基于InSAR技术的夏藏滩滑坡区地表变形监测与分析

黄河上游两岸巨型滑坡发育,对以龙羊峡水电工程为代表的黄河上游梯级电站以及当地居民生产生活和生命财产安全等带来一定影响和潜在危害。为研究黄河上游巨型滑坡分布区地表形变特征,以位于青海尖扎境内的黄河上游右岸夏藏滩滑坡分布区为研究区,利用升轨、降轨Sentinel-1A影像数据,采用InSAR技术对滑坡体地表形变信息进行提取和分析,并通过实地调查对基于InSAR技术监测结果进行现场验证。结果表明:采用升轨、降轨Sentinel-1A影像数据所获得的区内滑坡体地表最大形变速率分别为24mm/a和21mm/a,最大累计变形量分别为133mm和128mm;2017—2022年监测周期内,随着监测时间增加,位于夏藏滩滑坡前缘的次级滑坡特征点A和B累计位移量呈逐渐增加的变化趋势;基于PS-InSAR和SBAS-InSAR两种方法所得到的滑坡体地表累计变形量具有一致性特征,该结果表明InSAR技术适用于黄河上游拉干峡—寺沟峡流域巨型滑坡体地表变形的监测。该研究结果不仅为开展黄河上游巨型滑坡地表变形监测提供有效方法,而且为该流域有效防治古滑坡复活提供数据支撑和实际指导。

黄河软土地区深基坑阳角区域变形特性分析

以济南市济洛路穿黄隧道汽修厂站深基坑为例,通过监测手段对获取的地表沉降、地连墙深层水平位移和支撑轴力等数据展开分析,研究了黄河软土地区深基坑阳角区域的变形特性。研究结果表明:基坑标准段地表沉降变形规律呈三角形,最大值发生在距离基坑7 m处,阳角区域地表沉降变形规律呈汤勺形,最大值发生在距离基坑5 m处;基坑开挖地连墙深层水平位移阳角区域的偏移量比标准段偏移量大,最大偏移量为36.10 mm,且整体变化规律表现为“弯弓”形,其最大偏移点随开挖进度的变化逐渐下移,同时整体变形量也随开挖进度的变化在不断增加;首道支撑总体的受力变化形态呈下降趋势,且基本处于受拉状态,与对应的深层水平位移变形特征基本一致,其余3道钢支撑轴力呈波动上升趋势。

黄河邻岸异形超深基坑支护结构变形研究

根据济南穿黄济洛路隧道合建段深基坑项目,针对黄河邻岸异形深基坑施工支护结构变形开展了研究工作,主要研究成果为:(1)基坑开挖地下连续墙整体变形呈现“中间大、两端小”的形态,变形趋势呈现出先缓后快再趋于平稳的过程;阳角部位变形较大,深度为22 m时的偏移量有增大趋势,ZQL 24偏移值最大为33.1 mm;(2)基坑开挖地下连续墙顶竖向位移在深度为16~22 m时,沉降速度较大,整体为下降的趋势;地下连续墙顶水平位移偏移方向偏向远离基坑一侧,偏移量呈增大趋势,阳角部位的偏移量相对较大;(3)首道支撑处于逐渐受拉状态,其他支撑轴力值基本呈增加趋势,与深层水平位移监测数据吻合,同时混凝土支撑承受荷载远大于钢支撑。

黄河下游引黄涵闸安全监测分析

为了能够准确掌握水闸的运行状态,需对其进行安全监测。以黄河下游某涵洞式水闸为例,分析了水闸安全监测的项目和所用设备,探讨了其设备布设的合理性,并基于监测数据,分别对水闸的渗流、土压力、开合度以及变形情况进行了分析。

