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覆盖型岩溶区地面塌陷灾变规律与影响因素 被引量：2
1
作者 杨磊 张耀磊 +2 位作者 宋光啸 覃剑文 潘光明 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第1期192-204,共13页
覆盖型岩溶区地面塌陷灾害频发、危害巨大,开展塌陷灾变规律与影响因素研究是进行灾害预警与防控的基本前提.基于岩溶塌陷灾变模拟试验,研究了岩溶构造尺寸、地下水位变化幅度和上覆土层厚度对单岩溶构造致塌规律的影响,分析了塌陷过程... 覆盖型岩溶区地面塌陷灾害频发、危害巨大,开展塌陷灾变规律与影响因素研究是进行灾害预警与防控的基本前提.基于岩溶塌陷灾变模拟试验,研究了岩溶构造尺寸、地下水位变化幅度和上覆土层厚度对单岩溶构造致塌规律的影响,分析了塌陷过程中上覆土层的变形特征,总结了相邻岩溶构造联合致塌模式,提出了相邻岩溶构造尺寸与间距对土洞发育及联合致塌过程的影响规律.研究表明:岩溶构造尺寸、水位变化幅度与土洞发育规模及速率呈正相关关系,而上覆土层厚度增大有利于提升土洞的稳定性并降低岩溶塌陷风险;土洞发育致塌过程中上覆土体主要发生沉降变形,沉降量及变形速率与岩溶构造尺寸、上覆土层厚度密切相关;多个下伏岩溶构造易诱发群塌灾害,相邻岩溶构造的联合致塌模式可分为不连通、弱连通和强连通3种基本类型,而相邻构造联合致塌过程可分为土洞快速发育阶段、土洞稳定发展阶段和相邻土洞连通致塌阶段;相邻岩溶构造尺寸与间距对联合致塌模式具有显著影响,岩溶构造尺寸越大,相邻土洞之间的连通时机明显提前,当岩溶构造间距小于其直径的40%时,易发生连通型塌陷,而当构造间距大于其直径的80%时,相邻土洞独立发展,呈不连通型塌陷模式. 展开更多
关键词 岩溶地面塌陷 灾变规律 土洞发育 影响因素 土层变形 相邻岩溶构造 联合致塌
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衡水市分层沉降演化特征及对环境因子的响应机制
2
作者 王琴 宫辉力 +3 位作者 田雨 陈蓓蓓 周超凡 朱琳 《地质科技通报》 北大核心 2025年第6期166-177,共12页
受气候变化及人类活动的影响,河北衡水地区地下水资源常年处于超采状态,从而直接诱发了严重的地面沉降,这已成为该地区主要的地质灾害问题之一。以分层标监测获取的衡水市主城区2009年1月-2022年12月的累计沉降量作为基础,对3个压缩层位... 受气候变化及人类活动的影响,河北衡水地区地下水资源常年处于超采状态,从而直接诱发了严重的地面沉降,这已成为该地区主要的地质灾害问题之一。以分层标监测获取的衡水市主城区2009年1月-2022年12月的累计沉降量作为基础,对3个压缩层位(从浅至深依次为F1、F2、F3层)的地面沉降机理进行了分析和研究。首先用Gompertz模型分别拟合了3个压缩层位的累计沉降量,对拟合结果进行一阶求导得到了各层位的沉降速率,并以0.5 mm/月作为沉降速率的阈值,得到了各层位沉降发生、沉降速率快速增长、沉降速率递减及沉降趋于稳定的时段;然后采用零生长(ZG)模型将各层位的沉降量区分为了不可逆的沉降期(GRC)序列和可逆的回弹期(SWD)序列,分析沉降期和回弹期的波动特征;最后采用线性混合模型(LMM)分析了降水、蒸散发、浅层地下水位和深层地下水位等环境因子对各层位沉降期压实沉降.(GRC_rate)的贡献。结果表明:(1)各层位的累计沉降量拟合曲线均呈“S”形,沉降速率曲线呈单峰模式,并表现出“慢-快-慢”的趋势,各层位的主要沉降期开始时间、结束时间、累计沉降量和沉降速率均有所差异;(2)在累计沉降量和月沉降增量幅度上,整体呈现出F3层>F2层>F1层,在回弹幅度上,总体呈现F1层>F2、F3层;(3)蒸散发和浅层地下水位对F1、F2层的压实沉降贡献最大,浅层地下水位和深层地下水位对F3层的压实沉降贡献最大。研究成果可为地面沉降的防治工作提供参考。 展开更多
关键词 分层沉降 沉降期 回弹期 环境因子 贡献 衡水市
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基于时间融合Transformer的港池基坑开挖诱发形变的智能预测模型
3
