联合InSAR和SSA的膨胀土边坡形变特征分析——以南水北调工程为例

膨胀土边坡具有吸水剧烈膨胀、失水剧烈收缩及反复胀缩形变的特性, 工程中与外界接触极易引发膨胀土滑坡。南水北调中线工程是一项缓解我国华北平原水资源短缺、优化水资源配置的国家重大战略工程。中线总干渠约有1/3段穿越膨胀土区域, 增加了南水北调工程沿线边坡失稳的可能性, 亟须开展膨胀土边坡形变监测和特征分析。基于此, 本文收集了112景Sentinel-1A升轨SAR数据, 采用时间序列InSAR技术获取了中线某渠道沿线2017年3月12日—2021年4月8日的时间序列形变, 并基于奇异谱分析(SSA)对时间序列形变进行分解提取膨胀土边坡形变特征。研究结果表明: 干渠挖方膨胀土边坡由于卸荷回弹作用表现为抬升形变, 最大年抬升速率约为18 mm/a; 填充膨胀土边坡由于土体固结作用表现为下沉形变, 最大年下沉速率约为15 mm/a; 膨胀土形变量大小与填挖深度正相关, 挖方越深抬升形变越大, 填充越高下沉形变越大; 降雨和温度是影响干渠膨胀土边坡形变的主要外部因素, 其造成的形变会时滞2~3个月。本文研究将为南水北调工程膨胀土边坡稳定性评估提供科学依据。