為探測京津冀地區(qū)高速鐵路沿線區(qū)域的不均勻沉降,利用基于合成孔徑雷達干涉的干涉點目標時序分析技術,借助C波段SAR衛(wèi)星序列在2015年11月至2018年3月間獲取的51景降軌影像數(shù)據(jù),提取研究區(qū)域的地表形變信息,結合地下水的動態(tài)變化及人類活動相關資料對沉降漏斗的演化態(tài)勢進行歸因性分析,并對該區(qū)域高速鐵路沿線地表沉降監(jiān)測及時序演化態(tài)勢進行分析。結果表明:研究區(qū)域的年沉降速率為20～206mm·a^-1,漏斗中心最大累積沉降量達248mm,其中,區(qū)域內3條高鐵沿線均存在明顯的沉降,沉降速率均超過100mm·a^-1,最大值位于高鐵路線的雄安縣段,漏斗中心沉降速率達185mm·a^-1,累積沉降量為200mm;研究區(qū)域的整體沉降趨勢穩(wěn)定,沉降主要歸因于人類活動,而高速鐵路沿線的沉降與地下水開采密切相關。 

【文章來源】：中國鐵道科學. 2020,41(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)域

根據(jù)上面提出的技術方法，得到研究區(qū)域的沉降速率場，如圖2所示。不難發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)域局部沉降較為明顯，沉降漏斗主要分布在雄縣、霸州市以東的勝芳鎮(zhèn)和左各莊鎮(zhèn)、固安縣、廊坊市以及北京通州區(qū)，全局沉降速率分布在20～206mm·a-1之間。其中沉降最為嚴重的是勝芳鎮(zhèn)，最高沉降速率達206mm·a-1，漏斗中心累積沉降量為248mm；左各莊鎮(zhèn)、通州地區(qū)、雄縣和廊坊市的沉降漏斗中心沉降速率分別為159,152,185和110mm·a-1，累計沉降量分為186,181,200和124mm；而沉降最為緩慢的是固安縣，但沉降速率也達79mm·a-1，漏斗中心累積沉降量為116mm。李廣宇等[1]利用2015年6月至2016年8月間的C波段SAR數(shù)據(jù)，監(jiān)測到左各莊鎮(zhèn)、通州區(qū)黑莊戶、勝芳鎮(zhèn)和廊坊市的沉降速率分別為163,159,197和108mm·a-1，累積沉降量分別為191,187,234和120mm，與本文監(jiān)測結果基本相當。與李廣宇等[1]文中采用的數(shù)據(jù)集相比，本文觀測的時間跨度為2016年11月至2018年3月，新增了2016年9月至2018年3月的數(shù)據(jù)，一方面，驗證了前人在研究區(qū)域監(jiān)測結果的可靠性；另一方面，在一定程度上表明2016年9月至2018年3月間，研究區(qū)域的沉降變化趨勢基本穩(wěn)定。由圖2可知，高鐵線1沿線經(jīng)過雄縣、霸州及固安縣等區(qū)域，高鐵線2沿線河北段經(jīng)過了廊坊市，高鐵線3沿線北京段經(jīng)過通州區(qū)，而以上分析表明，這幾個區(qū)域均存在年沉降速率超過100mm·a-1的大范圍沉降漏斗，其中漏斗中心累積沉降量最大的是雄縣，達200mm。這些不均沉降可能會對高速鐵路的安全運營及相關基礎設施的穩(wěn)定造成潛在的危害，應引起關注。3.2 演化態(tài)勢

為了進一步分析高速鐵路沿線區(qū)域的不均勻沉降演變過程，以高鐵線1為例，對鐵路左右兩邊10km范圍內的沉降進行分析。圖3給出了高鐵線1沿線區(qū)域的年沉降速率。從圖3可以看出，線路沿線的沉降漏斗主要集中在雄縣至黃村段，沉降明顯，范圍分布較大，其中，雄縣至霸州段不均勻沉降最為顯著，漏斗中心相對的最大沉降速率達185mm·a-1。為了分析鐵路沿線的不均勻沉降變化，在鐵路沿線選取9個PS點（圖3中點a—k），對其進行時序分析。圖4給出了9個PS點累積形變量的變化情況。由圖4可以看出：從2015年11月8日至2018年3月27日，雄縣至新機場段總體呈下沉趨勢，沉降速率相對穩(wěn)定；點a—f的累積沉降量均超過130mm，其中點b的累積沉降量達200mm，點g和h處的沉降速率緩慢，累積沉降量分別為38和68mm；點a—k的累積形變量曲線中有4個明顯的加速段（如圖4中粉紅色框所示），分別是2016年4月12日至2016年5月30日（圖4中粉紅框1所示）、2017年5月31日至2017年6月12日（圖4中粉紅框2所示）、2017年10月22日至2017年11月03日（圖4中粉紅框3所示）以及2018年1月2日至2018年2月7日（圖4中粉紅框4所示）。而這9個PS點中，除點h外，其余各點基本上都選在鐵路附近，因此，這些不均勻沉降可能會對鐵路安全運營及其基礎配套設施的穩(wěn)定造成潛在的危害，必要時需提前預防。

【參考文獻】：
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本文編號：3397773