Métodos técnicos para la investigación y seguimiento de fisuras terrestres
Con el apoyo y la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Ministerio de Tierras y Recursos, el Servicio Geológico de China y los gobiernos locales, el Grupo de Investigación de Fisuras Terrestres y Subsidencia del Terreno de Chang 'una universidad ha formado un equipo de investigación que incluye contenido de investigación de fisuras terrestres, métodos de investigación y requisitos técnicos, contenido de monitoreo de fisuras terrestres, métodos de monitoreo y requisitos técnicos, contenido de evaluación de fisuras terrestres, métodos de evaluación y sistemas de índice y un conjunto completo de resultados.
1. Formó un método sistemático de investigación de fisuras del suelo.
De acuerdo con las características de los diferentes tipos de fisuras del suelo, se proponen diferentes contenidos de levantamiento y métodos de trabajo, así como requisitos de precisión para los levantamientos de fisuras del suelo a diferentes escalas.
2. Se ha formado un conjunto completo de métodos de investigación de sitios de fisuras terrestres.
1) Según la exposición de las fisuras del suelo y las diferentes capas de marcas de exploración, se dividen los tipos de sitios de fisuras del suelo (i, ⅱ, ⅲ) y los métodos de exploración específicos y los requisitos técnicos para los diferentes sitios de fisuras del suelo. se proponen.
2) Desarrollamos tecnología de detección fina e interpretación de alta precisión para fisuras del suelo. El método de reflexión de cobertura múltiple se utiliza para detectar los datos recopilados, recoger la información de la primera onda de reflexión de llegada y utilizar tecnología de imágenes CT para invertir el campo de velocidad poco profundo (Figura 1). La tecnología desarrollada de procesamiento de información de imágenes por tomografía computarizada puede identificar eficazmente fisuras en el terreno poco profundas y resolver el problema técnico de localizar y detectar fisuras en el terreno poco profundas a 50 m.
Figura 1 Sección de interpretación de la información sobre fracturas superficiales identificadas efectivamente mediante TC.
3. Propuso los métodos de investigación sobre las causas y mecanismos de los diferentes tipos de fisuras del suelo.
Incluyendo control de grietas estructurales (Figura 2 a Figura 3), grietas guiadas por tensión (Figura 4) y propagación de grietas por bombeo (Figura 5 a Figura 7).
4. Propuso los métodos, contenidos y estándares técnicos para el monitoreo de fisuras terrestres, y desarrolló el monitoreo GPS de alta precisión, el monitoreo InSAR y su tecnología de monitoreo de fusión y equipos de monitoreo.
El método de procesamiento preciso de los datos de monitoreo GPS (Figura 8) ha logrado la capacidad de monitorear las características de deformación del hundimiento del terreno y las fisuras del terreno con una precisión vertical superior a 3 mm realizada con tecnología InSAR, línea de base pequeña; (SBAS), tecnología de reflexión de ángulo artificial (CR), nuevos satélites y plataformas multisatélite, procesamiento InSAR y métodos de posprocesamiento de monitoreo intra SAR para monitorear fisuras terrestres en diferentes áreas para lograr una precisión de monitoreo de nivel "milimétrico"; reflectores de esquina artificiales basados en puntos de monitoreo GPS La tecnología de fusión GPS y CR-InSAR, así como el modelo de corrección de errores InSAR y el método de fusión CR y GPS, han logrado un monitoreo de alta precisión de fisuras del suelo del orden de 1 ~ 2 mm. Se desarrollaron instrumentos tridimensionales de monitoreo dinámico en tiempo real para fisuras del terreno, incluido un reflector de esquina artificial basado en el movimiento GPS y un instrumento tridimensional para medir la deformación de fisuras del terreno (Figura 9).
Figura 2 El modelo de ruptura estructural profunda en el área de Xi'an
Figura 3 El modelo de fisura del terreno de la falla de Lintong Chang'an.
Figura 4 La relación entre las fisuras del suelo y la tensión tectónica regional en la cuenca de Weihe
5. Estableció un sistema de índice de evaluación de fisuras del suelo y propuso un esquema de clasificación integral y un método de evaluación integral del suelo. fisuras.