基于多源遥感的黄河三角洲湿地动态监测

城乡建设的逐步推进与自然生态环境保护之间的矛盾愈发激烈,我国对黄河三角洲湿地区域的发展高度重视,迫切需要对黄河三角洲近年来的动态变化信息进行监测、提取与分析。本文利用2000—2021年8景Landsat光学影像与2015—2021年34景Sentinel-1降轨VV极化SAR影像,对黄河三角洲湿地区域的宏观(土地利用)、微观(地表形变)信息进行提取,并结合社会经济、自然环境数据进行驱动因素分析。结果表明:2000—2021年黄河三角洲湿地区域土地利用格局未发生显著变化,但土地利用程度逐步提高;2015—2021年黄河三角洲湿地区域的地表形变程度空间分布极不均匀,最大沉降速率达-43.643 mm/a,最大抬升速率为0.136 mm/a;人类活动和社会经济是引起该区域地表信息变化的主导驱动因素。

基于多时相InSAR技术的黄河上游龙羊峡库区不稳定边坡识别与形变监测

黄河上游龙羊峡水库的建设改变了两岸的水文地质条件,库区水位周期性升降引起的渗透和侵蚀导致库岸坍塌和滑坡局部变形,非常有必要开展不稳定边坡的识别与监测,为库区坡体失稳因素研究以及预警预报提供技术支撑。采用2015年1月至2021年8月升降轨Sentinel-1A SAR影像,基于相干点目标分析(IPTA)方法对龙羊峡库区边坡进行识别,共识别出15处不稳定边坡。其中,查纳滑坡历史上多次发生塌滑现象,现今仍处于活跃状态,对库区人民生命财产与大坝工程安全造成潜在威胁,为此对查纳滑坡开展重点监测。首先,采用DS-InSAR技术获取该滑坡升降轨雷达视线向(LOS)形变;然后,结合升降轨形变结果进行二维时序形变分解;最后,采用小波分析定量分析了地表时序形变反演结果与降雨量、库区水位变化的相关性。结果表明:DS-InSAR技术获取的形变场比相干点目标分析方法更加完整;查纳滑坡东部坡体位移大于中部与西部坡体位移,且垂直向位移大于东西向位移;查纳滑坡位移时间序列与降雨量序列相关性不高,降雨可能不会显著促进滑坡的位移;滑坡位移与库区水位均具有很强的年度周期变化,并且滑坡位移时间序列滞后库区水位序列约半年。

基于多源监测技术的穿黄隧道堤防安全影响评价

以济南济泺路穿黄隧道工程为例,采用外观变形、地下渗流及无损检测等多源监测技术方法,分析隧道穿越期间及其后续阶段大堤沉降变形、地下渗流变化及堤防地层无损检测情况。多源监测数据表明:隧道穿越造成堤防一定程度的沉降变形,但最终趋于稳定,未出现不均匀沉降;穿越过程中堤身渗流变化与同期黄河水位变化较一致,地下渗流场未破坏;在探测深度范围内,大堤土体未发现脱空或不密实区;综合评价堤防工程质量整体较好。基于多源监测技术的堤防安全影响评价方法避免单一监测方法的局限,可为同类穿堤工程建设提供参考。

穿黄隧洞纵向变形三维有限元分析

穿黄隧洞深埋于河床摆幅大、冲淤变化剧烈的黄河河道,地处7度地震区,是一个由数百个环拼装联结的非连续变形柔性结构。河床冲淤变化以及地震荷载对隧洞纵向变形以及纵向变形缝的影响问题,是隧洞方案是否可行的关键技术问题之一。为此,采用自编的考虑接触的三维非线性有限元分析程序,计算隧洞结构纵向变形、变形缝张开度、错动位移等。针对隧洞模型计算范围大,接触面多等特点,通过采取多项措施控制计算规模,保证计算精度,结合程序的方程组快速求解方法,解决了穿黄隧洞纵向变形这一技术难题。计算结果表明,在最不利荷载组合作用下,隧洞变形缝的张开度、错动位移和相应跨缝螺栓应力以及混凝土应力均在设计控制的范围内,满足设计要求。

