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60000字硕士毕业论文地面沉降与建筑物静荷载关系的研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:60000字
论点:沉降,地面,容积率
论文概述:

本文旨在建立北京市地面沉降和建筑物静载荷之间的关系。利用建筑容积率來反映静载荷大小程度,利用INSAR结果中的平均沉降速率作为地面沉降成果,建立两者之间的关系。

论文正文:

第一章:绪论

1.1研究背景
改革开放以来,中国城市化进程逐步加快。《2007年世界人口状况报告》还指出,中国目前正处于城市扩张的高峰期,每年约有1800万农村人口进入城市,导致城市总人口和土地使用急剧增加。作为中国最大的城市之一,北京的总人口到2007年底已经达到1633万。土地资源稀缺,使得城市建设的范围相当有限。高层建筑和超高层建筑开始在很多地方出现,中央商务区面积越来越集中,使得建筑密度和建筑容积率越来越大。与过去相比,叠加在地面上的负荷量迅速增加。除了地下采矿空因素外,地面荷载对地面沉降的贡献也逐渐开始引起人们的注意。地面沉降是一种环境地质现象,在自然和人为因素的作用下,由于地壳表层土壤的压缩,区域地面高程在一定时期内不断降低。这是一种地表变形形式,是一种长期的、不可逆的、极难补偿的资源和环境损失,也是[地质环境系统遭到破坏的结果3]。地面沉降是近年来世界上许多城市最重要的地质灾害之一。一般来说,地面沉降的发生范围较大,不易探测。
据统计,在经济活跃的大中城市,地面沉降的发生率比其他地区高得多,已经成为一种世界性的环境危害。据统计,世界上已有60多个国家和地区发生地面沉降,包括美国、墨西哥、意大利、中国、英国、日本、俄罗斯等。数据显示,在上世纪末和本世纪初,在中国上海新泻县墨西哥城和美国[旧金山发现了地面沉降。但是直到本世纪中叶,地面沉降问题才受到研究者的广泛关注。目前,世界上已有50多个城市和地区经历了地面沉降,原沉降区的影响日益严重。墨西哥城最大累积沉降超过7.5m,有些地区甚至超过15m。土壤固结变形是地面沉降的直接原因。影响固结变形的内部因素包括土的地质成因、分布方式、材料组成、结构特征、物理力学性质。外部原因是额外压力的大小、作用方式、持续时间等。内外因素相互作用,相互制约,随时间不断变化,导致复杂多变的地面沉降。
根据地面沉降结果是否与人类活动有关,可分为自然地面沉降和人为地面沉降。自然地面沉降一般包括两种类型:一种是松散或半松散沉积物在重力作用下由松散变细的成岩过程;二是地质构造运动和地震等地质问题引起的地面沉降。从那时起,人为地面沉降主要是由于大量抽取地下水、地下开采空地下固体和液体气体项目以及大量额外负荷造成的地下流体迁移造成的。然而,地面沉降一般不受人控制,人们只能预测地面沉降,然后进行预防,而人为因素造成的地面沉降量可以通过减少地下采矿活动和大负荷建筑等一系列手段来减少[6】。根据2011年12月的一项研究,地面沉降问题已经蔓延到全国各地。目前,中国19个省的50多个城市经历了不同程度的地面沉降,总面积超过79000km2,累计沉降量超过200 mm,中国长江、黄河、珠江三角洲、松辽平原、环渤海地区和东南沿海平原的大部分城市继续发生并大规模发展地面沉降,其危害日益增大。由于人地矛盾,城市建筑的高密度、高荷载、大规模现象越来越多,对地面沉降的影响也越来越明显。
这种大型高层建筑引起建筑荷载叠加,形成大面积高荷载区,对地面沉降[9]有一定影响。鉴于高层建筑荷载对地面沉降的影响,上海地区进行了大量的研究和系统的研究。因为城市负荷不易估计,所以只能定性描述。根据容积率的定义,容积率在很大程度上反映了地块的荷载大小,因此建立容积率与地面沉降的关系可以更好地反映静荷载对地面沉降的贡献。使用传统方法测量建筑面积比很复杂,需要现场测量。在大面积的情况下,这种方法无疑是费时费力的。随着遥感技术的发展,利用遥感技术测量建筑物的容积率成为可能。相比之下,它可以大大节省人力和物力,还可以充分利用遥感数据。

