苏州市地面沉降过程的模拟与预测

利用数理统计模型处理苏州市地面沉降观测数据,研究苏州市地面沉降在时空上的变化特征,并预测未来发展趋势。结果表明,苏州市地面沉降在空间上具有区域性特征,沉降幅度由北向南减小;在时间上有阶段性特征,沉降幅度逐渐变小。未来苏州市地面沉降将进一步趋缓。     

基于小基线DInSAR技术的典型地区沉降监测

为了有效地监测城市地面沉降情况,以2003—2010年该区52景ASAR数据为研究对象,利用小基线DInSAR技术方法,通过连接、干涉、解缠、轨道精炼和去平、反演、二次反演、地理编码等步骤,对反演出的实验区2003—2010年的形变速率进行时序序列分析。结果表明:实验区地面抬升沉降主要分布在A区、B区、C区、D区(最大沉降速率达到每年11.1 mm),抬升区域主要分布在A区和D区(最大抬升速率达到每年9.2 mm),其余大部分地区的沉降和抬升速率不太明显。通过与以往的沉降研究成果进行对比,验证了该技术在地面表沉降监测中的可靠性和准确性,为后期研究及预测实验区地面沉降及抬升提供理论依据。     

基于永久散射体雷达干涉测量技术的北京市地面沉降研究

地面沉降是北京平原区主要地质灾害之一,在过去的几十年中,其沉降范围和幅度逐年扩大．文中采用永久散射体干涉测量技术（PS-InsAR）进行检测、监测该地区地表形变特征．通过分析时间序列的干涉测量结果发现,该地区地面沉降存在构：造控制的特性,尤其是在北部沉降区．揭示了北京市第四纪顺义凹陷与沙河凹陷地区地面沉降趋势及范围受黄庄-高丽营、南口孙河断层控制．同时将PS-InSAR提取的地面沉降等值线与粘性土厚度分区结果对比分析发现,该地区地面沉降多发生在粘性土厚度大于50m的地段范围内,沉降中心多数位于粘性土厚度大的地区．     

基于SBAS和IPTA技术的京津冀地区地面沉降监测

京津冀位于华北平原北部地区,地下水的长期超量开采,造成了严重的区域地面沉降,对京津冀区域进行大范围地表形变监测已经成为一个值得关注的问题.基于相邻条带的RADARSAT-2数据,结合小基线集干涉测量技术和干涉点目标分析技术,获取京津冀地区2012-2016年地面沉降场时序信息.基于监测结果对研究区地面沉降发育情况进行初步探讨,并对沉降漏斗的时空演化特征进行分析.研究发现,京津冀地区发生地面沉降的区域较多,地面沉降不均匀性特征明显,地面沉降发育最严重的地区位于北京金盏一带,最大沉降速率达到130 mm·a~(-1);在多个沉降漏斗中,北京金盏沉降漏斗、天津王庆坨沉降漏斗发育最为严重,累计沉降量分别达到661 mm,658 mm.衡水市阜城县、景县沉降漏斗扩张趋势最为剧烈,累计沉降量大于200 mm的面积达到1494 km~2.     

北京东部区域地面沉降现状及其发展趋势预测

东部沉降区是北京地面沉降比较严重的沉降区之一.该区域是北京市未来发展的重点地区之一,包括了CBD及其东扩区,通州新城.通过对该区域内大量地面沉降历史观测数据、地下水位历史观测数据以及近几年的监测成果进行整理,分析总结了该区域内地面沉降发生、发展的特点及规律,并建立了适用于不同地层在多层地下水动态变化条件下的地面沉降计算方法,编制了计算程序.分析与计算结果表明:1)研究区的地面沉降总体上呈现自西向东,自北向南发展的趋势,由一个沉降中心逐渐出现多个沉降中心.2)近几年研究区的地面沉降呈现出沉降面积迅速扩大、沉降速率加快的发展趋势.3)未来5年内研究区西部地区地面沉降比较稳定,地面沉降继续向东部与南部移动.     

基于高级InSAR时序分析方法的高速公路沉降分析

利用一种新的分析方法 FRAM-SBAS时序分析方法,对兖州地区的ALOS PALSAR数据进行分析,研究该地区的高速公路沉降。FRAM-SBAS时序分析方法是一种融合了多种In SAR误差源校正方法的短基线集时序分析策略。利用Envisat数据,使用FRAM-SBAS时序分析方法获得的济宁地区在2008-09-21~2010-07-18期间地表的时序变化,得到了很好的研究结果,济宁地区最大时序沉降量为60 mm,最大沉降速率达到50 mm/a。高速公路路段最大沉降量达到53 mm,最大沉降速率为32 mm/a。而且高速公路沉降严重的路段均在地面沉降严重的区域,从而证明了矿区开采和车辆载荷对高速公路沉降的影响,同时也证明了该时序方法在地面及高速公路沉降监测方面的可行性。     

