變形監(jiān)測總結(jié)

1、第一章1.變形的概念：指變形體（根據(jù)變形監(jiān)測區(qū)域大小，可將變形監(jiān)測對象分為三大類：全球性的、區(qū)域性的、工程與局部性的，本文統(tǒng)稱其為變形體）在各種致變因素的作用下，其形狀、大小及位置在時間域和空間域中的變化。2.變形觀測的概念：指為了解變形量大小，通過定期測量觀測點相對于基準(zhǔn)點的變化量，從歷次觀測結(jié)果比較了解變形隨時間與空間的發(fā)展情況。這個過程即是變形觀測。3.產(chǎn)生變形原因：1.自然原因：地震、板塊運動、日照、風(fēng)震2.人為的原因：（1）地下水的過量抽采（2）地下礦物的開采（3）建筑物的荷載（4）其它因素3.變形的危害與控制：變形的危害：1）地面建（構(gòu)）筑物裂縫、倒塌；2） 交通、通訊設(shè)施損害管線

2、損害；3）港口設(shè)施失效4）橋墩下沉，凈空減小，水上交通受阻5）濱海城市海水侵蝕 6）誘發(fā)地震控制：（1）控制地下水開采；（2）進(jìn)行地下水回灌，保持地下水位；（3）加固建筑物進(jìn)行等。4.變形觀測的目的：確保工程安全運營進(jìn)行變形分析，建立預(yù)報變形的理論和方法5.變形觀測的主要內(nèi)容：沉降觀測、水平位移觀測、裂縫觀測、傾斜觀測、撓度監(jiān)測、滑坡監(jiān)測等6.變形觀測的意義：實用上：檢查各種工程建筑物及其基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，及時掌握變形情況，為安全性診斷提供必要的信息，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施科研上：更好地理解變形機(jī)理，驗證有關(guān)工程設(shè)計的理論和地殼運動假說，進(jìn)行反饋設(shè)計以及建立有效的變形預(yù)報模型 7.變形觀測的主

3、要技術(shù)方法：1.常規(guī)測量方法2.GPS的應(yīng)用3.攝影測量方法4.特殊測量手段法5.綜合各種技術(shù)方法。8.變形觀測的特點：1.精度要求高2.重復(fù)觀測3.數(shù)據(jù)處理要求高4.多學(xué)科的配合5.責(zé)任重大9.變形的分類：一般情況，變形可分為靜態(tài)變形和動態(tài)變形兩大類。靜態(tài)變形主要指變形體隨時間的變化而發(fā)生的變形，這種變形一般速度較慢，需要較長的時間才能被發(fā)覺。動態(tài)變形主要指變形體在外界荷載的作用下發(fā)生的變形，這種變形的大小和速度與荷載密切相關(guān)，在通常情況下，荷載的作用將使變形即刻發(fā)生。 根據(jù)變形體的變形特征，變形可分為變形體自身的形變和變形體的剛體位移。變形體自身形變包括：伸縮、錯動、彎曲和扭轉(zhuǎn)四種變形；剛

4、體位移包含整體平移、整體轉(zhuǎn)動、整體升降和整體傾斜四種變形。10.變形觀測的精度與觀測周期：制定變形監(jiān)測精度取決于監(jiān)測目的、允許變形的大小、儀器和方法所能達(dá)到的精度。一般而言，實用目的觀測中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/101/20，科研目的觀測中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/201/10011變形觀測的周期：觀測周期的概念：相鄰兩次變形觀測的間隔時間觀測周期的確定基本原則：根據(jù)建（構(gòu)）筑物的特征、變形速率、觀測精度要求和工程地質(zhì)條件及施工過程等因素綜合考慮。變形觀測周期的確定應(yīng)以能系統(tǒng)反映所測建筑變形的變化過程、且不遺漏其變化時刻為原則，并綜合考慮單位時間內(nèi)變形量的大小、變形特征、觀測精度要求及外界因

