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。     

联合InSAR和质量守恒法估计西藏贡觉地区雄巴滑坡厚度

滑坡厚度是灾害风险评估和防控的关键参数。传统的滑坡厚度估计方法只能确定滑坡体局部稀疏点的深度,无法反映整个坡体深度分布情况,且存在探测成本高、效率低等问题。基于此,提出了一种联合合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和质量守恒法估计平移式滑坡厚度分布的方法,并将其应用于西藏贡觉地区雄巴滑坡。使用时序InSAR技术分别计算Sentinel-1A升轨、Sentinel-1A降轨和ALOS-2升轨影像的一维雷达视线向(LOS)形变速度场,联合SAR成像参数与滑坡空间几何关系构建坡面坐标系,解算得到滑坡沿坡面的三维形变场; 在此基础上,联合InSAR三维形变场和质量守恒准则估计滑坡厚度。实验共收集了覆盖雄巴滑坡的140景Sentinel-1A升轨、138景Sentinel-1A降轨和12景ALOS-2升轨数据。结果表明:雄巴滑坡总运动面积约为5.33 km²,当流变参数取值0.5时,滑坡厚度为0～109.57 m,集中分布在9～73 m,滑坡体积约3.12×10⁸ m³,估算结果与现场测量结果一致。本文提出的方法可以获取滑坡连续的厚度分布情况,可为灾害风险评估、分析与预防提供关键性数据支撑。     

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.     

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。     

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.     

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。     

金沙江结合带巴塘段滑坡群InSAR探测识别与形变特征

金沙江结合带结构破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。针对该区域开展大范围滑坡调查与监测研究,对减灾防灾具有重要意义。以金沙江结合带巴塘段为试验区,采用堆叠InSAR技术分别利用升轨、降轨Sentinel-1A卫星数据对该区域滑坡隐患开展了调查研究。在此基础上,以中心绒乡滑坡群为重点研究区,利用多维小基线子集技术获取了区域二维形变速率(水平东西向和垂直向)及二维时间序列结果。通过对4处典型滑坡体的形变时间序列结果进行分析,发现在两年时间段内安里克米滑坡、仁娘村滑坡、贡伙村滑坡1和贡伙村滑坡2水平方向累积位移量分别达到44.3、-26.6、65.3和-77.1 mm,垂直向累积位移量分别达到-30.2、-88.3、-80.9和-56.9 mm,且这4处滑坡呈现缓慢蠕滑变形趋势。通过对贡伙村滑坡2的形变监测二维时间序列与降雨数据分析发现,强降雨对滑坡变形有一定短暂影响。由于滑坡群处于地质条件脆弱地区,构造活动强烈,在强降雨条件下极易导致滑坡失稳,建议对其进行持续监测,同时该研究成果对流域内其他区域的滑坡调查与监测研究具有参考意义。     

雄安新区2012~2016年地面沉降InSAR监测

雄安新区的设立是千年大计、国家大事,地面沉降状况是关乎新区环境承载容量的重要因素。利用2012年1月至2016年11月获取的28期RADARSAT-2影像和时间序列InSAR技术,提取了雄安新区的平均沉降速率和累计沉降量,并用相近时段内的水准测量数据对InSAR监测结果进行了精度验证;对雄安新区地面沉降的原因进行了分析,并对雄安新区地面沉降危险性情况进行了评价。结果表明:雄安新区约78%的面积处于地面沉降轻微区（沉降速率小于每年10 mm）,地面沉降危险性评价为较严重和严重的地区都集中在雄县,面积合计67.9 km²,占雄安新区面积的4.38%;雄县地面沉降主要是地热资源开采及塑料包装业采用地下水所致。研究结果对雄安新区的建设与发展具有参考价值。     