El contenido de la evaluación de fisuras del suelo incluye la determinación de la causa de las fisuras del suelo, evaluación de la actividad, predicción de tendencias, análisis del mecanismo de desastres y evaluación de riesgos. Los indicadores incluyen facies sedimentarias de estratos sueltos y espesor, distribución de acuíferos, estructura estratigráfica; , Topografía, propiedades físicas y mecánicas de la roca y el suelo, niveles históricos de desastres de fisuras del suelo, profundidad de los niveles de agua subterránea, intensidad de la extracción de agua subterránea y otras actividades de ingeniería humana. Los métodos de evaluación incluyen algoritmo genético, red neuronal artificial, análisis de conglomerados grises, evaluación integral difusa, proceso de jerarquía analítica, sistema de información geográfica, etc. Las fisuras del suelo se pueden dividir en gigantes, extragrandes, grandes, medianas y pequeñas según su tamaño; según sus propiedades mecánicas, se pueden dividir en tipo de corte, tipo de tracción, tipo de corte por tracción y tipo de corte por compresión; en tipo cerrado y tipo dividido según su grado de apertura, tipo abierto, tipo ancho, tipo extremadamente ancho y tipo extremadamente ancho según el grado de actividad, se divide en actividad fuerte, actividad fuerte, actividad media y actividad débil; Según la relación primaria y secundaria, se divide en grietas principales, grietas secundarias y grietas secundarias según la causa de la formación. Se puede dividir en tipo estructural (fluencia de fallas y grietas sísmicas) y tipo no estructural (colapso, hundimientos, expansión y contracción, grietas por deslizamientos de tierra, etc.). ) y tipo compuesto (asentamiento y acoplamiento estructural).
Fig. 5 La relación entre las fisuras del suelo y los centros de hundimiento del suelo.
Fig. 6 Modo de propagación de grietas por compresión de asentamiento diferencial de la capa de arcilla.
Fig. modo de propagación de grietas del acuífero
Figura 8 Software HPGPSADJ de alta precisión y software de posprocesamiento GPS
Figura 9 Instrumento de medición de la deformación tridimensional de fisuras del suelo
2 Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación
Los métodos técnicos para la investigación y el monitoreo de fisuras terrestres se pueden aplicar al estudio y diseño en diferentes etapas de desastres geológicos, planificación de construcción urbana, edificios industriales y civiles, carreteras, ferrocarriles. líneas de vida, etc.
Este método técnico se ha utilizado con éxito en la investigación y el seguimiento de fisuras terrestres en la cuenca de Weifen, la llanura del norte de China, el noreste y el este de China (Figura 10, Figura 11), el metro de Xi'an (Figura 12), la zona alta de Da'an. Speed Railway (Figura 13) y Beijing Future Technology City (Figura 13), ha contribuido a la reducción y prevención de desastres de las principales ciudades y proyectos importantes, y se ha utilizado en
Figura 10 Monitoreo de fisuras terrestres en el Área Xi de la Cuenca Weihe
Figura 11 Mapa de seguimiento de fisuras terrestres en Qingxu, Cuenca Taiyuan
Figura 12 Evaluación de riesgos de fisuras terrestres a lo largo de la Línea 4 del Metro Xi
Figura 13 Resultados de la investigación de fisuras en el suelo a lo largo del ferrocarril de alta velocidad de Da'an a Xi'an
Figura 14 Encuesta del sitio de fisuras en el suelo y resultados de la evaluación del Instituto de Investigación de Redes Inteligentes de la Red Estatal en Beijing Futuro Ciudad de Ciencia y Tecnología
En tercer lugar, promover métodos de transformación
Este resultado ganó el primer premio de ciencia y tecnología a nivel provincial y ministerial, 3 premios, 247 artículos en revistas principales, incluidos 41 artículos de SCI, 102 artículos de la IE, 3 monografías académicas, 8 patentes nacionales y 3 derechos de autor de software, que han ejercido una gran influencia académica en el país y en el extranjero. En la 3.ª Conferencia Académica Nacional de Ingeniería Geotécnica, la Conferencia Nacional de Ingeniería Geológica 2009-2012, el 3.º Simposio Nacional de Prevención de Hundidos de Tierras y "Prevención y Control de Peligros Geológicos en China Occidental" y el 5.º Simposio Regional de Reducción de Peligros Geológicos en "Asia Oriental" de Japón Ha sido ampliamente reconocido por pares en el país y en el extranjero en seminarios internacionales y otras conferencias académicas internacionales. En particular, el profesor Carlos Delgado, presidente de la Asociación Internacional de Ingeniería, Geología y Medio Ambiente (IAEG), elogió este logro.
Este logro se puede promover y aplicar aún más a través de informes publicitarios, intercambios de conferencias, capacitación de personal, consultas técnicas, servicios in situ, etc.
Unidad de soporte técnico: Universidad de Chang'an
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