5、素影響情況。 3、監(jiān)測測精度及監(jiān)測周期的合理確定 監(jiān)測精度與監(jiān)測周期和位移速度之間存在一定的相互制約的關(guān)系：當(dāng)位移速度一定時, 監(jiān)測周期越短對監(jiān)測精度的要求越高；當(dāng)復(fù)測周期一定時, 位移速度越快對監(jiān)測精度的要求越低；當(dāng)位移速度很小時, 要求有很高的監(jiān)測精度和較長的復(fù)測周期；隨著位移速度的增大, 可以相應(yīng)地縮短復(fù)測周期和降低監(jiān)測精度。 4、一般可將其變形過程分為緩慢變形、變形發(fā)展、變形加劇和急劇變形4 個階段。 5、變形觀測基本原則： 建筑變形測量的首次（即零周期）觀測應(yīng)連續(xù)進(jìn)行兩次獨立觀測，并取觀測結(jié)果的中數(shù)作為變形測量初始值。 一個周期的觀測應(yīng)在較短的時間內(nèi)完成。不同周期觀測時，宜采用相同的

6、觀測網(wǎng)形、觀測路線和觀測方法，并使用同一測量儀器和設(shè)備。對于特級和一級變形觀測，還宜固定觀測人員、選擇最佳觀測時段、在基本相同的環(huán)境和條件下觀測。當(dāng)觀測量受溫度、氣壓、濕度等環(huán)境影響時，應(yīng)對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行改正。 12變形監(jiān)測方法的選：目前常用于建筑物變形監(jiān)測方法有:常規(guī)大地測量方法、特殊測量手段(包括各種準(zhǔn)直測量、傾斜儀測量、液體靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)及應(yīng)變計測量等)、攝影測量方法（包括近景攝影和地面立體攝影測量等）、全球定位系統(tǒng)(GPS)測量技術(shù)、測量機(jī)器人(TCA)、3D掃描等。各種不同的監(jiān)測方法有其不同的精度和適用性，詳見表2-4（P30） 13. 沉降測量的監(jiān)測點布設(shè)位置一般有如下要求：（1）

7、磚墻承重的建筑物，沿外墻每隔812m的柱基上，如外墻的轉(zhuǎn)角處，縱橫墻的交接處；若建筑物的寬度大于15m時，內(nèi)墻也應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的觀測點。（2）框架結(jié)構(gòu)的建筑物的每個柱基或部分柱基上。（3）基礎(chǔ)為箱形或筏形的高大建筑物的縱墻軸線和基礎(chǔ)(或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分)周邊以及筏形基礎(chǔ)的中央。（4）高低層建筑物、新舊建筑物的兩側(cè)。（5）建筑物沉降縫、建筑物裂縫的兩側(cè)。（6）基礎(chǔ)埋深相差懸殊、人工地基和天然地基鄰接處、結(jié)構(gòu)不同的分界處的兩側(cè)。（7）煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐及其它類似構(gòu)筑物基礎(chǔ)的對稱軸線上，不少于4個。14. 1、平面控制網(wǎng) 根據(jù)不同的變形監(jiān)測對象，布置不同的控制網(wǎng)。如：對于大型變形建筑物

8、、滑坡等，宜布設(shè)三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、邊角網(wǎng)等；對于分散、單獨的小型建筑物，宜采用監(jiān)測基線或單點。變形網(wǎng)常由三種點、兩種等級的網(wǎng)組成： 1）基準(zhǔn)點：通常埋設(shè)在比較穩(wěn)固的基巖上或在變形影響范圍之外，盡可能長期保存，穩(wěn)定不動。2）工作基點：是基準(zhǔn)點和變形監(jiān)測點之間的聯(lián)系點。工作點與基準(zhǔn)點構(gòu)成變形監(jiān)測的首級網(wǎng)，用來測量工作點相對于基準(zhǔn)點的變形量，由于這種變形量較小，所以要求監(jiān)測精度高，復(fù)測間隔時間長。3）變形監(jiān)測點：即變形點或監(jiān)測點，它們埋在變形體（如建筑物、邊坡等）上和變形體構(gòu)成一個整體，一起移動。變形監(jiān)測點與工作點組成次級網(wǎng)，次級網(wǎng)用來測量監(jiān)測點相對于工作點的變形量。 15.變形監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)原