作者 黄雨 刘侃侃 +4 位作者 程天笑 朱艳 熊敏 赵翠珠 彭铭 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第5期1287-1296,共10页
大型港池工程的基坑开挖阶段是整个建设过程中安全风险最高的环节.为提高形变预测精度并保障施工安全,提出一种基于时间融合Transformer(TFT)的多源信息融合预测模型.该模型在某超大型港池项目中引入历史形变数据与关键工程特征,构建混... 大型港池工程的基坑开挖阶段是整个建设过程中安全风险最高的环节.为提高形变预测精度并保障施工安全,提出一种基于时间融合Transformer(TFT)的多源信息融合预测模型.该模型在某超大型港池项目中引入历史形变数据与关键工程特征,构建混合深度学习框架,实现对未来形变趋势的精准预测.实验结果表明,模型在预测精度方面表现优异,平均绝对误差(MAE)为0.3755mm,均方误差(MSE)为0.2597mm^(2),平均绝对百分比误差(MAPE)为0.7971%.通过消融实验,验证了模型在实际工程中的适用性与有效性,为类似大型水工结构的变形监测提供了可靠的技术解决方案. 展开更多
关键词 港池工程 滨海软土 深度学习 形变预测 时间融合Transformer模型 工程结构信息
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基于XGBoost-SHAP模型的上海中心城区地面沉降驱动因子识别
4
作者 王建秀 代如凤 +5 位作者 吴建中 龙燕霞 黄鑫磊 严龙 吴炜枫 朱令 《工程地质学报》 北大核心 2025年第6期2291-2301,共11页
上海市地面沉降已步入微量沉降阶段,其驱动因素由单一地下水开采主导转向多因素耦合驱动,对驱动因素的研究可为城市地质灾害精准防控提供科学依据。利用XGBoost机器学习模型模拟预测上海市中心城区的地面沉降,并用SHAP方法阐明各因素对... 上海市地面沉降已步入微量沉降阶段,其驱动因素由单一地下水开采主导转向多因素耦合驱动,对驱动因素的研究可为城市地质灾害精准防控提供科学依据。利用XGBoost机器学习模型模拟预测上海市中心城区的地面沉降,并用SHAP方法阐明各因素对地面沉降的影响。基于2020~2024年上海市中心城区地面沉降量、水位变幅、地温变化、地层岩性以及工程建设4类驱动因素共12个因子数据训练、验证XGBoost模型,并结合SHAP方法对模型结果进行解释。结果表明:基于XGBoost算法构建的模型能够较好地拟合和预测地面沉降量(R^(2)=0.9846,RMSE=0.1240,MAE=0.0900);在所研究的因素中,XGBoost+SHAP方法揭示了上海市中心城区地面沉降的驱动因素主要为浅部含水层水位变幅、恒温层温度场变化、软土层厚度以及地层岩性等关键变量,其中浅部含水层水位变幅、恒温层温度对沉降具有正向影响,软土层厚度、地层砂性土比例表现为负向影响。利用机器学习结合SHAP的方法研究地面沉降驱动因素,兼具理论价值与现实指导意义。 展开更多
关键词 地面沉降 XGBoost SHAP 驱动因素 机器学习
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基于分布式光纤传感技术的阜阳市地面沉降监测研究
5
作者 魏路 肖永红 娄庆楠 《工程地质学报》 北大核心 2025年第6期2302-2311,共10页
地面沉降是一种常见的地质灾害,严重影响城市基础设施和生态环境的安全稳定,阜阳市正面临着地面沉降的潜在风险。针对阜阳市的地面沉降问题,本研究利用分布式光纤传感(DFOS,Distributed Fiber Optic Sensing)技术展开了系统性监测,通过... 地面沉降是一种常见的地质灾害,严重影响城市基础设施和生态环境的安全稳定,阜阳市正面临着地面沉降的潜在风险。针对阜阳市的地面沉降问题,本研究利用分布式光纤传感(DFOS,Distributed Fiber Optic Sensing)技术展开了系统性监测,通过在钻孔中布设感测光缆,系统地监测了地层的变形过程。研究表明,分布式光纤传感技术能够有效的监测地层的变形,并在垂直方向上获取地层变形的应变分布特征。根据监测数据发现,岩土体主要变形区为77.7~197.3 m的深度范围,呈现压缩状态,且压缩变形不断增大,表明光纤监测点内岩土体沉降变形仍在进行,并未停止。2016~2021年间,地面沉降呈现先加速后减缓的趋势,其中2019~2020年度沉降最为显著,达39.02 mm,且集中在上半年,而2021年沉降速率明显降低,仅有12.74 mm。 展开更多