1.2国内外研究现状
1.2.1地面沉降
目前,世界上已有90多个国家和地区经历了地面沉降。经过半个多世纪的研究,各国专家学者在地面沉降监测和演化特征研究方面取得了一系列重要成果。影响地面沉降的因素很多。可能的原因包括地下水的过度开采、地层本身的固结和压实、地面建筑的大量堆积和地质构造运动。首先,考虑最多的是地下开采空因素,如地下水开采、固液气开采、地下工程开采空等。这些因素引起的地面沉降最早引起了广泛关注。通过对这些因素引起地面沉降的原因、机理和因素的研究,采取了一系列沉降控制策略,在一些地区取得了可观的效果。北京地面沉降历史悠久,已成为北京平原的主要地质灾害之一。相关学者对北京地区水文地质条件与地面沉降的关系进行了系统研究。他们认为北京平原地区的地面沉降主要是由于地下水的过度开采造成的。北京第四纪地层特征与地面沉降密切相关。划分含水层组,分析地下水含水层和隔水层的分布和埋藏条件,确定主要开采层和压缩层对地面沉降的贡献,并从水文地质层面进行深入分析。分析结果与实际沉降一致。

1.3研究的目的和意义...................17-18
1.4本研究的内容和日本标准...................18-21
第二章:数据准备和研究领域概述...................21-31[/比尔/] 2.1源数据分析...................21-24 [/BR/] 2.2研究领域概述...................24-29
2.3典型区域选择...................29-31
第三章:获取...................31-59
3.1建筑物阴影提取...................31-37
3.2建筑高度的计算...................37-48
3.3建筑面积比的计算...................48-59
第四章:容积率与地面沉降的关系分析...................59-69
4.1研究区容积率及地面沉降特征分析...................59-61 [/BR/] 4.2建筑容积率与地面沉降的关系分析...................61-69

本文旨在建立北京地面沉降与建筑物静荷载之间的关系。建筑容积率用于反映静荷载的大小,INSAR结果中的平均沉降率用作地面沉降结果,以建立二者之间的关系。在此过程中,提取高分图像的阴影,并根据阴影提取建筑物的体积比。最后,建立了阴影与地面沉降速率的关系。为了快速获得大面积的建筑容积率,利用遥感影像估算容积率。建筑容积率在正常情况下可以通过现场调查获得,但需要花费一些时间和精力。随着遥感技术的快速发展,利用卫星图像获取建筑面积比成为可能。近年来,利用遥感阴影提取建筑容积率已成为研究人员的新尝试。高分辨率图像包含丰富的信息,但场景过于复杂,难以自动识别和分类图像上的信息。提取阴影时,存在同形和同形现象,使得计算机分类容易被误分类和遗漏。为了获得准确的提取效果,在目标识别和分类之前,有必要对要分类的目标类进行充分的分析,并在此基础上对图像进行必要的增强、变换等处理。阴影区域的高反射物体和水体容易影响阴影的识别,需要重点分析。根据选取的数据,本文首先分析了快鸟图像的光谱特征,提出了一种基于合成多光谱图像的面向对象的阴影提取分类方法。然后利用地理信息系统方法获取阴影长度和面积,建立阴影长度、面积和容积率之间的关系,通过反演得到容积率。经过验证,回归结果在置信区间内,结果可信。

参考

[1]沈郭萍,王力。上海城市建设与地面沉降关系的初步研究[。《城市规划杂志》,2003(6): 91-94。
[2]刘长利闫世军。《城市地面沉降的研究现状与展望》,[。地球科学前沿(中国地质大学,北京),19%,3(1,2):93~96。
[3]崔振东,唐逸群。国内外地面沉降现状及研究[。西北地震学杂志,2007,29(3):275-277
[4]罗勇,贾三曼,赵波等。北京南部地面沉降发展特征及原因分析[。研究与讨论,2011,6(3):1-5。
[5]贾三曼、王海刚、赵寿生等。北京地面沉降机理初探[。城市地质学,2007,2(1):20?27.
[6]高燕。[《城市建设对地面沉降的影响研究》。清华大学,2008。
[7]龚会理、张佑全、李晓娟等。基于永久散射雷达干涉术的北京地面沉降研究[。自然科学进展,2009。19 (12)。
[8]刘韩鹏。天津滨海新区高层建筑荷载作用下的地面沉降研究([特区)。长安大学,2010。
[9]孟华军。[城市大面积负荷和地面沉降分析。长安大学,2011。
[10]张阿根,刘一,龚世良。引用该论文[。上海地质,2000,(4): 1-7。