9、則：1）變形監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)為獨立控制網(wǎng)。一般認(rèn)為起始數(shù)據(jù)誤差相對于本級網(wǎng)的測量誤差來說是比較小的，但對于要求精度較高的變形監(jiān)測控制網(wǎng)來說，對含有起始數(shù)據(jù)誤差的變形監(jiān)測網(wǎng)，即使監(jiān)測精度再高、采取的平差方法再嚴(yán)密，也是不能達(dá)到預(yù)期的精度要求的，因此變形監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)是獨立控制網(wǎng)。 2）變形監(jiān)測控制點的埋設(shè)，應(yīng)以現(xiàn)有工程地質(zhì)條件為依據(jù)，因地制宜地進(jìn)行。埋設(shè)的位置最好能選在沉降影響范圍之外，尤其是基準(zhǔn)點一定要這樣做。對于變形監(jiān)測的工作點，也應(yīng)設(shè)法予以檢測，監(jiān)視其位置的變動。3）布網(wǎng)圖形應(yīng)與變形體的形狀相適應(yīng)。同時，要考慮哪些點位在特定方向上的精度要求要高一些，應(yīng)有所側(cè)重。 2、沉降監(jiān)測網(wǎng)一般是采用多結(jié)點閉合水準(zhǔn)網(wǎng)

10、，并重復(fù)按精密水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行測量。具體做法是：在建筑物的外圍布設(shè)一條閉合水準(zhǔn)環(huán)行路線；再由水準(zhǔn)環(huán)中的固定點測定各測點的標(biāo)高，這樣每隔一定周期進(jìn)行一次精密水準(zhǔn)測量，將測量的外業(yè)成果用嚴(yán)密平差的方法，求出各水準(zhǔn)點和沉降監(jiān)測點的高程最或是值。某一沉降監(jiān)測點的沉降量即為首次監(jiān)測求得的高程與該次復(fù)測后求得的高程之差。由此可見，用這種方法求得的沉降量中，除該點本身的沉降量外，尚受到兩次測量誤差的影響，因此在分析沉降監(jiān)測精度的同時，還要研究有關(guān)水準(zhǔn)測量中的問題。 第二章1.垂直位移監(jiān)測方法：精密水準(zhǔn)測量三角高程測量液體靜力水準(zhǔn)測量2.精密水準(zhǔn)測量精度高，方法簡便，是垂直位移監(jiān)測最常用的方法。3.垂直位移

11、監(jiān)測的測量點分為水準(zhǔn)基點、工作基點和監(jiān)測點三種。水準(zhǔn)基點是垂直位移監(jiān)測的基準(zhǔn)點，一般34個點構(gòu)成一組，形成近似正三角形或正方形，為保證其堅固與穩(wěn)定，應(yīng)選埋在變形區(qū)以外的巖石上或深埋于原狀土上，也可以選埋在穩(wěn)固的建構(gòu)筑物上。 4.精密水準(zhǔn)測量因受觀測環(huán)境影響小，觀測精度高，仍然是沉降監(jiān)測的主要方法；如果水準(zhǔn)路線線況差，水準(zhǔn)測量實施將很困難。高精度全站儀的發(fā)展，使得電磁波測距三角高程測量在工程測量中的應(yīng)用更加廣泛；電磁波測距三角高程測量代替水準(zhǔn)測量進(jìn)行沉降監(jiān)測，將極大地降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率。 第三章1.水平監(jiān)測的方法：交會法觀測精密導(dǎo)線測量視準(zhǔn)線測量(活動覘牌法和小角度觀測法）引張線測量垂線

