得11组干涉图、差分干涉图、去平地效应图、相位解缠效果图和地面形变图.对比分析了2014年和2015年沉降分布图像,结果表明火区地下煤火燃烧导致的沉降范围大体一致,沉降高低值呈现相似规...     

INSAR在地质灾害监测中的应用

文中综述了遥感卫星合成孔径雷达(SAR)干涉测量及差分干涉测量的基本原理.针对近年来国外InSAR在地质灾害监测方面的研究,重点讨论了有限数据条件下低相干地区地表形变监测关键问题.     

基于D-InSAR的地表沉降监测技术应用

挑选了2012年11月—2012年12月RADARSAT-2 C波段雷达数据,利用合成孔径雷达差分干涉测量技术进行西石门矿区地表沉降监测研究。通过“双轨法”进行差分干涉处理,获得了研究区内的沉降带分布情况和最大沉降量,表明了差分雷达干涉测量技术监测地表微小形变的可行性,并得到了影响最终结果的误差因素。最后解释了研究区的地表沉降原因,提出了预防对策。     

基于DBD-Net的InSAR矿区开采沉陷盆地检测方法

目前通过合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)检测开采沉陷盆地主要依靠地下开采资料或人为目视解译,针对这一问题,提出一种针对大范围InSAR干涉图的开采沉陷盆地检测网络(Deformation Basin Detection Network, DBD-Net);同时,为了训练该网络,利用矿区的真实差分干涉图数据和模拟干涉数据建立了开采沉陷盆地样本库,在神东矿区和兖州矿区各选取3幅不同时间基线的差分干涉影像对网络性能进行验证。结果表明：DBD-Net在大范围InSAR干涉图中对开采沉陷盆地的平均检测准确度为81.87%,漏检和误检区域大多是噪声严重污染和特征不明显的区域。     

利用ALOS卫星数据进行矿区开采沉陷观测及研究

使用监测梯度相对较大的ALOS卫星数据,以陕西彬长矿区为研究区域,对该区域的ALOS雷达影像进行差分干涉数据处理,获得了该区域的差分干涉图、沉降分布图,在此基础上,进一步对形变数据进行处理,裁切出矿区40301工作面的沉降值,探讨地表沉降对工矿区的影响及灾害防治。     

融合D-InSAR技术与ArcGIS软件 的矿区开采沉陷监测

合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）存在卫星重访周期较长的不足,导致矿区开采沉陷监测精度不高,难以适应矿区开采沉陷动态监测的要求。为此,以双鸭山某矿区为例,将D-InSAR技术与ArcGIS软件进行有机结合进行开采沉陷监测分析。首先选择该矿区2014年10-11月3景C波段TerraSAR影像作为干涉影像数据,构成了3个干涉影像对;然后针对In-SAR干涉影像存在的基线误差、大气误差、地形误差以及时间失相关等,以GAMMA软件为平台,通过精细二轨D-InSAR模式,进行干涉影像对配准、基线估计、相位解缠处理,提高D-InSAR干涉影像精度;最后将D-InSAR差分干涉影像与开采平面、开采计划以及水准测量数据进行叠加,分析矿区开采沉陷区域的空间动态分布位置,并将D-InSAR差分干涉影像导入ArcGIS软件对矿区开采沉陷进行定量分析。研究表明：干涉影像对1、2、3的时间间隔分别为11,22,33 d,期间矿区的最大沉陷量分别为40,41,45 mm,平均沉陷量为0.86 mm/d,区内同期水准测量获得的沉陷量平均为0.92 mm/d,可见,融合D-InSAR技术与ArcGIS软件的开采沉陷监测方法有一定的精度。     

基于极化方向角的地形坡度的估计

SAR数据处理中,地形坡度信息是重要的地形参数。利用SAR影像提取地形坡度的主要方法分为雷达干涉测量(InSAR)和雷达极化(PolSAR)测量,其中雷达极化测量包含正交双轨道全极化SAR测量和单轨道全极化SAR测量。文章结合极化方向角及Lambertian后向散射模型得到的距离向坡度与方位向坡度之间的关系,从而反演方位向与距离向坡度。实验选取了覆盖青海省治多县的两景全极化ALOS-PALSAR数据进行实验。结果表明:反演得到的地形坡度与利用InSAR技术得到的地形坡度能较好地吻合。     

双轨D-InSAR在矿区地面沉降监测中的应用

合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar,D-InSAR)已成为监测矿区地表沉降的有力工具之一。文章选取2景2004-12-26—2005-01-30覆盖济宁矿区的C波段的ENVISAT ASAR影像作为干涉对,首先对整景影像进行差分干涉处理,得到D-InSAR一系列结果图,然后选取沉降明显的葛亭矿区进行精细化研究,结合GIS软件叠加数字正射影像图DOM、开采平面图和矿区边界图等进行空间分析。结果表明:双轨D-InSAR技术可以对矿区的沉降分布进行有效的探测与定位,且能对矿区的沉降程度进行监测。     

基于D-InSAR技术的老采空区残余变形监测

介绍了差分合成孔径雷达(D-InSAR)技术的基本原理,并以徐州某老采空区为例,对其雷达影像数据进行二轨差分干涉处理,获取其地表形变场。研究表明,D-InSAR技术可以应用于监测大面积的老采空区残余变形。     

应用离散元法分析采矿引起厚松散层变形的特征

介绍了利用离散元法模拟分析从采集到基岩垮落至厚松散层变形的过程,分析了厚松散层的变形特征与开采充分度、采厚、松散层厚度和松散层岩性等的相关关系。认识到对永久性非充分采动,相关建筑物保护煤柱可适当减小。厚松散层内部移动边界有明显的曲线特征,应选用分段或曲线形式设计建筑物保护煤柱。厚松散层厚度越大则移动角越小,一次采高大则松散层变形量大。     

