Ứng dụng kỹ thuật viễn thám trong đánh giá địa kỹ thuật và nghiên cứu ổn định đập thải mỏ

• Tác giả: Wilhelm Max-Otto Greuer
• Người hướng dẫn: Dr. Ralph
• Trường học: Michigan Technological University
• Chuyên ngành: Mining Engineering
• Đề tài: Remote Sensing Techniques of Geospatial Geotechnical Site Characterization Applied to Competence Studies of Mine Tailings Impoundments and Slope Stability Investigations
• Loại tài liệu: dissertation
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Ann Arbor

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: INTRODUCTION
• 1.1. SOCIAL IMPACTS & COSTS OF LANDSLIDES
• 1.2. THE CAUSE OF LANDSLIDES
• 1.3. TRADITIONAL RISK MITIGATION & SITE CHARACTERIZATION
• 1.4. SITE CHARACTERIZATION USING REMOTE SENSING
• 2. CHƯƠNG 2: SITE CHARACTERIZATION OF GROUND PROPERTIES; A REMOTE SENSING APPROACH
• 2.1. REQUIRED INPUT PARAMETERS FOR SLOPE STABILITY ANALYSIS
• 2.2. REMOTE SENSING APPROACH FOR SLOPE ENGINEERING
• 2.3. DETERMINATION OF DIELECTRIC PERMITTIVITY
• 2.4. PENETRATION DEPTH OF WAVE SIGNAL
• 2.5. SOIL POROSITY & MOISTURE CONTENT
• 3. CHƯƠNG 3: SHEAR STRENGTH PARAMETERS THROUGH REMOTE SENSING
• 3.1. SHEAR STRENGTH OF SOIL
• 4. CHƯƠNG 4: GEOSPATIAL TOPOGRAPHIC DATA
• 4.1. DIGITIZED FIELD SURVEY DATA
• 4.2. EXTRACTING SLOPE ANGLES
• 5. CHƯƠNG 5: ALTERNATE SITE CHARACTERIZATION METHODS
• 5.1. GEOBOTANICAL INDICATORS & SOIL IDENTIFICATION
• 5.2. SOIL CLASSIFICATION THROUGH SPECTRAL SIGNATURES
• 6. CHƯƠNG 6: PORE WATER PRESSURES & THE PHREATIC SURFACE
• 6.1. GROUNDWATER AND SLOPE FAILURE
• 6.2. GROUND EMISSIVITY & THE PHREATIC SURFACE
• 6.3. CAPILLARITY & THE PHREATIC SURFACE
• 6.4. DYNAMIC PORE PRESSURES
• 7. CHƯƠNG 7: EXTENDING SLOPE STABILITY ANALYSIS TO GIS MAPPING
• 7.1. INFINITE SLOPE ANALYSIS
• 8. CHƯƠNG 8: CASE STUDY
• 8.1. CASE STUDY SITE SELECTION
• 8.2. GEOTECHNICAL DATA FOR THE SITE
• 8.3. REMOTE SENSING IMAGERY FOR SLOPE ANALYSIS
• 8.4. CROSS VALIDATION OF CALCULATED PARAMETERS TO FIELD DATA
• 8.6. GENERATION OF GEOSPATIAL INPUT DATA
• 8.7. STABILITY ANALYSIS THROUGH THE PLANAR SLIDING MODEL
• 9. CHƯƠNG 9: DISCUSSION
• 9.1. ANALYSIS OF TAILINGS DAM FAILURE
• 9.3. NARROWING THE GAP BETWEEN ENGINEERING AND SCIENCE
• 10. CHƯƠNG 10: CONCLUSIONS & RECOMMENDATIONS
• 10.1. ADVANTAGES OF REMOTE SENSING APPROACH
• 10.2. PROBLEMS WITH REMOTE SENSING APPROACH
• 10.3. AUTOMATED LANDSLIDE HAZARD WARNING SYSTEM
• 10.4. POTENTIAL USERS & BENEFICIARIES OF THESE TECHNIQUES
• APPENDIX A: FRESNEL INVERSION PROOF
• APPENDIX B: CONE PENETROMETER TEST RESULTS FOR SHEAR STRENGTH
• APPENDIX C: WELL DATA
• APPENDIX D: PATCH MAP OF Fs VALUES OF DOWNSTREAM TAILINGS IMPOUNDING STRUCTURE, INFINITE SLOPE METHOD
• APPENDIX E: REMOTE SENSING TECHNIQUES OF ASSESSING FUGITIVE PARTICULATE EMISSION POTENTIAL AND THE EFFECTIVENESS OF PARTICULATE SUPPRESSION
• APPENDIX F: MINE TAILINGS STRENGTH AND BEARING CAPACITY DISCRIMINATION WITH MULTISPECTRAL IMAGERY