地面沉降经济损失探讨

地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失,是地质环境系统破坏所致的结果。地面沉降具有生成缓慢,持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。国内外大多数地面沉降主要是不合理开采地下水资源所造成的。但也有构造沉降、加荷沉降以及多种因素复合型沉降。目前世界上已有50多个国家和地区发生地面沉降,较严重的国家为日本、美国、墨西哥、意大利、泰国及我国。我国已有96个城市和地区发生不同危害程度的地面沉降,较严重的地区有上海、天津、台北、宁波以及华北平原。由于地面沉降造成地面高程失真,影响防洪、危害交通(铁路、公路、水运)建筑物倾斜甚至倒塌、水管断裂、地面积水、农业减产等重大不良现象,致使造成巨大经济损失。     

基于InSAR和指数分析的地面沉降风险评估与预测——以城市密集高层建筑区为例

传统的沉降风险评价依赖于实地测量监测技术,即使是一系列的观测点数据也难以直观地表现一定区域内地面沉降的空间分布,而有着大范围、高密度、时效性优势的基于合成孔径雷达差分干涉技术(In SAR)的地面沉降监测手段可以更加方便地提取范围内地表形变速率或形变量。通过D-In SAR和PS-In SAR技术分析sentinel-1A数据分别得到地面累积沉降量和年沉降速率信息,运用模糊层次分析法建立易发性指标,结合Python代码设计的ROC曲线利用其ACU值进行检验易发性模型的有效性;通过危险性指数法利用不同程度的降水情况获取失稳概率,得到不同降雨工况下的危险性指标,为定量的沉降易发性评估提供了依据。     

苏州地区地面沉降地星载合成孔径雷达差分干涉测量监测

利用欧洲空间局ERS－1／2获取的苏州地区1993－2000年SAR数据，通过差分干涉测量处理，得到1993－1995，1995－1998和1998－2000年苏州市地面沉降场测量值，地面水准测量数据的验证分析表明，差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0．943，标准误差均值为0．1706，雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况），文中以7个水准测量基准点为例，分析上述3个时段的地面沉降速度，其总体趋势反映苏州市地面沉降速度趋于减缓，说明近年苏州的地面沉降得到了有效的控制。研究结果表明，SAR差分干涉测量技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势，同时可用于其他类型城市地质灾害的监测。     

我国主要地质灾害(下)

本刊上期介绍了我国主要的地质灾害——崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷的情况,本期对地面沉降等地质灾害介绍如下: 地面沉降和地裂缝地面沉降是我国平原和滨海地区广泛发育的地质灾害。从成因上看,绝大多数是由于超量开采地下水所致,有些地区还有其他成因,如地壳运动、石油开采等,但同时都伴随有地下水过量开采的因素。地面沉降、地裂缝在50年代初期,仅在个别省和城市发现,至90年代,上海、天津、江苏、浙江、陕西等16个省(自治区、直辖市),共46个城市或地区发生了地面沉降地质灾害,沉降总面积达4.87万平方公里。从发展趋势上看,以     

天津塘沽地区地面沉降商榷

天津塘沽区是我国目前年沉降量最大的地区。本文在对本区地面沉降剖析的基础上,对沉降量进行了理论估算,并通过对开采地下水的力学效应以及地下蓄水空间的分析,提出了控制地面沉降的施措。     

廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系

通过收集廊坊城区水文地质条件、地面沉降监测等资料,分析地下水漏斗变化和地面沉降发展情况,研究廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系。首先,深层地下水是廊坊城区的主要水源,2001—2015年供水量呈整体上升趋势,其中生产用水和家庭用水占主要部分,长期开采深层地下水形成地下水漏斗,漏斗断面呈"V"字形。其次,基于合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术,廊坊市城区大部沉降速率60 mm/a,局部达80 mm/a。再者,地下水漏斗变化和地面沉降响应关系显示,地下水漏斗与地面沉降中心基本吻合,地下水位开采量增加,造成深层水位下降,导致地面沉降速率不断变大,影响范围亦增大,地下水位下降成为该区地面层沉降主要影响因素,同时建筑群荷载增加对地面沉降亦产生不利影响。因此,开展地面沉降与地下水漏斗响应关系研究可为地面沉降灾害防治提供理论依据。     

上海地面沉降对轨道交通安全运营风险评估

地面沉降灾害对基础设施的安全运营造成了很大的威胁.轨道交通作为一种线状结构穿越于上海软土地层中,地面沉降灾害不可避免地会对轨道交通的安全运营产生影响,轨道交通自建成以来长期遭受地面沉降灾害带来的风险.基于梯形模糊AHP(Analytical Hierarchical Process)和集对分析法,通过主客观相结合的方式,以GIS(Geographic Information System)平台为分析工具,对上海地面沉降造成轨道交通沉降风险进行全面综合的评估,从而得出以考虑基础设施安全为侧重点的地面沉降防治区划以及轨道交通沿线的沉降风险等级.分析表明,采用梯形模糊AHP与集对分析相结合的方法可以对区域地面沉降综合风险进行合理有效的评估,并对重要基础设施所在区域的风险等级进行合理的识别.轨道交通沿线沉降风险等级表明中心城区以北和靠近黄浦江地区的轨道交通相比于其他区域具有较高的沉降风险,建议对该部位的轨道交通线路采取必要的沉降监测及防治措施.     

