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地面沉降变形预计模型与监测技术研究

成枢  
【摘要】:多种因素均会导致地面沉降现象,地面沉降变形已成为制约社会可持续发展的 一个重要因素。地面沉降变形研究的焦点在于地面沉降变形预计模型与监测技术的 研究。 本文在分析引起地面沉降原因的基础上,针对引起地面沉降变形的主要因素 ——地下水疏降和固体矿物开采,分析、研究了其引起地面沉降变形的内在机理和 发展过程,推导出地下水疏降和地下固体矿物开采引起的地面沉降变形计算的随机 介质模型,给出了具体的计算方法和计算步骤,并将固体矿物开采和岩土体疏水等 导致地表沉降视为相互独立的事件,解决了固体矿物开采和地下水疏降共同作用下 的地面沉降变形的线性叠加计算问题。利用现代控制理论和系统论的观点,把岩体 作为一个系统来研究,利用系统辩识的方法,结合位移反分析方法,提出了“等效 模型”和“等价参数”的概念,建立了地面沉降变形的模型识别和参数识别的理论 和方法,为解决地面沉降变形计算模型的选取、模型结构的优化和计算参数的确定 问题提供了新途径。从模型误差与参数误差、测量误差、岩体结构及识别误差等方 面,研究了地面沉降变形参数识别的稳定性问题。总结、分析了地面沉降变形预计 过程,研制了基于GIS的地面沉降变形预计系统,实现了地面沉降变形预计一体化。 分析、研究了地面沉降变形的各种监测方法,着重就应用合成孔径雷达干涉测量 (INSAR)技术进行地面沉降变形监测问题的探讨研究,发展和完善了地面沉降变 形监测方法。


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