基于SBAS-InSAR技术的舟曲县潜在滑坡灾害早期识别及降水相关性分析

近年来,甘肃省舟曲县白龙江两岸古滑坡的发育复活呈现活跃趋势,下游已经开发建设的大量民用设施受其威胁,因此这些滑坡的早期识别成为该地区地质灾害预防需要关注的重要课题。基于Sentinel-1A降轨SLC数据,采用SBAS-InSAR技术,对舟曲县,尤其是白龙江沿岸滑坡灾害隐患进行早期识别,获取舟曲县潜在滑坡灾害点列表,并划分其风险等级,重点分析大蠕滑量的四个典型滑坡的时序形变过程,总结舟曲县滑坡发育与降水之间的相互关系,研究结果表明：舟曲县白龙江干流及支流河谷区西北-东南方的老滑坡体均发生了一定程度的滑动,共识别出高风险等级坡体8个,分别为寺儿沟、立节北山、杭嘎村、锁儿头、三眼峪、南峪、大川乡—两河口及曲告纳乡滑坡,严重威胁15个村镇的居民生命财产安全。其中锁儿头、三眼峪和南峪滑坡的形变最为严重,对其重点分析的结果显示,监测时段内平均形变速率达-80.1421.48mm/y,形变量达-482.01493.31mm,坡体在未来复发的可能性较大,而且,近年来逐渐增加的降水更有可能促使其提前复发。舟曲县典型滑坡的后缘形变与降水量具有一定的相关性,滑坡的发生受降水影响极大,同时,地质构造、地形地貌、地震、地层岩性等也对滑坡的发生具有一定影响。     

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。     

Influence of Underground Mining on Ground Surface and Railway Bridge Under Thick Alluvium

1 Introduction Ground surface movements, induced by under- ground mining as a kind of man-made geological ca- tastrophe, has been a major issue of geoenvironmental concern[1]. These not only destroy farm land and building structures but also influence the biological environment. Study of the pattern of mining-induced ground movements and its variation over time is very important for the protection of buildings. Up to now, some patterns of ground movement over mining areas have been known, but …     

哈尔滨市区地面沉降问题的分析

哈尔滨市区自７０年代末开始大规模开采地下水致使地下水位大幅度下降，水位降落漏斗不断扩展，漏斗中心处的部分建筑物发生不同程度的裂缝和变形，个别路面发生不均匀沉降。本文对哈尔滨市区可能产生的地面沉降问题进行初步分析，并提出有关防治措施的建议。     

Land subsidence induced by groundwater extraction and building damage level assessment - a case study of Datun, China

As in many parts of the world, long-term excessive extraction of groundwater has caused significant land-surface subsidence in the residential areas of Datun coal mining district in East China. The recorded maximum level of subsidence in the area since 1976 to 2006 is 863 mm, and the area with an accumulative subsidence more than 200 mm has reached 33.1 km2 by the end of 2006. Over ten cases of building crack due to ground subsidence have already been observed. Spatial variation in ground subsidence often leads to a corresponding pattern of ground deformation. Buildings and underground infrastructures have been under a higher risk of damage in locations with greater differential ground deformation. Governmental guideline in China classifies building damages into four different levels, based on the observable measures such as the width of wall crack, the degree of door and window deformation, the degree of wall inclination and the degree of structural destruction. Building damage level (BDL) is estimated by means of ground deformation analysis in terms of variations in slope gradient and curvature. Ground deformation analysis in terms of variations in slope gradient has shown that the areas of BDL Ⅲ and BDL Ⅱ sites account for about 0.013 km2 and 0.284km2 respectively in 2006, and the predicted areas of BDL (define this first) Ⅲ and Ⅱ sites will be about 0.029 km2 and 0.423 km2respectively by 2010. The situation is getting worse as subsidence continues. That calls for effective strategies for subsidence mitigation and damage reduction, in terms of sustainable groundwater extraction, enhanced monitoring and the establishment of early warning systems.     

哈尔滨原机场地区道路交通的合理规划

本文在调查分析哈尔滨市主干道机动车和非机动车流量的基础上，对城市劳动出行结构进行了剖析，预测了原机场地区道路交通的动态和静态需求，并从交通组织入手，建立自行车，公共交通以及步行的分离系统，以此，以原机场地区的道路网进行了合理规划。     

利用时间序列InSAR技术对珠江三角洲主要城市进行地面变形监测研究

利用时间序列技术（TS-InSAR）对Sentinel-1A卫星2015年12月12日至2018年5月30日覆盖珠江三角洲地区的影像进行处理,反演出广州、佛山与东莞的地面变形信息.研究结果表明,研究期间广佛地区与东莞地区整体平稳,局部发生沉降,沉降点主要集中在工厂密集处与工程施工处,并对沉降原因进行了初步分析.证明了利用Sentinel-1A来监测珠江三角洲地面变形情况也可以取得良好效果.     