关键词 分布式光纤传感技术 地面沉降 应变分布
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天津地区新生代地层工程特性与固结特征研究
6
作者 黄猛 胡海博 +6 位作者 吕潇文 贾晓青 牛毅 张姣姣 张学斌 薛敬凤 白晋斌 《矿产勘查》 2025年第3期659-668,共10页
以往对地面沉降机理研究主要集中于地下水开采和工程活动对地面沉降的影响,深部孔隙型地热水开采诱发地面沉降的程度及规律研究尚不清晰,深部地层土体的工程特性和固结特征的研究对深层地下水资源和地热资源的合理开发利用具有重要意义... 以往对地面沉降机理研究主要集中于地下水开采和工程活动对地面沉降的影响,深部孔隙型地热水开采诱发地面沉降的程度及规律研究尚不清晰,深部地层土体的工程特性和固结特征的研究对深层地下水资源和地热资源的合理开发利用具有重要意义。本文利用天津市中心城区施工的一眼揭穿新生代地层的全取心钻孔,系统研究了新生代土层的沉积环境和工程特性,初步探讨了地面沉降临界水位。研究结果表明,沉积环境对地层的物理力学性质和固结特征有一定程度的影响,湖相及海相地层含水率、孔隙比及液性指数相对偏高,密度较低,洪泛盆地沉积则与之相反。高压缩性及欠固结地层多出现在湖相及海相沉积物中,而超固结地层主要出现在洪泛盆地沉积物中。0~160 m段地层为正常固结状态,不存在临界水位。160~630 m段地层,为超固结状态,为防止地面沉降水位应在控制临界水位深度内。630~1300 m段地层为欠固结—正常固结状态,不存在临界水位,孔隙型地热资源开发利用应严格采取回灌措施,保证水位稳定,避免产生地面沉降。 展开更多
关键词 天津地区 新生代地层 物理力学性质 固结特征 临界水位
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引入EEMD的SBAS-InSAR时序分析及其在地面沉降预测中的应用——以安徽太和县为例
7
作者 李超 田静 +3 位作者 张震 孙何凌 丁静 康佳 《中国地质灾害与防治学报》 2025年第6期107-118,共12页
地面沉降对城市发展建设和人类生命财产安全造成不利影响,精准捕捉地面沉降数据特征,实现准确预测对防灾减灾具有至关重要的意义。文章以安徽太和县南部为研究区,基于175景Sentinel-1数据,利用以SBAS-InSAR为核心的MintPy时序分析工具获... 地面沉降对城市发展建设和人类生命财产安全造成不利影响,精准捕捉地面沉降数据特征,实现准确预测对防灾减灾具有至关重要的意义。文章以安徽太和县南部为研究区,基于175景Sentinel-1数据,利用以SBAS-InSAR为核心的MintPy时序分析工具获取2018—2023年沉降时序数据;为有效捕捉数据中的非线性和非平稳性特征,研究采用集合经验模态分解算法(ensemble empirical mode decomposi-tion,EEMD)对数据进行多尺度分解,有效分离出不同频段的沉降趋势。结合TimesNet时序模型,精准捕捉非平稳时序数据的特征与周期分布,实现地面沉降的高精度预测。结果表明:(1)研究区地面基本稳定,但局部地区存在明显的地面沉降现象,沉降速率为5~50 mm/a。(2)在短期预测任务中,拟合均方根误差和平均绝对误差分别为0.54,0.31 mm,说明模型在短期预测上具有良好的表现;在长期预测任务中,模型在验证集上平均绝对误差为0.83 mm,克服了长期预测任务中普遍存在的欠拟合现象。研究结果表明模型能够充分捕捉时序特征,较好地完成了基于时序InSAR数据的地面沉降预测。 展开更多
关键词 SBAS-InSAR 地面沉降 时间序列预测 EEMD TimesNet
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SBAS-InSAR技术在岩溶塌陷识别监测中的应用探析
8
作者 路丹 鲁金金 +3 位作者 居和建 吴二 覃莹璐 黄瑶 《科技与创新》 2026年第1期42-45,共4页