基坑分区开挖对邻近大直径越江隧道影响的数值模拟与现场实测分析

为研究基坑分区开挖对邻近越江隧道保护的有效性,以上海市西藏南路双线越江隧道附近绿谷一期基坑工程为依托,首先采用有限元法建立数值模型,分析基坑分区与不分区开挖对地下连续墙位移和既有越江隧道收敛变形的影响。然后根据现场监测数据,研究基坑分区开挖下既有越江隧道和地下连续墙的变形规律。结果表明:1)采用分区开挖的方式,地下连续墙最大位移减小23. 9%,邻近越江隧道最大竖向位移减小35. 4%,分区开挖施工对距离较近隧道的保护效果更好; 2)对于面积较大的分区,其开挖导致的地下连续墙变形更大; 3)既有越江隧道在基坑施工过程中发生了斜向压扁的不规则收敛变形,地下连续墙最大水平位移对邻近隧道的收敛变形具有一定的预测作用。

穿黄隧洞形变检测及三维数字仿真管理系统研究

穿黄工程是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程,其中穿黄隧洞工程技术难度最大。穿黄隧洞采用双层衬砌结构,工程地质条件复杂,其在多变的水土压力作用下的变形情况直接关系到穿黄隧洞的运行安全和南水北调中线工程的正常供水。以三维激光扫描技术为工具,获取了穿黄隧洞过水面的三维信息,采用自主研发的"隧道形变检测/监测系统"对隧洞进行形变检测,并建立了穿黄隧洞三维数字仿真管理系统。将测绘技术应用于穿黄隧洞的运行管理,可提供可靠的技术支撑。

兰州黄河高阶地复杂地质大断面隧道监控量测

兰州地区黄河阶地是国内最为典型的河流阶地,地质条件复杂。本文结合兰新第二双线兰州枢纽引入工程孔家营隧道施工,选择典型断面(阶地黄土地层、阶地黄土圆砾土地层、阶地圆砾土软岩地层、阶地黄土圆砾土软岩地层)对该隧道施工进行全面、系统监控量测,对比分析了各种地质条件下的大断面隧道的应力变形特征。结果表明,不同地层组合隧道围岩稳定性具有较大的差别,尤其是隧道拱顶存在圆砾土时其稳定性最差;阶地隧道存在较明显的偏压现象,二衬可以很好地控制偏压对隧道稳定性的影响。

南水北调中线全线通水穿黄隧洞安全监测成果分析

穿黄隧洞作为南水北调中线最重要的控制性工程,一直备受瞩目,其中安全监测是穿黄隧洞的重要工作之一,也是观测工程结构安全的具体手段。文章通过对穿黄隧洞安全监测系统的建立以及对自正式通水后半年内的观测数据进行初步分析,揭示了穿黄隧洞渗漏量、渗透水压力、混凝土应力应变和接缝开和度的变化范围和规律,为同类型输水隧洞的安全监测设计和实施提供一定的借鉴。从安全监测数据分析,自南水北调中线通水运行以来穿黄隧洞目前处于正常稳定工作状态。

隧洞下伏古老煤矿采空区变形监测探讨

利用常规地面监测与地下多点位移计监测相结合的立体监测方式,对山西省万家寨引黄工程北干线1号隧洞下伏崔家岭煤矿采空区不同埋深不同部位的岩移变形进行了监测。并利用不同方法对监测资料进行了比较分析,有效地消除了温度变化的影响,客观地反映了采空区上覆岩层的真实变化规律,为采空区处理设计提供了可靠的技术依据,也为工程的安全运行提供了技术保障。