Tóm tắt

I. Kỹ thuật viễn thám

Kỹ thuật viễn thám đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá địa kỹ thuật và ổn định đập thải mỏ. Phương pháp này sử dụng dữ liệu quang phổ từ các nền tảng viễn thám để phân tích các đặc tính kỹ thuật của đất. Sự tương tác giữa đất và bức xạ điện từ cho phép xác định các đặc tính điện môi, từ đó suy ra các thông số địa kỹ thuật chính. Công nghệ viễn thám cung cấp một cách tiếp cận nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và toàn diện để đánh giá địa điểm, thay thế các phương pháp truyền thống tốn kém và mất thời gian.

1.1. Phương pháp viễn thám

Phương pháp viễn thám bao gồm việc sử dụng hình ảnh từ vệ tinh hoặc máy bay để thu thập dữ liệu quang phổ. Dữ liệu này được phân tích để xác định các đặc tính điện môi của đất, như độ phản xạ và hấp thụ bức xạ. Các đặc tính này liên quan trực tiếp đến cấu trúc và thành phần của đất, từ đó suy ra các thông số địa kỹ thuật như độ ẩm, độ xốp và độ bền cắt.

1.2. Ứng dụng viễn thám

Ứng dụng viễn thám trong đánh giá địa kỹ thuật bao gồm việc giám sát độ ẩm đất, phân tích độ ổn định của đập thải mỏ và dự đoán nguy cơ sạt lở đất. Các hệ thống GIS được sử dụng để tích hợp dữ liệu viễn thám và thực hiện các phân tích kỹ thuật, tạo ra bản đồ nguy cơ sạt lở trên diện rộng.

II. Đánh giá địa kỹ thuật

Đánh giá địa kỹ thuật là quá trình phân tích các đặc tính vật lý và cơ học của đất để xác định độ ổn định của các công trình như đập thải mỏ. Phân tích địa kỹ thuật truyền thống thường yêu cầu lấy mẫu và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, trong khi kỹ thuật viễn thám cung cấp một phương pháp thay thế hiệu quả hơn. Các thông số như độ ẩm, độ xốp và độ bền cắt có thể được xác định thông qua dữ liệu quang phổ.

2.1. Phương pháp đánh giá địa kỹ thuật

Phương pháp đánh giá địa kỹ thuật truyền thống bao gồm việc lấy mẫu đất và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để xác định các thông số như độ bền cắt và độ ẩm. Tuy nhiên, công nghệ viễn thám cho phép thực hiện các đánh giá này thông qua phân tích dữ liệu quang phổ, giảm thiểu thời gian và chi phí.

2.2. Giám sát địa kỹ thuật

Giám sát địa kỹ thuật bằng viễn thám bao gồm việc theo dõi các thay đổi về độ ẩm và độ ổn định của đất theo thời gian. Dữ liệu viễn thám có thể được sử dụng để phát hiện sớm các nguy cơ sạt lở đất, giúp các nhà quản lý đưa ra các biện pháp phòng ngừa kịp thời.

III. Ổn định đập thải mỏ

Ổn định đập thải mỏ là một vấn đề quan trọng trong ngành khai thác mỏ, đặc biệt là khi liên quan đến an toàn và môi trường. Đánh giá ổn định đập thường yêu cầu phân tích các thông số như áp lực nước lỗ rỗng và độ bền cắt của đất. Kỹ thuật viễn thám cung cấp một phương pháp hiệu quả để giám sát và đánh giá độ ổn định của đập thải mỏ.

3.1. Phân tích ổn định đập

Phân tích ổn định đập bao gồm việc xác định các thông số như áp lực nước lỗ rỗng và độ bền cắt của đất. Các phương pháp truyền thống thường tốn kém và mất thời gian, trong khi kỹ thuật viễn thám cho phép thực hiện các phân tích này một cách nhanh chóng và hiệu quả.

3.2. Quản lý đập thải mỏ

Quản lý đập thải mỏ bằng viễn thám bao gồm việc giám sát độ ẩm và độ ổn định của đập theo thời gian. Dữ liệu viễn thám có thể được sử dụng để phát hiện sớm các nguy cơ sạt lở đất, giúp các nhà quản lý đưa ra các biện pháp phòng ngừa kịp thời.