12、測量激光準(zhǔn)直測量2.大地測量法主要包括：三角網(wǎng)測量法、精密導(dǎo)線測量法、交會法等。該方法通常需人工觀測，勞動強(qiáng)度高，速度慢，特別是交會法受圖形強(qiáng)度、觀測條件等影響明顯，精度不高，但該方法較為靈活方便?；鶞?zhǔn)線法該方法特別適用于直線形建筑物的水平位移監(jiān)測，其類型主要包括：視準(zhǔn)線法、引張線法、激光準(zhǔn)直法和垂線法等。專用測量法即采用專門的儀器和方法測量兩點之間的水平位移，如：多點位移計、光纖等。GPS測量法利用GPS自動化、全天候觀測的特點，在工程的外部布設(shè)監(jiān)測點，可實現(xiàn)高精度、全自動的水平位移監(jiān)測，該技術(shù)已經(jīng)在我國的水利、橋梁等工程中得到應(yīng)用。 3.交會法是利用2個或3個已知坐標(biāo)的工作基點，測定位移標(biāo)

13、點的坐標(biāo)變化，從而確定其變形情況的一種測量方法。該方法具有觀測方便、測量費用低、不需要特殊儀器等優(yōu)點，特別適用于人難以到達(dá)的變形體的監(jiān)測工作，如：滑坡體、懸崖、壩坡、塔頂、煙囪等。該方法的主要缺點是測量的精度和可靠性較低，高精度的變形監(jiān)測一般不采用此方法。該方法主要包括測角交會、測邊交會和后方交會三種方法。4.視準(zhǔn)線法是基準(zhǔn)線法測量的方法之一，它是利用經(jīng)緯儀或視準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸構(gòu)成基準(zhǔn)線，通過該基準(zhǔn)線的鉛垂面作為基準(zhǔn)面，并以此鉛垂面為標(biāo)準(zhǔn)，測定其他觀測點相對于該鉛垂面的水平位移量的一種方法。為保證基準(zhǔn)線的穩(wěn)定，必須在視準(zhǔn)線的兩端設(shè)置基準(zhǔn)點或工作基點。視準(zhǔn)線法所用設(shè)備普通，操作簡便，費用少，是一種應(yīng)

14、用較廣的觀測方法。該方法同樣受多種因素的影響，如：照準(zhǔn)精度、大氣折光等，操作不當(dāng)時，誤差不容易控制，精度會受到明顯的影響。 5.小角度觀測： 若在待測點i上觀測，則：6.引張線的定義：引張線，就是在兩個工作基點間拉緊一根不銹鋼絲而建立的一條基準(zhǔn)線。以此基準(zhǔn)線對設(shè)置在建筑上的變形監(jiān)測點進(jìn)行偏離量的監(jiān)測，從而可求得各測點水平位移。7.在直線形建筑物中用引張線方法測量水平位移，因其設(shè)備簡單，測量方便，速度快，精度高，成本低，在我國得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在大壩安全監(jiān)測中起著重要作用。在采用引張線自動觀測設(shè)備后，可克服觀測時間長、勞動強(qiáng)度大等不利因素，進(jìn)一步發(fā)揮引張線在安全監(jiān)測中的作用。早期安裝在大壩

15、上的引張線儀，由人工測讀水平位移。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)已有光電跟蹤式引張線儀、電容感應(yīng)式引張線儀、CCD式引張線儀，以及電磁感應(yīng)式引張線儀等。8.垂線有兩種形式：正垂線和倒垂線。正垂線一般用于建筑物各高程面處的水平位移監(jiān)測、撓度觀測和傾斜測量等。倒垂線大多用于巖層錯動監(jiān)測、撓度監(jiān)測，或用作水平位移的基準(zhǔn)點。9.垂線特 性：高精度和高分辨率長期可靠性高穩(wěn)定性精度優(yōu)于大地測量有計劃地監(jiān)測，沒有頻繁的昂貴測試容易安裝可以裝備成遙測和采用遙測坐標(biāo)儀實現(xiàn)自動化數(shù)據(jù)采集 第四章1.建筑物變形監(jiān)測的主要內(nèi)容：傾斜觀測撓度觀測裂縫觀測日照變形監(jiān)測風(fēng)振變形監(jiān)測2.傾斜觀測分為直接觀測和間接觀測：直接法：經(jīng)