中国作为岩溶大国,其岩溶区域的地质环境极为脆弱,极易发生岩溶塌陷,对生命安全构成严重威胁。岩溶塌陷具有隐蔽性和突发性特点,因此,对其进行精准研判和有效监测显得尤为重要。以广西富川瑶族自治县为研究对象,基于哨兵1号雷达遥感数据... 中国作为岩溶大国,其岩溶区域的地质环境极为脆弱,极易发生岩溶塌陷,对生命安全构成严重威胁。岩溶塌陷具有隐蔽性和突发性特点,因此,对其进行精准研判和有效监测显得尤为重要。以广西富川瑶族自治县为研究对象,基于哨兵1号雷达遥感数据,运用SBAS-InSAR(Small Baseline Subset-InSAR,差分干涉测量短基线集时序分析)技术对该县域地表形变进行监测,并以下坝山村岩溶塌陷群为例,探讨了InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达干涉测量)技术在岩溶塌陷监测中的实际应用效果,进而分析该技术在岩溶塌陷监测中的可行性,以期为地质灾害的早期识别及科学防灾减灾提供宝贵的参考依据。 展开更多
关键词 SBAS-InSAR技术 岩溶塌陷 地表形变 监测
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基于蜣螂算法优化深度置信网络的城区地表沉降预测
9
作者 刘明众 王子祎 《齐鲁工业大学学报》 2025年第5期61-69,共9页
为了对城区地表沉降量进行准确预测,提出基于蜣螂优化算法(DBO)改进深度置信网络(DBN)的城区地表沉降量预测模型。首先,针对深度置信网络存在参数调整困难的问题,引入蜣螂优化算法对参数进行优化设置;其次,以小基线集干涉测量技术(SBAS-... 为了对城区地表沉降量进行准确预测,提出基于蜣螂优化算法(DBO)改进深度置信网络(DBN)的城区地表沉降量预测模型。首先,针对深度置信网络存在参数调整困难的问题,引入蜣螂优化算法对参数进行优化设置;其次,以小基线集干涉测量技术(SBAS-InSAR)获取淮南特征区的地表沉降量作为原始序列进行预测计算,采用k折交叉验证以避免过拟合风险,并对比分析了反向传播神经网络、DBN和DBO-DBN模型预测结果。结果表明:(1)DBO-DBN模型预测的准确率为96.30%,均方根误差为0.840 mm,R^(2)值为0.9926,相较于BP神经网络和DBN模型,改进后的DBO-DBN预测精度提高,地表沉降预测值与真实值绝对误差趋势表现最好。(2)P1、P2两个特征点未来12个月的沉降量进行预测,结果显示P1点未来沉降量在一定范围内波动,P2点未来沉降量基本稳定,二者均未呈现明显的沉降趋势。 展开更多
关键词 城区地表沉降 蜣螂优化算法 深度置信网络 SBAS-InSAR k折交叉验证
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基于时序InSAR的吉林省煤炭采空区地表形变监测及时空演化态势分析 被引量：2
10
作者 张熠斌 宋金红 +1 位作者 徐誉维 徐思瑜 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第1期202-213,共12页
吉林省煤炭开采遗留的大量采空区造成严重的地表沉降,给采空区土地规划和经济结构转型升级带来了严重隐患。为填补吉林省煤炭采空区地表形变研究的空白,利用SBAS-InSAR技术对2017—2021年(Sentinel-1B降轨数据,957景)的地表形变情况进... 吉林省煤炭开采遗留的大量采空区造成严重的地表沉降,给采空区土地规划和经济结构转型升级带来了严重隐患。为填补吉林省煤炭采空区地表形变研究的空白,利用SBAS-InSAR技术对2017—2021年(Sentinel-1B降轨数据,957景)的地表形变情况进行定量分析,并通过精度评估和现场实地调查验证InSAR技术监测结果的可靠性,以分析探讨吉林省煤炭采空区地表形变的发展趋势。研究结果表明:(1)营城、羊草沟和双阳等11个采空区发生了显著的地表沉降,梅河口、万宝和珲春富强采空区因沉陷治理造成地表堆填型抬升;(2)2017—2021年,吉林省煤炭采空区总沉降面积为71.47 km^(2),最大沉降速率为243.16 mm/a,最大累计沉降量为1104.3 mm;(3)监测期间,吉林省煤炭采空区整体地表沉降较为缓慢,但羊草沟、浑江区和江源区等9个存在重度沉降以上的采空区,在中心区域发生了严重沉降,其中羊草沟采空区沉降最为严重;(4)吉林省煤炭采空区地表沉降主要由大规模开采地下煤炭资源引起,浅部采空区“活化”是重要因素,软弱岩类的地层岩性和工程地质特性也起到了一定的推动作用,未来沉降可能继续加剧。矿山地质环境保护与土地复垦工程的有效实施是发生堆填型抬升的直接原因。 展开更多
