豫北安阳市区及水冶镇城市地面沉降的时间序列分析

地面沉降及其引发的次生灾害已成为我国城市主要地质灾害之一,对地面沉降进行大范围、持续、动态监测是城市智慧建设与管理、维护城市可持续发展的基础,也是预防、预警城市地质灾害发生的有力保障。PSInSAR技术克服了常规DInSAR技术的时间、空间失相干等影响,采用二维线性(或非线性)模型、时空滤波方法去除长时间观测序列干涉图中的相位噪声,对高相干点的差分干涉相位回归分析,即可获取大面积地表形变动态演化信息。本文以豫北安阳地区为实验区,对2008年3月至2009年12月近两年时间的11期ENVISAT/ASAR SAR数据进行PSInSAR处理,获得安阳地区地表沉降速率场。研究发现,安阳城区及西郊都存在明显的地面沉降,城区有龙安、殷都、北关、文峰4个区因超采地下水导致地面沉降,其中最大沉降位于文峰区,沉降速率达-38 mm/a,而西郊水冶镇因矿区地下开采而缓慢下陷形成沉降场,其最大沉降速率达-32 mm/a。     

基于SBAS-InSAR的长春市城市地表沉降及成因机理研究

随着经济的迅速发展,城市地面沉降问题已经日益严重。利用2015—2018长春市区范围内的27景sentinel-1降轨数据,采用SBAS-InSAR技术研究其地表沉降并分析成因机理。结果表明:长春城区总体呈沉降趋势,沉降成因主要来源于区域地质构造;部分区域出现较大沉降异常,其中,逯家窝堡—小高家堡—先锋屯一带最大沉降速率为23.31mm/a,绿园区的红民村附近沉降速率为21.75mm/a,地铁二号线站口乐群街、世纪大街、东方广场的沉降速率为13.26～17.68mm/a。沉降成因主要由于城建建设、地下水开采导致地质构造条件发生变化引起区域城市地面沉降。     

基于InSAR的关闭矿井地表形变监测与分析

为了获取徐州东部矿井关闭后的地表形变,利用10景降轨ENVISAT影像和72景升轨Sentinel-1A影像,基于StaMPS技术通过时间域低通滤波、空间域高通滤波和三维解缠算法获取地表形变.监测结果表明:韩桥矿关闭后地表出现抬升,最大抬升速率为34.4 mm/a;旗山矿关闭后地表先下沉,而后抬升.通过对旗山矿关闭后地表抬升位置与时间分析可知,地下水回升方向为由北向南;对韩桥矿与旗山矿地表形变分析可知,徐州东部矿井关闭后地表形变规律可归纳为受采空区或地下水等因素影响地表先下沉,至相对稳定阶段(或不存在),再到地表抬升.结合韩桥矿地下水位分析可知,矿井关闭后由地下水回升引起的地表抬升存在大约1 a的时间延迟;地表抬升与地下水回升相关性较强,相关系数为0.98.     

SBAS-InSAR技术支持下的滇西北宾川断陷盆地沉降监测与预测

滇西北宾川断陷盆地一带新构造运动活跃,滑坡、地震现象时常发生.针对该区域内复杂的地质结构及缺乏大面积的有效监测等问题,采用SBAS-InSAR技术处理覆盖宾川县断陷盆地的58景2019年1月7日—2020年12月15日Sentinel-1A影像,首先获取研究区内的整体地表形变沉降速率场,然后分析了沉降区的时空分布特征及5个典型的沉降漏斗区,并对沉降区的成因进行探究;最后随机提取沉降最严重的A区中的639个沉降点,选取其中的609个点作为BP神经网络模型的学习样本,对剩余的30个沉降监测点进行预测,并将预测结果与SBAS-InSAR监测值进行对比.结果表明：(1)宾川县断陷盆地区最大沉降速率为-117.89 mm/a,位于州城镇第二中学片区;(2)研究区内的地表沉降主要与地质结构、地下水的抽取及人类活动等有关;(3)BP神经网络模型的预测结果与SBAS-InSAR监测值的最大误差为2.451 mm,均方误差为0.18 mm,表明BP神经网络模型能够很好地预测县级城市的地表沉降.     