位山穿黄探洞应急加固工程大堤安全监测仪器安装埋设、观测及分析

介绍南水北调东线穿黄探洞应急加固工程大堤安全监测项目中测斜管、位移计、测压管等观测仪器的安装埋设、观测方法 。

基于高精度GPS的盾构隧道下穿河道河床变形监测

为了解决盾构隧道下穿河流施工过程中河床变形难以采用水准仪、全站仪等传统方法监测的问题,作者以石家庄地铁1号线双线盾构隧道下穿滹沱河工程为例,介绍了高精度全球定位系统(global positioning system,GPS)静态观测方法在河床变形长期监测中的应用.首先,布置目标区域监测网,包括1台参考站和6台监测站;然后,对基准站稳定性进行评估,并解算各监测站位移时间序列;最后,根据监测站位移时间序列分析盾构施工影响下河床的变形规律.观测结果表明,该监测方法精度可达到亚毫米级,河床沉降开始于掌子面到达前3~4D(隧道外径),盾尾脱出时沉降速率达到最大值,后行线对地表横向水平位移的影响比先行线的影响大.

南水北调东线穿黄探硐安全监测与评价

介绍穿黄探碉安全监测设计，并对工程监测成果进行总结分析，在评价其运行状态的基础上提出了今后应采取的安全措施。

利用DS-InSAR技术监测黄河三角洲地表形变

针对黄河三角洲地区湿地及农田多、范围大,导致PS-InSAR技术难以获取高密度地表形变信息的问题,提出一种基于分布式目标InSAR(DS-InSAR)的黄河三角洲地表形变监测方法。该方法通过置信区间估计选取同质像元点,利用特征值分解方法计算主散射体对应相位值以达到相位优化的目的,再根据时空相干性确定分布式目标,最后建模解算时序地表形变信息。以26景Sentinel-1A影像为数据源,提取2019-12~2020-12期间黄河三角洲地区的地表沉降信息,与PS-InSAR方法结果相比,点位密度提高5.56倍;两种方法获取的同名点对形变速率的相关系数为0.727,说明两者具有很好的一致性。实验结果表明,研究区内存在4处明显沉降区域,最大沉降速率达-238 mm/a,经分析及实地调查验证,其主要影响因素为地下卤水及油气开采。

穿黄隧洞大型盾构工作竖井结构特性研究

穿黄隧洞北岸竖井为盾构始发井,位于砂土地层,地下水位高,属超深竖井;南岸竖井位于邙山高边坡坡脚,偏压作用明显。针对这一特殊的地理地质条件,对竖井的结构特性进行了研究,提出地下连续墙与满堂内衬联合受力计算方法,且为满足盾构机出发要求而研发了新型反力座,以及防水、井底高喷加固等技术,为工程成功建成发挥了重要作用,可供同类工程参考、应用。

土工格栅石笼在黄河中卫段治理工程中的应用

黄河宁夏段因受特殊的自然地理条件影响,河势摆动频繁,塌岸毁堤现象严重,威胁着两岸人民生命和财产安全。多年来,在岸坡防护工程中采用铅丝石笼,存在铅丝易锈蚀、断裂等问题。为改善传统铅丝石笼材料在工程应用中的缺陷,采用土工格栅石笼替代传统材料。以黄河中卫段岸坡防护工程为例,进行现场试验及变形监测,分析土工格栅石笼在工程应用中的防护效果,结果表明:变形绝对值小于40 mm的测点占测点数的94.4%,变形以微弱沉降为主,与传统材料相比,土工格栅石笼具有抗冲能力强、抗腐蚀性强等优点,具有很好的应用前景。

土工格栅土枕在治河工程中的应用

宁夏黄河治理工程中引进土工格栅材料,开展了不同规格的单向、双向格栅土枕进占试验和坝体表面变形监测,取得了由小袋装土向大袋装土、人工装土向机械装土的技术创新,实现了土工格栅坝垛进占施工工艺的重大突破,逐步形成了一套较为完整和科学的土工格栅进占施工工艺。与传统草土埽体相比,土工格栅土枕进占可提高进占速度、减少施工冲坑、节省抛投体,坝体沉降变形小,工程应用效果良好。