关键词 小基线集合成孔径雷达干涉测量技术 煤炭采空区 地表形变监测 时空演化态势 吉林省
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下伏大面积采空区桃坪隧道变形规律研究 被引量：1
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作者 王旭 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第5期117-123,159,共8页
为探究下伏大面积采空区铁路隧道受采动影响,分析隧道变形规律,以侯月铁路桃坪隧道为研究对象,在查明区域地质勘察资料、隧道既有病害和采空区分布情况的基础上,分析洞内沉降监测和InSAR地表形变,探明现有采动条件下隧道结构及地表沉陷... 为探究下伏大面积采空区铁路隧道受采动影响,分析隧道变形规律,以侯月铁路桃坪隧道为研究对象,在查明区域地质勘察资料、隧道既有病害和采空区分布情况的基础上,分析洞内沉降监测和InSAR地表形变,探明现有采动条件下隧道结构及地表沉陷变形基本特征及其分布规律;通过概率积分法计算分析现有开采工作面残余沉降影响下隧道变形情况,计算冒落裂隙带高度,预测计算全回采后隧道变形量,判断隧道潜在变形破坏方式;借助数值模拟手段,验证隧道结构在下伏采空区残余变形影响下变形基本特征,分析潜在失稳破坏位置及方式。研究结果表明,桃坪隧道下伏采空区残余沉降主要发生在隧道入口至K154段,最大水平压缩变形量6.96 mm/m,最大水平拉伸变形量4 mm/m,最大水平移动量391.57 mm,剩余最大下沉量1 340.76 mm;桃坪隧道下伏采空区变形仍未稳定,隧道存在宏观拉伸及压缩现象,变形破坏模式为隧道结构在不均匀分布应力作用下的拉、压变形,潜在破坏表现方式为衬砌拉张开裂和地表挤压隆起。 展开更多
关键词 铁路隧道 煤矿采空区 概率积分法 沉降预测 变形规律
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潜蚀作用下覆盖型岩溶塌陷试验研究
12
作者 霍欣康 刘宏 +2 位作者 向喜琼 王文俊 李麟伟 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第8期216-229,共14页
【目的】明确潜蚀在覆盖型岩溶塌陷中所起的作用对岩溶塌陷机理研究具有重要意义。为确定在潜蚀作用下覆盖型岩溶塌陷的塌陷模式,【方法】设计并搭建了一款物理模型装置,并以徐州废黄河区域新生街与民主北路塌陷为研究对象,在现场勘查... 【目的】明确潜蚀在覆盖型岩溶塌陷中所起的作用对岩溶塌陷机理研究具有重要意义。为确定在潜蚀作用下覆盖型岩溶塌陷的塌陷模式,【方法】设计并搭建了一款物理模型装置,并以徐州废黄河区域新生街与民主北路塌陷为研究对象,在现场勘查基础上,结合研究区的工程地质条件和钻探资料,开展物理模型试验。【结果】结果显示:民主北路塌陷形态为近圆形,平均塌陷范围和塌陷深度分别为35 cm、26 cm;新生街塌陷形态为近圆形,平均塌陷范围和塌陷深度分别为23 cm、17.75 cm。【结论】结果表明:民主北路土层是由最开始的“土洞型”塌陷演化为“沙漏型”塌陷,新生街土层从始至终为“沙漏型”塌陷,“沙漏型”塌陷的塌陷坑范围大小与土层厚度有关,土层越厚,塌陷范围越大;民主北路土层表层位移曲线呈波动向上型,新生街土层表层位移曲线呈阶梯向上型;潜蚀速率越快,土颗粒流失速率变快,土体沉降量越大,越容易发生地面塌陷;原土层颗粒级配越大,潜蚀后通过管道流出土颗粒级配越大。通过试验研究潜蚀作用下岩溶塌陷的演化过程与特征,对岩溶塌陷的防治具有实际意义和参考价值。 展开更多
关键词 潜蚀作用 覆盖型岩溶 塌陷特征 物理试验 影响因素 变形 地下水
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含软弱夹层碎屑岩顺层滑坡体变形破坏机制
13
作者 向锐 陈晨 +2 位作者 吴银亮 陈盼 李琴琴 《人民长江》 北大核心 2025年第S1期176-183,共8页