地铁施工塌陷的SBAS-InSAR长时序监测与早期识别

以2019年青岛市沙子口和胜利桥发生的2处地铁施工塌陷事故为研究对象,基于改进的SBASInSAR技术,利用60景Sentinel-1卫星影像数据,获取地面塌陷前后的青岛市的地表形变时序信息,分析了塌陷事故区地面形变过程与塌陷事故的相关性,提出了利用合成孔径雷达卫星遥感数据开展城市地铁施工地面塌陷监测预警的方法。通过对沙子口和胜利桥2处事故点的长时间序列地表形变监测数据进行统计分析比较,将累积形变量转化为每日平均沉降速率,提出了用于早期识别地表沉降的指标,即在1个周期（12 d）内,平均沉降速率超过0.02 mm/d,而施工预警阈值为连续观测3个周期,平均沉降速率超过0.02 mm/d。     

南水北调中线渠首深挖方膨胀土渠段边坡形变时空演化规律分析

为研究渠首深挖方膨胀土渠段边坡形变规律,采用PS-InSAR和SBAS-InSAR融合的形变监测技术,处理2017-01-11—2019-12-27间88景Sentinel-1A升轨影像数据,获取并分析两岸渠段边坡的长时序形变速度和累计形变场,测试原状土体成分,分析地表形变与土体物理属性之间的相关性,讨论降雨对边坡形变的影响。结果表明：渠段边坡年平均形变速率为10～25 mm/a,最大累计形变量约60 mm,边坡总体处于抬升状态;试验区下位原状岩土层中膨胀土主要成分为伊利石,降雨作用下边坡出现反复抬升或下沉,形变峰值与丰水期降雨量密切相关,且呈一定滞后性,边坡形变的整体趋势可用渠段边坡形变量与时间之间的回归中线表征。     

短基线集干涉技术对乌鲁木齐市城区沉降监测

城市建筑物是城市化建设主要组成部分,建筑物安全是城市建设与发展的重要前提之一.利用哨兵一号(Sentinel-1A)数据(时间覆盖为360 d),基于短基线集干涉技术(SBAS-InSAR),在分析其技术原理及工作流程的基础上,对乌鲁木齐市城区及周边地区进行了地面沉降监测实验,并对监测结果进行统计,结合地面基础资料分析了其沉降原因,实验结果表明:沉降区域多为建筑兴建、资源开采活动频繁的地区,并主要分布在米东区、水磨沟区和沙依巴克区西山附近,其中米东区和水磨沟区最为严重,沉降速率最高可达97 mm/a.     

某软土深基坑降水开挖地表沉降及影响因素分析

基于某软土地铁站深基坑工程项目,依据勘察与抽水试验数据采用有限元软件Midas GTS建立三维模型,研究渗流-应力耦合作用下基坑降水开挖过程中孔隙水压力及地表沉降变化规律,分析土体渗透系数及降水深度、降水速率等设计参数对地表沉降的影响。研究表明:基坑降水开挖使得地下水渗流路径呈降落漏斗形,基坑底部出现凹弧形等孔压线;地表最大沉降点与基坑的距离约为降水深度的1.0~0.75倍,孔压消散是地表沉降的主要因素;最终降水深度每增加1 m相应地表最大沉降量增加约2 mm,采取回灌措施比未采取引起的基坑周边地表最大沉降小26.2%。     

PSDInSAR监测地表沉降算法及应用

PSDInSAR与传统的DInSAR相比,能够克服大气效应和失相关噪声的影响。介绍了PSDInSAR监测地表沉降的原理及方法,并利用覆盖上海地区的23幅ERS 1/2 C波段SAR图像验证了算法的有效性。理论分析与实验结果表明：利用PSDInSAR算法估计出的PS点线性形变速率与实际测量数据仅相差1.2717mm/a,沉降量变化趋势与实际资料的沉降统计结果高度吻合,说明PSDInSAR用于监测地表沉降算法可靠,结论合理。     

基于InSAR技术的地表形变监测与影响因素分析

地表形变引发的地质灾害屡见不鲜，尤其是在城市区域，其严重阻碍了城市化的可持续发展。为了评估城市地表形变引发地质灾害的风险，高时间空间分辨率的地表形变监测分析变得尤为重要。本文基于2019年1月至2021年1月的Sentinel-1A卫星影像，利用SBAS-InSAR以及PS-InSAR技术获取南昌市地表形变的时间序列，并结合小波周期分析和灰色关联度分析评估形变区域与气候环境的相关性。研究表明，南昌市的中心城区受到城市建设和黏土层厚度的影响，表现出大范围的沉降信号；东南部的农业生态地区由于地下水的补充而表现出抬升的信号。周期分析进一步表明南昌市地表形变皆受降水量变化的影响。本研究结合外部数据，从多个角度考察了地铁线路在变形幅度较大的地区发生沉降灾害的可能性，为防灾减灾提供参考。     

