顾及循环荷载的公路时序InSAR建模与形变估计
批准号:
42074033
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
邢学敏
依托单位:
学科分类:
卫星大地测量学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邢学敏
中文摘要
车辆长期循环荷载是造成公路工后沉降不可忽视的因素。目前公路形变监测中采用的InSAR时序形变模型多为一种或几种纯经验函数组合而成,物理意义不够明确,且忽略了循环荷载对沉降的贡献。本项目拟针对软土地基公路形变估计,提出一种物理意义明确,可描述软土在长期循环荷载作用下变形发展过程的形变模型,以提高公路形变监测精度,更合理地解译形变估计结果。首先,研究车辆循环荷载引起的软土附加动应力经验模型,修正传统静力荷载下的模型及参数,构建时序InSAR形变组合模型,并开展模型比选及检验;其次,研究适用于新模型分段非线性特性的参数估计算法,获取形变参数解,评定参数精度;研究模型各参数对形变估值的敏感性,以揭示参数误差对形变估计精度的影响规律;最后,开展公路测试区的形变估计实例研究。项目将会完善传统时序InSAR物理模型,提高公路形变估计精度;有利于工后长期变形分析解译,为路基稳定性控制提供借鉴。
英文摘要
The traffic repeated loading is an essential factor inducing post-construction settlement of highway subsidence. Most of the traditional deformation models for InSAR deformation monitoring are pure empirical mathematical models, without physical significance and considering the contribution of traffic repeated loading. A new InSAR time series deformation model for soft clay highway deformation monitoring, with clear physical significance, which can describe the temporal deriving process of deformation under long-term traffic repeated loading, is established. The new model can improve the precision of post-construction settlement estimation, and more reasonably interpret the displacement result. Firstly, the empirical models of dynamic stress induced by traffic repeated loading will be studied. The models and parameters under static loading will be modified, thus the combinate InSAR deformation model will be established; Secondly, the estimation methodology, applicable to the complicated subsection and nonlinear characteristics, will be studied. Then the estimation of the parameters will be obtained and the precision will be evaluated. To show the error transformation discipline between the observation and parameters, the influence relationship between the deformational parameters and the deformation estimations will be analysed. Finally, case study of deformation estimation will be carried out, to assess the precision of modelling comprehensively. In this study, the traditional time series InSAR physical mechanical deformation model can be improved; the result can be utilized to interpret the long-term deformation, which can be referred to by the field of road embankment stability control.
形变模型制约着时序InSAR技术形变估计的精度,传统InSAR公路模型大都采用经验数学函数组合,参数物理意义不够明确,且未考虑车辆循环荷载对形变的贡献。本项目针对软土地基公路形变估计,提出了顾及车辆循环荷载的时序InSAR形变模型。首先剖析了循环荷载附加动应力下的软土变形机理,比选了几种附加动应力模型,构建了InSAR视线向形变与动力学参数的函数关系; 其次,剖析了软土在循环动荷载作用下的流变特征,修正了传统静荷载作用下的 InSAR 流变模型,建立了同时顾及循环荷载和软土流变的形变组合模型;针对新模型的复杂非线性参数估计问题,提出三种方法:基于正则化高斯牛顿迭代法的参数估计算法(GARN)、基于导数求和法的参数估计算法(RAM)和基于列文伯格马尔夸特法的参数估计算法(GALM),实现了新模型复杂非线性参数估计;研究了新模型中物理参数:流变参数和动应力参数对 InSAR 形变估计精度的影响规律。分别选取了三个公路路段区域开展模拟实验和真实实验,获取了相应的模型参数解和形变序列,并解译了测区形变成因及其变形规律。项目研究发现:新模型能够不仅能够准确估计研究区域内高相干点的流变参数和循环动应力参数,还可计算出长期车辆循环荷载作用下的时序形变;循环动应力参数敏感性较高,即动应力比参数的估计值越准确,获取的软土公路时序形变精度越高,表明在软土公路InSAR时序形变估计中车辆循环荷载的作用不可忽略; GARN、RAM、GALM算法可弥补传统的非线性参数估计算法中解算精度低、稳定性差、效率不高的缺陷,相比传统遗传算法在求解精度和效率上均有显著提升;通过与水准结果的比对分析发现,与传统线性模型相比,新模型结果精度有显著提升。本项目在传统InSAR模型中顾及了循环荷载作用,显著提升了软土公路工后期形变估计的精度,提高了形变估计结果的可解译性,对预防地基失稳引发的安全事故具有重要的工程价值。
极端降雨下公路时序InSAR建模与形变预测方法研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2026
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负责人:邢学敏
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依托单位:
钻井水溶式开采盐岩矿山时序InSAR 建模与变形预计
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批准号:2022JJ30589
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2022
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负责人:邢学敏
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依托单位:
顾及流变参数的时序InSAR公路形变模型研究
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批准号:41701536
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2017
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负责人:邢学敏
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依托单位:
国内基金
海外基金