含软弱夹层的顺层状边坡稳定性极差,严重威胁着水利、公路和铁路边坡的建设和运营安全。为探究广西地区含软弱夹层碎屑岩顺层状边坡稳定性影响因子,揭示滑坡体变形、起滑和破坏失稳机制,以包茂高速公路岑溪市境内典型的含双层软弱夹层... 含软弱夹层的顺层状边坡稳定性极差,严重威胁着水利、公路和铁路边坡的建设和运营安全。为探究广西地区含软弱夹层碎屑岩顺层状边坡稳定性影响因子,揭示滑坡体变形、起滑和破坏失稳机制,以包茂高速公路岑溪市境内典型的含双层软弱夹层碎屑岩顺层滑坡为研究对象,综合采用现场变形监测和有限元-离散元耦合数值方法(FDEM)研究了滑坡体的变形破坏规律,并对该滑坡体的加固处治效果进行了分析。结果表明:(1)广西地区含软弱夹层碎屑岩顺层滑坡体变形失稳破坏主要影响因素包括岩土特性和地质构造及人类工程活动、大气降水等;(2)现场监测结果显示浅部和深部软弱夹层是滑坡体变形的主要区域,滑坡体沿着双软弱夹层形成牵引式滑坡,降雨是诱发滑坡体变形破坏的关键因素,形成“增重减强”效应;(3) FDEM数值模拟结果表明了坡脚、坡腰和坡顶是滑坡体起裂的3个主要区域,坡体沿着浅部和深部软弱夹层发生整体失稳破坏,尤其是浅部的软弱夹层;(4)基于滑坡变形机理和数值模拟分析,对斜坡坡体采用锚索框格梁和坡脚挡墙进行加固处治,长期监测结果表明加固后边坡处于稳定状态。 展开更多
关键词 碎屑岩 软弱夹层 顺层滑坡 现场监测 FDEM数值模拟 广西
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近场动力学与深度学习相结合的地面沉降建模和模拟方法
14
作者 成思远 管志波 +7 位作者 宫辉力 李小娟 张可 王彻 吕明苑 郭琳 王霖 刘一哲 《地球信息科学学报》 北大核心 2025年第1期181-192,共12页
【背景】近场动力学等物理模型方法具备无需先验知识与连续性假设的优势,已在地面沉降建模中得到一些应用。然而,此类模型方法的模拟精度受地下空间结构与边界条件等多方面因素的制约,地下水位变化、建筑静载荷以及道路动载荷等会对模... 【背景】近场动力学等物理模型方法具备无需先验知识与连续性假设的优势,已在地面沉降建模中得到一些应用。然而,此类模型方法的模拟精度受地下空间结构与边界条件等多方面因素的制约,地下水位变化、建筑静载荷以及道路动载荷等会对模拟结果产生显著影响。物理模型与深度学习存在天然的互补优势,二者的耦合是极具前景的发展方向,有望获取更为精确的模拟结果。【方法】本文提出了一种将基于近场动力学的物理模型与深度学习相结合的地面沉降建模和模拟方法,在利用近场动力学描述区域地面沉降物理过程的基础上,采用神经网络和高斯过程回归的深度学习方法,构建符合时序发展变化的各类边界条件信息,实现近场动力学地面沉降模型的边界条件优化。【结果】通过对2021年9月—2023年5月北京市通州区实验区地面沉降的建模与模拟,结合深度学习的近场动力学地面沉降模型的训练集、测试集模拟结果RMSE分别为6.25 mm、7.71 mm,比未使用高斯过程回归方法的模拟结果RMSE(22.62 mm)减少了72.37%、65.92%。【结论】实验表明,近场动力学与深度学习相结合的地面沉降建模与模拟方法能够显著提高沉降结果精度,物理模型与人工智能相结合的思路与方法在区域地面沉降研究中具有良好的适用性与应用前景。 展开更多
关键词 近场动力学 物理模型 深度学习 地面沉降 建模 参数优化
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PS-InSAR技术在西安市2022—2024年区域地表沉降分析中的应用 被引量：1
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作者 王宁 《黑龙江科学》 2025年第2期136-138,共3页
地表沉降是由多种因素导致的地表高度下降现象,对城市基础设施、洪涝风险、地下管网和土地资源有重要影响。PS-InSAR技术通过高精度监测地表形变,具有毫米级精度、高频次监测和高空间分辨率等优势。以西安市为例,通过PS-InSAR技术监测... 地表沉降是由多种因素导致的地表高度下降现象,对城市基础设施、洪涝风险、地下管网和土地资源有重要影响。PS-InSAR技术通过高精度监测地表形变,具有毫米级精度、高频次监测和高空间分辨率等优势。以西安市为例,通过PS-InSAR技术监测地表沉降,发现沉降主要集中在西咸新区,这可能与地下水过度开采和工程建设有关。地下水管理措施和城市规划优化是减轻地表沉降影响的关键,有助于西安市实现可持续发展。 展开更多