济阳坳陷青城凸起的形成与演化

为明确济阳坳陷青城凸起的形成演化过程,基于三维地震、钻井等资料,运用断层活动速率法和平衡剖面法,结合磷灰石、锆石裂变径迹等低温热年代学证据,揭示了青城凸起构造特征及演化过程.认为青城凸起的形成经历了多期构造抬升,而不是新生代单一构造作用形成的凸起.结果表明:青城凸起的形成体现出了多期次、多性质、多方向构造作用的叠加演化,早、中三叠世青城凸起及周缘地区表现为整体沉降,晚三叠世受挤压变形而整体抬升剥蚀;早—中侏罗世为弱挤压期,具充填-披覆式特征,古地温为137℃;晚侏罗世—早白垩世初在多向汇聚挤压的远程效应影响下整体挤压抬升,冷却速率为1.55℃/Ma;早白垩世在北西向的滨西—平南断层伸展作用下发生构造沉降,升温速率为1.21℃/Ma;晚白垩世整体挤压抬升,发育挤压背斜构造,冷却速率为1.83℃/Ma;古近纪高青断层、花沟断层开始活动,青城凸起在断块翘倾抬升作用下继续抬升,东营组沉积末期受东营运动影响发生了构造抬升剥蚀,冷却速率为5.66℃/Ma;新近纪—第四纪青城凸起及其周缘地区拗陷沉降.     

随机介质理论在地下厂房沉降研究中的应用

基于随机介质理论模型,对地下工程开挖引起岩层和地表移动规律进行了分析.认为地下工程开挖引起岩层颗粒运动符合随机介质运动规律,提出了地下工程开挖地表沉陷三维计算模型,并以冶勒水电站地下厂房开挖所引起地表沉陷特征进行了具体分析,并将计算结果与实际观测数据进行对比分析,表明水平移动位移、变形均较小.又因地下厂房开挖较深,水平移动规律不如上层塌陷明显,且地表最大观测沉降值约为200mm,而最大计算值约为370mm;在地下厂房顶部,最大观测沉降值约为400mm,最大计算值约为440mm.最大水平移动计算值为100mm.数值计算的结论较为精确、可靠,显示出分层影响传递规律,并最终影响到地表.     

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

为了研究大连地铁202标段促进路站—春光街站暗挖区间人工素填土地段单双线隧道施工地表沉降规律,通过现场实测和数据分析整理的方法,在地铁隧道开挖期间建立了地表沉降监控量测测站,运用精密水准仪进行3个月的监测,监测结果表明浅埋暗挖隧道在开挖期间地表沉降最大位置处于隧道中心线的正上方,沉降量约为25.66～31.82 mm.提出了距跨比β的概念,距跨比β的有效工程取值范围-4＜β＜4,地表沉降与距跨比β密切相关,其中-2＜β＜2地表沉降剧烈阶段,约占整体变形的67.5～77.6％,沉降速率约达0.84～0.93 mm/d.建议应加强监测频率,增加现场巡视.现场测试结果与文克尔地表沉降计算模型相吻合,监测成果对大连地铁及类似的浅埋暗挖隧道建设有借鉴作用.     

修正的Peck公式在常州地铁隧道施工地表沉降预测中的应用

本文以常州地铁项目部实测数据为依据,运用数学方法进行拟合,并结合实测数据对Peck公式进行修正,修正参数为地表最大沉降值和沉降槽宽度。得出了适应常州地区的Peck公式。结果表明:通过实测数据来分析得出地表最大沉降值修正范围在0.172 4~0.442 3,沉降槽的修正范围在0.556 4~0.746 1时,在运用Peck公式预测盾构施工引起的地表沉降时,和真实结果较为接近,且与原始Peck公式相比,预测结果更为可靠。     

地铁车站明挖深基坑围护结构变形规律分析

以绍兴地铁2号线车站基坑工程为实例,通过对地连墙水平位移、支撑轴力、地表沉降现场监测数据的分析,得到绍兴地区基坑工程围护结构的相关变形规律并给出相应的控制措施。结果表明：墙体水平位移基本呈内凸型模式,最大侧移在40～60 mm之间,基坑地表沉降呈凹槽形模式,其地表沉降主要集中在50～80 mm左右。地连墙最大侧移δ_hm在(0.05%,0.37%)H范围内,平均值为0.21%H;地下连续墙最大侧移点埋深δ_hm主要落于(0.69%,0.94%)H范围内;墙后最大地表沉降δ_hm范围在(0.01%,0.5%)H内,平均值为0.26%H。     

