京津城际铁路沿线差异性地面沉降特征最新研究成果

Time: 2019-11-30  admin    107

        京津城际铁路建设施工时的疏干降水、近地表开挖和列车运营时引起的动载荷的变化都会诱发或加重沿线地表的地面沉降。针对此问题,本次研究从京津城际铁路建设前期(2003年-2005年)、铁路建设期(2005年-2008年)、铁路运营初期(2008年-2010年)和铁路平稳运营期(2010年-2015年)四个时期,分时段探讨京津城际铁路沿线差异性沉降特征。

        选取时空剖面分析的方法,对2004年-2015年铁路沿线的沉降速率进行逐年提取,分析不同时段铁路沿线差异沉降特征。2004年-2015年铁路沿线沉降速率时空剖面如图1所示。研究发现,2004年铁路沿线沉降速率很小,仅有DK14-16km区段有大于-40mm/yr的地面沉降发生;而从2005年开始,铁路沿线沉降范围迅速扩大,沉降速率超过-40mm/yr的范围扩展至DK11-19km,局部甚至出现大于-80mm/yr的沉降;2006年整体沉降与2005年一致;铁路沿线地面沉降在2007年迅速加重,沉降速率超过-40mm/yr的区域几乎贯穿整个研究区(DK6-22km),DK14-16km区间沉降速率超过-100mm/yr,局部甚至超过-120mm/yr;2008年地面沉降相较于2007年有所减缓,沉降速率超过-40mm/yr的区域基本保持,最大沉降速率有所减小,DK14-16km区段沉降速率超过-80mm/yr;到达2009年,铁路沿线地面沉降进一步减缓,沉降范围、最大沉降速率均有减小;而在2010年,铁路沿线地面沉降又一次突发性加重,沉降速率超过-40mm/yr的区域超过了2008年,沉降速率超过-80mm/yr的区域扩展至DK14-20km区段,沉降速率超过-100mm/yr的区域也扩展至DK14-18km;2011年-2012年,铁路沿线的最大沉降速率超过-80mm/yr,但范围极小(DK16-17km区间),地面沉降影响范围也逐渐稳定;2012年至2015年,铁路沿线地面沉降影响基本稳定,沉降速率超过-40mm/yr的区域稳定在DK14-19km区间,沉降速率稳定。

图片关键词

图1 2004年-2015年铁路线地面沉降速率时空剖面

        由于时空剖面分析进行的是每个自然年的地面沉降速率提取,因此将整个时段分为铁路建设前(2004年)、铁路建设期(2005年至2008年)、铁路运营初期(2009年至2010年)和铁路平稳运营期(2010年至2015年)四个时段,分别分析各时段内铁路线线上的沉降模式变化。

        铁路建设前,由于只有2004年这一年的形变速率,无法进行沉降模式的分析,但是可以发现2004年铁路线线上沉降范围小、程度轻。而在铁路建设期(2005年至2008年),铁路线线上沉降在2005年-2006年缓慢扩大,且沉降速率增长不大,最大沉降速率在-60mm/yr左右,而2007年线上沉降无论是范围还是最大沉降速率都迅速增大,最大沉降速率甚至超过-120mm/yr,而2008年沉降有所减缓,但是范围仍然很大,最大沉降速率超过-80mm/yr。在铁路运营初期(2009年至2010年),2009年线上沉降与2008年相似,而2010年线上沉降又一次突然加重,无论是范围还是严重程度均达到2007年的水平,甚至更严重。在铁路平稳运营期(2010年至2015年),线上地面沉降范围和速率都基本稳定,年际变化不大。

        总体而言,在铁路建设前和铁路平稳运营期,铁路沿线地面沉降较弱,且影响稳定;而在铁路建设期和铁路运营初期,铁路沿线沉降范围与强度均变化剧烈,且在分别2007年和2010年最为严重。

代表性成果:

Si Y., Chen B.(陈蓓蓓),Gong H.(宫辉力)Temporal and Spatial Evolution of Land Subsidence Induced by Groundwater Exploitationd Construction in the Eastern Chaoyang District, Beijing, China[J]. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 2018. 

周超凡, 陈蓓蓓, 宫辉力等. 一种表述地面沉降空间演化趋势的方法. CN201510549479.9. 2018-04-03.

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