关键词 PS-INSAR 地表沉降 西安市 地质灾害
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沧州平原区地面沉降演变特征与驱动机制
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作者 宋志伟 郭海朋 +4 位作者 李超群 李木子 王桂杰 臧西胜 刘锐 《地质学报》 北大核心 2025年第11期3905-3917,共13页
地面沉降是华北平原面临的严重地质灾害之一,对基础设施安全、土地资源利用及地下水管理构成重大威胁。本文利用2017年6月至2024年12月的Sentinel-1 SAR数据,采用时序InSAR技术获取了沧州平原高分辨率地面沉降时序形变结果。进一步引入... 地面沉降是华北平原面临的严重地质灾害之一,对基础设施安全、土地资源利用及地下水管理构成重大威胁。本文利用2017年6月至2024年12月的Sentinel-1 SAR数据,采用时序InSAR技术获取了沧州平原高分辨率地面沉降时序形变结果。进一步引入独立成分分析(ICA)对形变信号进行分解,以从混合形变场中分离出具有不同物理意义的独立分量,并利用小波相干分析(WCA)定量研究了地面沉降与地下水位变化的响应关系和滞后时间。结果表明,研究期内沧州平原呈现显著的不均匀沉降,形成了肃宁—河间、献县、南皮—东光三大沉降中心,最大年均沉降速率达到100 mm/a。ICA成功将沉降信号分解为与深层承压水长期下降相关的近线性不可逆形变(IC1)、与政策响应和自然补给相关的非线性形变(IC2)以及与季节性水文变化相关的弹性形变(IC3)。WCA分析表明,地面沉降对承压含水层组水位变化的响应存在显著滞后,滞后时间可达数周。研究揭示的沉降信号多源性和响应滞后性,为区域水资源可持续管理和地面沉降防控提供了一定的科学依据。 展开更多
关键词 地面沉降 时序InSAR 独立成分分析 小波相干分析 沧州平原
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基于比奥固结理论的盐城市地面沉降模拟预测 被引量：1
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作者 杜菁菁 张岩 +1 位作者 骆祖江 张庆 《华东地质》 2025年第1期114-126,共13页
城市地面沉降可能会对建筑物和基础设施造成损坏,影响城市的整体稳定性和安全性。文章以江苏省盐城市区为研究对象,以比奥固结理论为基础,引入黏弹塑性土体本构模型,并考虑土体参数随应力状态的非线性变化,建立了盐城市建筑荷载和地下... 城市地面沉降可能会对建筑物和基础设施造成损坏,影响城市的整体稳定性和安全性。文章以江苏省盐城市区为研究对象,以比奥固结理论为基础,引入黏弹塑性土体本构模型,并考虑土体参数随应力状态的非线性变化,建立了盐城市建筑荷载和地下水开采与地面沉降三维变参数全耦合黏弹塑性模型。结果表明:在建筑荷载和地下水开采条件下,研究区地下水水位持续回升,整体出现回弹现象,但在建筑荷载较大的中心城区,地面回弹量较小,甚至出现轻微沉降,且2021—2023年产生的最大水平位移为15mm。研究结果可为盐城市防治和减轻地面沉降危害提供科学依据。 展开更多
关键词 盐城市 地下水开采 地面沉降 建筑荷载 比奥固结理论
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新水情驱动的北京冲洪积平原地面沉降演化特征及分层越流研究 被引量：2
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作者 刘贺 《地质论评》 北大核心 2025年第2期439-451,共13页