利用交通仿真方法进行交通影响分析

为了利用规划软件对项目产生交通影响进行定量分析,并通过仿真结果验证利用交通规划软件进行分析的精度,以TSIS软件为仿真平台,以中关村西区为例,在对比分析国内外交通特点的基础上,利用TSIS对中关村西区交通改进方案进行了仿真实验.验证了利用交通仿真方法进行交通影响分析的可行性,并通过仿真环境的动画演示功能,提出了项目周边路网的交通改进方案.     

薄壁套筒类零件磨削夹具的设计及其可靠性分析

为提高薄壁类零件的加工精度,利用蛇形弹簧受轴向力产生径向膨胀而夹紧零件的原理设计了一套薄壁套筒类零件磨削夹具.对夹具中的螺栓拧紧力矩与蛇形弹簧的轴向力之间的关系进行研究显示,当蛇形弹簧所受轴向力为5 000 N时,螺栓所需拧紧的力矩为309.46 N·m.利用Workbench软件对夹具中螺栓拧紧力矩(309.46 N·m)的工作状态进行有限元分析表明,夹具所使用的材料可满足其性能要求; 蛇形弹簧应力集中处为Φ25轴径处,蛇形弹簧过盈配合处(Φ36内径)胀紧变形为0.007 mm,最大应变为0.000 51,最大应力为101.79 MPa; 蛇形弹簧膨胀接触处为套阀阀芯变形最大处,最大径向变形量为0.002 1 mm、最大应力为25.22 MPa、最大应变为0.000 13.对夹具进行可靠性分析表明,其应力可靠度为100%.     

岩性对化学风化的影响:来自亚热带气候条件下花岗岩和安山岩的对比

硅酸盐风化被称为“地质空调”,影响着地球的长期气候变化。控制硅酸盐风化速率的影响因素有很多,包括岩性、植被、气候和构造等。为了探讨岩性单一变量对于硅酸盐风化速率的影响,选取云南省腾冲市北海湿地的数十平方千米区域作为研究对象。该区域仅有花岗岩和安山岩两种岩性出露,花岗岩流域和安山岩流域的构造活动一致,温度、降雨量、径流量等气候条件相同,植被的发育情况也完全相似。基于上述情况,对区域内采集的4个河水样品和1个雨水样品开展水化学质量平衡计算。结果表明:大气输入、硅酸盐风化和碳酸盐风化对于采样流域主量阳离子的贡献比例平均值分别为8.1%、76.5%、16.0%;采样区域内硅酸盐和碳酸盐风化速率平均值分别为5.68、9.96 t·km^-2·年^-1,大气CO₂消耗速率分别为2.68×10⁵、0.29×10⁵ mol·km^-2·年^-1;花岗岩和安山岩的风化速率分别为3.22、8.14 t·km^-2·年^-1。安山岩的风化速率是花岗岩的2.5倍,表明在植被、气候、构造等条件一致的情况下,岩性对化学风化的影响占主导地位。     

Study of “3-Step Mining” Subsidence Control in Coal Mining Under Buildings

Mining subsidence damage is the main factor of restricting coal mining under buildings. To control or ease effectively the degree of mining subsidence and deformation is essential to resolve this problem. Through analyzing both advantages and disadvantages of some technologies such as mining with stowing, partial extraction and grouting in separated beds of overburden, we used the principle of load replacement and propose a “3-step mining” method, a new pattern of controlling mining subsidence, which consists of： strip mining, i.e. grouting to fill and consolidate the caving zone and retained strip pillar mining. The mechanism of controlling mining subsidence by using the “3-step mining” pattern is analyzed. The effect of the control is numerically simulated. The preliminary analysis shows that the “3-step mining” can effectively control ground subsidence and deformation. By using this method, the ground subsidence factor can be controlled to a value of about 0.25. Coal recovery can reach 80%-90%. Coal mining without removing surface buildins can be realized and the economic loss resultin from round subsidence can be greatly reduced.