联合InSAR和SSA的膨胀土边坡形变特征分析——以南水北调工程为例

• Published in: Ce hui xue bao Vol. 51; no. 10; pp. 2083 - 2092
• Main Authors: 朱武, 窦昊, 殷那政, 程意清, 张双成, 张勤
• Format: Journal Article
• Language: Chinese; English
• Published: Beijing Surveying and Mapping Press 01.10.2022; 生态地质与灾害防控自然资源部重点实验室,陕西西安710054%长安大学地质工程与测绘学院,陕西 西安710054; 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054; 长安大学地质工程与测绘学院,陕西 西安710054
• Subjects: Civil engineering; Deformation; Deformation analysis; Excavation; Expansive soils; Interferometric synthetic aperture radar; Radar imaging; Resource allocation; Slope stability; Soil shrinkage; Soil stability; Spectrum analysis; Stability analysis; Subsidence; Time series; Unloading; Uplift; Water diversion; Water resources; Water shortages; InSAR; 膨胀土; 南水北调; 形变; 奇异谱分析
• ISSN: 1001-1595; 1001-1595
• DOI: 10.11947/j.AGCS.2022.20220357

膨胀土边坡具有吸水剧烈膨胀、失水剧烈收缩及反复胀缩形变的特性, 工程中与外界接触极易引发膨胀土滑坡。南水北调中线工程是一项缓解我国华北平原水资源短缺、优化水资源配置的国家重大战略工程。中线总干渠约有1/3段穿越膨胀土区域, 增加了南水北调工程沿线边坡失稳的可能性, 亟须开展膨胀土边坡形变监测和特征分析。基于此, 本文收集了112景Sentinel-1A升轨SAR数据, 采用时间序列InSAR技术获取了中线某渠道沿线2017年3月12日—2021年4月8日的时间序列形变, 并基于奇异谱分析(SSA)对时间序列形变进行分解提取膨胀土边坡形变特征。研究结果表明: 干渠挖方膨胀土边坡由于卸荷回弹作用表现为抬升形变, 最大年抬升速率约为18 mm/a; 填充膨胀土边坡由于土体固结作用表现为下沉形变, 最大年下沉速率约为15 mm/a; 膨胀土形变量大小与填挖深度正相关, 挖方越深抬升形变越大, 填充越高下沉形变越大; 降雨和温度是影响干渠膨胀土边坡形变的主要外部因素, 其造成的形变会时滞2~3个月。本文研究将为南水北调工程膨胀土边坡稳定性评估提供科学依据。