受南水进京、地下水压采、限采和生态补水等新水情影响,北京冲洪积平原地面沉降出现新的演化特征。本文以北京冲洪积平原为研究区,在多年区域和站内长序列多源监测数据的基础上,分析了新水情下北京地面沉降呈现出的新变化。结果表明:①2... 受南水进京、地下水压采、限采和生态补水等新水情影响,北京冲洪积平原地面沉降出现新的演化特征。本文以北京冲洪积平原为研究区,在多年区域和站内长序列多源监测数据的基础上,分析了新水情下北京地面沉降呈现出的新变化。结果表明:①2015年后,北京地下水降落漏斗和沉降速率均明显减小,2022年部分沉降中心消失并转为上升;②在冲洪积扇顶部,沉降对水位变化的响应速度较快并呈明显的弹性变形,浅部地层先于深部地层开始上升;在冲洪积扇中下部,地层压缩释水和地下水补给相对较慢,沉降滞后于水位的变化,以浅部地层上升和塑性变形为主;③新水情下不同层位地下水位越流补给发生变化,天竺站62~85 m粉质黏土层分别受上、下含水层补给,90~120 m粉质黏土层则向上、下含水层越流释水;④沉降对水位回升的滞后反应与地层岩性有关,天竺站上升趋势由浅部地层向深部地层发展,深部地层上升滞后于水位回升的时间明显短于浅部地层。研究结果有助于在新水情形势下重新评估北京地面沉降防控政策效果及为后续制定精细化防控政策提供依据。 展开更多
关键词 新水情 地面沉降 地下水 冲洪积平原 演化特征
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基于Sentinel-1时序InSAR分析的安徽铜陵地表形变监测及时空特征解译
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作者 杨辰 金源 +1 位作者 邓飞 史绪国 《中国岩溶》 北大核心 2025年第3期621-631,644,共12页
安徽省铜陵市与岩溶和采矿等相关的塌陷等地质灾害广泛发育,监测岩溶区的时空形变特征对灾害防治具有重要意义。合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)具有广覆盖、穿透云雾与高精度形变监测等优点,在... 安徽省铜陵市与岩溶和采矿等相关的塌陷等地质灾害广泛发育,监测岩溶区的时空形变特征对灾害防治具有重要意义。合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)具有广覆盖、穿透云雾与高精度形变监测等优点,在地质灾害监测中取得广泛应用。文章利用小基线数据集(small baseline subset,SBAS)InSAR技术对覆盖铜陵市铜官区和义安区2015-2021年的Sentinel-1数据进行分析,探测到新桥矿区、老鸦岭、笔架山六国化工厂等局部形变区。老鸦岭和新桥矿区形变区主要集中在矿业开采形成的尾矿坝,视线向最大形变速率分别为68 mm·a^(-1)和118 mm·a^(-1),其中老鸦岭的形变区受到强降雨影响。笔架山最大视线向形变速率约为48 mm·a^(-1),主要与周边施工活动有关。研究证明InSAR技术可为岩溶区大范围地质灾害识别提供重要支持。 展开更多
关键词 岩溶区 形变监测 时序InSAR 降雨 采矿
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基于SBAS-InSAR和变参全耦合模型的南通市地面沉降现状与影响因素分析
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作者 李明乾 谷洪彪 +3 位作者 王贺 迟宝明 姜纪沂 骆祖江 《防灾科技学院学报》 2025年第3期75-85,共11页
结合SBAS-InSAR技术与变参全耦合数值模型,对南通市地面沉降现状与影响因素进行分析。SBAS-InSAR结果显示:南通市地面沉降主要分布于崇川、通州及海门的城区周边,长江沿岸呈“回弹-沉降”周期特征。2015—2022年均沉降速率最大达--27.21... 结合SBAS-InSAR技术与变参全耦合数值模型,对南通市地面沉降现状与影响因素进行分析。SBAS-InSAR结果显示:南通市地面沉降主要分布于崇川、通州及海门的城区周边,长江沿岸呈“回弹-沉降”周期特征。2015—2022年均沉降速率最大达--27.21--mm,沉降区面积为抬升区的2.4倍。基于COMSOL构建的地下水开采-地面沉降变参全耦合模型结果与InSAR监测的相对误差仅5.6%,模拟结果发现:若忽略参数时变性将导致沉降结果高估约33.7%(15.6--mm),不考虑长江水位波动时累积沉降模拟值(--63.56--mm)与监测值相对误差仅为14.48%。结果表明:Ⅲ承压水开采主导区域总体沉降,参数时变性显著影响模拟精度,长江水位波动仅控制沉降年内波动。 展开更多
关键词 SBAS-InSAR 地面沉降 参数变化 数值模拟 COMSOL Multiphysics
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