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城市路面塌陷危险性评价方法与监测预警研究
| 论文题名： | 城市路面塌陷危险性评价方法与监测预警研究 |
| 关键词： | 城市道路;路面塌陷;危险性评价;监测预警 |
| 摘要： | 近年来频发的城市路面塌陷灾害已经严重影响到道路的安全运行，对人民的生命财产和人身安全带来了极大损害。因此城市路面塌陷的危险性评价和实时监测预警成为业内关注的难题之一。基于唐山市塌陷易发性分区确定本文研究区，采用层次分析-信息量评价模型进行城市路面塌陷危险性评价，选取高危险性路段，基于InSAR差分干涉技术进行路面沉降监测，结合道路运营预警指标建立城市路面塌陷预警体系。具体研究内容和成果如下： （1）根据唐山市的地形地貌、地质岩性、地质构造与地震稳定性、气象水文自然因素叠加人口密度与道路网络六个因素，通过GIS中模型构建器简化对每个因素的空间分析过程，实现从原始数据到分级结果的一键式处理。基于GIS技术得到唐山市塌陷易发性分区，选取高易发区域，同时结合唐山市历史上的塌陷区与采空区的分布情况，确定本文的研究区。 （2）采用层次分析-信息量方法，建立了城市道路路面塌陷危险性评价模型，形成了城市路面塌陷危险性评价方法体系。分析研究区塌陷灾害点，得到地下管线渗漏、降雨、岩溶区与采空区分布、地震等是造成研究区路面塌陷的主要原因。将路面塌陷危险性评价指标分为三大类：自然因素、工程因素和诱发因素。自然因素包括地层岩性、地质构造、第四系地下水、到水系距离；工程因素包括道路荷载、路网密度、采空区和岩溶发育区；诱发因素包括地下管线渗漏情况、降雨、砂土液化、地震加速度。可知研究区的中部地区路面塌陷危险性较大，主要涉及新华道、建设路、北新道、学院南路、卫国路等，值得开展相关研究。 （3）基于2021年5月至2022年9月获取的研究区24景Sentinel-1A卫星影像，利用InSAR差分干涉测量方法，获取了地表沉降量和沉降速率。选取四个典型区域分别进行沉降演化分析，结合重点沉降时间段的差分干涉图，分析典型区域时间与空间上的演化规律，获取典型道路路面沉降信息。 （4）从路面沉降和道路运营两个方面出发，选取了最大路面沉降量、最大沉降速率、地下管线分布、道路等级、路面状况、车流量六个预警指标。采用综合指数预警法，提出了城市道路路面塌陷灾害的形成条件与诱发因素指标体系，研发了路面塌陷监测预警系统，并应用于唐山市道路路面塌陷预警。 （5）根据不同城市路面塌陷的特点，可将本文对唐山市路面塌陷的危险性评价方法和预警体系适当调整，应用于其他城市路面塌陷的危险性评价和监测预警。 |
| 作者： | 宋琳琳 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 白明洲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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