16、緯儀投影法、測水平角、前方交會法、垂準(zhǔn)線法。該方法多用于基礎(chǔ)面積過小的超高建筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等。間接法：測定基礎(chǔ)的相對沉陷量（水準(zhǔn)測量）、傾斜儀該方法多用于基礎(chǔ)面積較大的建筑物，并便于水準(zhǔn)觀測3.傾斜觀測主要有：經(jīng)緯儀投影法、測水平角法、前方交會法、激光垂直法、水準(zhǔn)測量、流體靜力水準(zhǔn)測量。4.撓度定義：撓度是指建(構(gòu))筑物或其構(gòu)件在水平方向或豎直方向上的彎曲值。5.建筑物的撓度觀測包括建筑物基礎(chǔ)、建筑物主體及獨立構(gòu)筑物（如獨立土墻、柱）的撓度觀測。對于高層建筑物，當(dāng)較小的面積上有很大的集中荷載時，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)和建筑物的沉陷，其中不均勻的沉陷將導(dǎo)致建筑物的傾斜，使局部構(gòu)件產(chǎn)

17、生彎曲并導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。建筑物的撓度可由觀測不同高度處的傾斜換算求得，也可以采用激光準(zhǔn)直儀觀測的方法求得。 6.超高層建筑要進(jìn)行傾斜觀測撓度觀測裂縫觀測日照變形監(jiān)測風(fēng)振變形監(jiān)測傾斜觀測的方法主要有：經(jīng)緯儀投影法、測水平角法、前方交會法、激光垂直法、水準(zhǔn)測量、流體靜力水準(zhǔn)測量。撓度觀測的主要方法主要有：前方交會法第五章1.正水平變形：使建筑物產(chǎn)生拉伸變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生裂縫。負(fù)水平變形：使建筑物產(chǎn)生壓縮變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生破壞（門窗擠成菱形，墻體水平裂縫/縱墻產(chǎn)生褶曲或鼓起）。第六章1. GPS一機(jī)多天線監(jiān)測系統(tǒng)的組成：在不改變已有GPS接收機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過一個附加的GPS信號分

18、時器連接開關(guān)將多個天線陣列與同一臺接收機(jī)連接；通過這樣一個GPS多天線轉(zhuǎn)換開關(guān)可以實現(xiàn)一臺接收機(jī)與多個天線相連，通過GPS數(shù)據(jù)處理后同樣可以獲得變形體的形變規(guī)律；該系統(tǒng)包括控制中心、數(shù)據(jù)通信、多天線控制器和野外供電系統(tǒng)等4部分組成。 2.系統(tǒng)優(yōu)點：(1) 先進(jìn)性。即選用的儀器設(shè)備性能應(yīng)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)，反應(yīng)速度快，監(jiān)測精度必須達(dá)到相應(yīng)的國家規(guī)范要求。(2) 可靠性。即系統(tǒng)采集的GPS原始數(shù)據(jù)必須完善、正確；數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠，傳輸誤碼率低；數(shù)據(jù)處理、分析結(jié)果必須準(zhǔn)確；整個系統(tǒng)故障率低。(3) 自動化。即從數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)椒治?、顯示、打印、報警等實現(xiàn)全自動化。(4) 易維護(hù)。