基于弹性基础梁理论的冻结壁和冻结管变形与受力分析

冻结段掘砌过程中,冻结管的变形受力位移取决于冻结壁的变形,而施工段附近,冻结壁的变形受力不符合通常按平面问题处理的厚壁筒理论要求。提出了分析施工段附近冻结壁的弹性基础梁力学模型,分析推导出基于弹性基础梁的冻结壁变形位移计算表达式,并通过实例计算与实测结果分析对比,较全面地考虑了冻结壁及中部未冻土的力学性质、冻结壁的几何尺寸、掘砌施工段高、无支承段高、泡沫塑料可缩层、混凝土井壁的支承作用等因素,较好地反映了施工段附近冻结壁的受力和变形情况,并把冻结壁变形和冻结管的弯曲联系起来,为研究冻结管的变形和破坏提出新的计算方法和途径。     

急倾斜煤层大段高综放开采围岩变形监测研究

为研究急倾斜煤层大段高综放开采条件下围岩变形破坏的规律,对新疆碱沟煤矿+564m水平22m大段高工作面回采巷道、顶底板及顶煤体进行了围岩变形量监测。监测表明:工作面前方20m范围内,回采巷道顶底板变形量明显大于两帮变形量,但均在可控范围内;不同层位顶煤体完全垮落时距煤壁距离不同,从而保证支架在走向方向上承受上方顶煤体完全破坏后的部分压力;顶底板岩层的垮落区域均位于煤壁较后方采空区内,避免了工作面区域围岩大范围垮落的影响。研究为大段高开采条件下工作面的安全高效生产提供了基础依据,并为进一步提高工作面分段高度作了有益的尝试。     

液压支架试验台活动梁插销孔位置优化

液压支架试验台是液压支架出厂检验和型式试验的重要设备,立足于对插拔销式活动梁的销轴孔位置的优化,针对销轴孔竖直方向不同位置进行仿真,得到随着销轴孔位置变化的最大等效应力和最大位移曲线。容易看出,在销轴孔中心距离底面410 mm时最大应力值最小,而随着销轴孔位置的提高,最大位移值越来越小。由于最大位移量的变化比较小,即对试验台刚性影响有限,得出,在不考虑其他设计因素的前提下,销轴孔中心距离底面的最优距离为410 mm。     

采空区覆岩破坏变形特征研究

以成庄矿4322综采工作面为工程背景,采用分析软件RFPA 2D对该工作面采空区覆岩破坏变形特征进行了数值仿真模拟研究。结果表明:受采矿应力大小、类型及分布等差异性影响,导致不同层段覆岩垮落、裂隙发育程度及类型、裂隙发育高度不同,并在采空区覆岩自下而上依次形成“垮落带、裂隙带及下沉弯曲带”等三个特征明显的采矿破坏变形带。采空区稳定形成后,垮落带最大发育高度达24 m(约3~4倍采高),裂隙带最大高度可达56 m(约9倍采高)。     

尾矿坝稳定性物理模型试验研究

以西石门铁矿生产的尾矿砂作为试验材料,通过自行研制的尾矿坝物理模型试验装置,按照室内小比尺堆积尾矿坝模型。加压试验导致坝体内产生高孔隙水压力,而浸润线上升幅度及影响范围较小,表明由于坝体继续堆高引起尾砂液化从而导致坝体失稳的风险不大。坝体位移监测结果表明尾矿坝中部变形最大,该区域为尾矿坝体失稳及采取工程措施的关键部位,坝体稳定存在1个临界高度,当超过其高度会使变形急剧增大,引起坝体失稳。因此在实际工程中应充分重视这一临界高度,并采取相应的工程措施。     

采高变化对覆岩移动变形的影响分析

以河南新登煤矿31071综采工作面为工程背景,建立覆岩移动变形的Flac3D数值模拟计算模型,研究开采不同采高条件下覆岩位移及应力的变形破坏情况。结果表明：上覆岩层的塌落带、裂隙带范围相应增大,且变化明显,同时,煤层顶板上方应力得以重新分布的距离随着采高增大也逐渐增加。     

水浸湿下高填筑体湿化变形数值分析

该文对一高填筑体在不同的填筑干密度及不同浸湿水位下,湿化引起的填筑体应力变形进行了数值模拟,结论认为湿化作用可使浸水土体产生较大的附加沉降;土体密实度高,产生的附加沉降小。对高填方工程,特别是碾压不密实时,湿化引起的沉降和不均匀沉降不可忽视。     

基于小角X射线散射构造煤孔隙结构的研究

为研究不同变形程度构造煤的孔隙结构特征,采用小角X射线散射(SAXS)和低温氮吸附相结合的方法,分析了重庆中梁山南矿不同类型构造煤的孔径、孔体积、比表面积和表面分形维数等参数的变化规律。SAXS研究结果表明,随着煤的变形程度增强,X射线散射强度增大,煤中微孔比例增加,最可几孔径减小,孔隙表面分形维数增大,这与低温氮吸附的结果一致。但由于两种方法的测试原理不同,SAXS所测孔隙比表面积高出低温氮吸附结果 1~2个数量级。     

大采高工作面沿空掘巷合理位置模拟与应用

根据大采高沿空掘巷的力学环境建立了窄煤柱的弹塑性力学模型,运用求解非线性大变形问题有限差分法（FLAC^2D4．0）程序,初步得到了大采高面窄煤柱内的塑性场、位移场和应力场分布规律．研究结果表明,大采高窄煤柱内塑性区呈上大下小的倒斜梯形,范围达4～6m,巷道两帮水平位移呈不均匀不对称的移动规律,距采空区一侧边缘7m为支承应力远边界,是巷道布置的合理位置,实际应用效果比较明显．