PS-InSAR技术在昆明长水机场地面形变的监测应用

为了研究昆明市长水国际机场及其周边区域的地表形变,本实验利用永久散射体干涉技术(Permanent Scatterers InSAR,PS-InSAR)和37景Sentinel-1数据,并通过GIS方法绘制形变场,得到了研究区2015年至2017年间的地表沉降信息。实验结果发现,研究区域内普遍存在速率在mm/a之间的微小形变,但并未发现明显的高速率形变场。     

桂南钦防构造带两侧中新生代差异隆升的磷灰石裂变径迹证据

运用裂变径迹年代学方法对桂南钦防构造带两侧的8个样品进行磷灰石裂变径迹（AFT）分析,结果表明：构造带南东侧4个样品中有3个样品的磷灰石裂变径迹年龄在（44.5±2.3）～（53.2±5.7）Ma,样品磷灰石裂变径迹年龄相对较年轻,44.5～66.2Ma期间的隆升速率为0.007～0.012 mm/a,47.4 Ma以来平均剥露速率为0.095 mm/a,平均隆升速率0.095 mm/a;而构造带北西侧的磷灰石裂变径迹年龄在（58.2±3.70）～（63.1±4.93）Ma,年龄较老,61.5 Ma以来平均剥露速率为0.073 mm/a,平均隆升速率为0.084 mm/a,反映出自始新世以来,钦防构造带两侧存在有较明显的差异隆升过程。此外,裂变径迹年龄的平面分布格局和热模拟结果表明,钦防构造带两侧自晚白垩世以来的构造活动并非是整体统一抬升的过程,而是表现为北西侧先隆升、南东侧后隆升的演化规律。反映了区域性的差异隆升作用由北西向南东具逐渐增强趋势。     

西安地铁隧道穿越饱和软黄土地段的地表沉降监测

以西安地铁一号线朝阳门站—康复路站区段饱和软黄土地铁隧道为研究对象,通过施工期现场地表沉降变形监测,分析了在饱和软黄土特殊地层条件下隧道浅埋暗挖法施工引起的该区段地表沉降变形规律以及地表沉降槽分布特征。结果表明:在饱和软黄土隧道开挖时,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降可分为沉降微小阶段、沉降显著发展阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段; 单线隧道开挖后的最大地表沉降量为18.89 mm,双线隧道开挖后的最大地表沉降量为36.4 mm; 已开挖隧道对围岩土体的扰动作用使得后开挖隧道的地表沉降发展较大; 双线隧道的地表沉降槽宽度接近单线隧道沉降槽宽度的2倍,因此可以将其近似为单线隧道地表沉降槽宽度与双线隧道轴线中点距离之和; 单线隧道开挖后地表沉降槽宽度为8.4～9.3 m,双线隧道开挖后地表沉降槽宽度为16.2～17.5 m; 隧道开挖施工的沉降槽宽度参数为0.435～0.467,单线隧道开挖后的地层损失率为0.765%～1.324%,双线隧道开挖后的地层损失率为1.231%～2.200%。     

无内衬地下连续墙的变形影响及控制

以上海市延长路地铁车站为依托工程,选取典型的无内衬地下连续墙水平位移监测点、轴力监测点和地表沉降监测点,根据其在车站内部结构施工不同阶段的最大位移时程曲线、轴力变化情况及地表沉降曲线等,分析了无内衬墙结构的变形特征,即基坑开挖阶段变形最大,中板施工完毕后,变形逐渐稳定.根据周围管线和建筑物的沉降、倾斜时程曲线,分析了无内衬墙变形对周围环境的影响,即基坑开挖阶段,管线沉降速率最大,建筑物倾斜明显,结构施工阶段,管线沉降速率、建筑物倾斜逐渐减缓至稳定,这与无内衬墙结构的变形规律相吻合.     

江苏东部海相软土路基沉降速率控制标准讨论

论文总结了江苏省东部沿海地区某高速公路的预压期和路面施工期的路基沉降速率变化情况,并结合规范中高速公路工后沉降的标准,提出了该地区高速公路的路基沉降速率控制标准。分析认为路基沉降速率控制标准目前常用的控制标准较为笼统,对于一般路段显得过于保守,而与桥台与路堤相邻处的工后沉降控制标准较为吻合。