小曲率半径隧道盾构施工的地表沉降规律分析——以南昌地铁1号线为例

为探究小曲率半径隧道盾构施工引起地表沉降的变化规律,利用Mindlin解建立小曲率半径隧道盾构施工引起地表沉降的解析计算模型,以南昌地铁1号线盾构隧道工程为依托,通过与现场监测和已有Mindlin解析计算模型的对比分析,验证本文所建立沉降预测模型的合理性,并依次从盾构附加推力、盾壳不均匀摩擦力和地层损失对地面变形的影响进行分析。结果表明：本文所建立的小曲率半径隧道盾构施工引起的地表沉降解析计算模型可有效应用于实际隧道工程的沉降预测,提高了预测精度;盾构开挖过程中,横断面地表沉降槽呈V形,近似正态分布,施工产生的地层损失对地面沉降的影响更大;随着盾构路径两侧推力及摩擦力分布不均程度的增加,地面沉降槽中心偏移情况而增大,地面沉降与地层损失呈非线性相关。研究结果可为类似拟建和在建盾构隧道工程提供理论指导与参考。     

基于SBAS技术的兰州新区地面沉降监测研究

利用小基线集合成孔径雷达干涉测量的方法和试验相结合的手段,获取兰州新区2015-2016年的地面沉降范围和速率情况,结合地质环境背景和人类工程活动,分析了地面沉降的发生规律.结果表明,地面沉降主要分布在新区南部、中东部和西北部,最大沉降速率达到55.0 mm/a.地面沉降与地层岩性和断层分布有密切联系,与地下水位变化呈弱相关关系,填方、建筑荷载、道路建设和农业灌溉加剧地面沉降发生;填土相对原生黄土具有更大的孔隙比和压缩系数,在水的作用下更易发生淋滤和溶蚀,发生湿陷并进一步导致不均匀沉降.建议在城市规划时要对高层建筑的施工建设(特别是填土区)进行控制,减少地面荷载和增加地面的承载力,从预防的角度减少地面沉降现象及其危害.     

苏州地区地面沉降的星载合成孔径雷达差分干涉测量监测

利用欧洲空间局ERS-1/2获取的苏州地区1993～2000年SAR数据,通过差分干涉测量处理,得到1993～1995,1995～1998和1998～2000年苏州市地面沉降场测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0.943,标准误差均值为0.1706,雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况).文中以7个水准测量基准点为例,分析上述3个时段的地面沉降速率,其总体趋势反映苏州市地面沉降速率趋于减缓,说明近年苏州的地面沉降得到了有效的控制.研究结果表明,SAR差分干涉测量技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势,同时可用于其他类型城市地质灾害的监测.     

黄河三角洲深层地下水漏斗引发的地面沉降特征

利用GIS集成分析深层地下水、钻孔和水准观测等资料,揭示了黄河三角洲地区尤其南部广饶井灌区形成的大面积深层地下水水位降落漏斗时空演化规律及抽水引发的地面沉降特征.东营和广饶地面沉降漏斗与深层地下水降落漏斗分布相一致,中心沉降量和速率分别为155.1mm、28.2mm/a和356.0mm、64.7mm/a.在深层地下水下降速率为2m/a的情况下,运用土力学模型分层计算黄河三角洲沉降量,第二、三压缩层年最终压缩量分别为36—63mm和98—138mm,已成为黄河三角洲地面沉降主要贡献层.     

基坑施工时地面沉降的分析与估算

在基坑施工阶段为基坑和周边设施的安全，须对基坑周边地面沉降监测作总体性分析，提出用三次样条曲线拟合示获得地面沉降函数，然后比较函数的相似性，建立地面沉降网络，由此可求得地面各点的沉降值，从而克服测点的局限性，达到对甘坑周边地面沉降进行全面分析的目的。     

特殊曲线模型在地面沉降预测的应用研究

本文通过对逻辑斯蒂曲线和灰色模型的分析,介绍了两者在地面沉降预测中的特点及使用范围。结合工程实例,对比研究发现,L曲线模型能很好的满足精度要求。本文还总结到地面沉降形成的机理有很多,这意味着对于不同沉降数据没有固定的预测模型。因此,建议对于每一组的地面沉降数值,应用两种本文所用模型甚至其他多种模型分别计算预测,来找到最适合的预测模型,指导生产实践。     

基坑降水引起地面沉降计算方法

由于基坑降水引起周围土体应力的重新调整,造成基坑相邻建筑物地基不均匀沉降,情况严重则造成相邻建筑物破坏,因此对沉降量的机理分析及计算具有现实意义,本文介绍了基坑降水引起周围地面沉降的基于弹性理论的沉降计算方法,探讨考虑通过修正地基附加应力增量,来实现简化、改进进而方便的计算上述沉降,该计算方法对分析由于基坑降水所引起的周围地面沉降有一定参考价值。