19、即系統(tǒng)中各監(jiān)測單元互相獨立，并行工作。系統(tǒng)采取開放式模塊結(jié)構(gòu)，便于增加、更新、擴(kuò)充、維護(hù)。(5) 經(jīng)濟(jì)性。即在保證先進(jìn)、可靠、自動化程度高的前提下，采取各種有效方法，力求功效高、成本低。3.系統(tǒng)關(guān)鍵問題及解決辦法：確保多天線控制器微波開關(guān)中各通道的高隔離度和最大限度地減少GPS信號衰減。 由于監(jiān)測的范圍比較廣，各監(jiān)測點之間的距離可能很遠(yuǎn)，天線信號傳輸至控制器時將不可避免地產(chǎn)生GPS信號衰減過大的問題。根據(jù)我們的測定，當(dāng)電纜傳輸距離超過30米時，信號的損失已經(jīng)相當(dāng)大。要解決這個問題，一方面應(yīng)提高傳輸介質(zhì)的性能，如采用低損耗電纜或者光纖傳輸；另一方面也可進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘栐鰪?qiáng)，為此我們專門研制了相應(yīng)的

20、GPS信號低噪聲放大器，取得了良好的效果。第八章1.監(jiān)測內(nèi)容：基坑工程施工監(jiān)測的對象主要為圍護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境兩大部分；圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括圍護(hù)樁墻、水平支撐、圍檁和圈梁、立柱、坑底土層和坑內(nèi)地下水等；周圍環(huán)境包括周圍土層、地下管線、周圍建筑和坑外地下水等；各個監(jiān)測對象包含不同的監(jiān)測內(nèi)容，需要使用相應(yīng)的監(jiān)測儀器和儀表。2.圍護(hù)樁墻頂水平位移監(jiān)測：水平位移監(jiān)測方法有極坐標(biāo)法、前方交會法、視準(zhǔn)線法等多種，由于全站儀的普及，目前也可以采用全站儀坐標(biāo)測量功能直接測定測點的坐標(biāo)，并通過測點的坐標(biāo)計算相鄰周期的位移量和累積位移量。第九章1.邊坡工程監(jiān)測的目的：（1）評價邊坡施工及其使用過程中邊坡的穩(wěn)定程度，并做出有

21、關(guān)預(yù)報，為業(yè)主、施工方及監(jiān)理提供預(yù)報數(shù)據(jù)。（2）通過監(jiān)測為防治滑坡及可能的滑動和蠕動變形提供技術(shù)依據(jù)，預(yù)測和預(yù)報今后邊坡的位移、變形的發(fā)展趨勢，對巖土體的時效特性進(jìn)行相關(guān)的研究。（3）對已經(jīng)發(fā)生滑動破壞的滑坡和加固處理后的滑坡進(jìn)行監(jiān)測，其監(jiān)測結(jié)果是檢驗崩塌、滑坡分析評價及滑坡治理工程效果的尺度。（4）為進(jìn)行有關(guān)位移反分析及數(shù)值模擬計算提供參數(shù)。 2.邊坡工程監(jiān)測的方法：大地測量法、GPS測量法、近景攝影測量法、大地測量法的優(yōu)缺點：優(yōu)點：(1)能確定邊坡地表變形范圍。不僅可以對重點部位進(jìn)行定點變形監(jiān)測，而且監(jiān)控面積大，因此可以有效地監(jiān)測確定邊坡變形狀態(tài)。 (2)量程不受限制。大地測量法是設(shè)站觀測

22、，儀器量程能滿足邊坡變形監(jiān)測，可以觀測到邊坡變形演變的全過程。 (3)能觀測到邊坡體的絕對位移量。儀表觀測缺乏整體概念，而大地測量方法是以變形區(qū)外穩(wěn)定的測站為基準(zhǔn)，能夠直觀測定邊坡地表的絕對位移量，掌握整體變形狀態(tài)。（4）技術(shù)成熟，精度較高，監(jiān)控面廣，成果資料可靠，便于靈活地設(shè)站。缺點：受地形通視條件的限制和氣象條件(如風(fēng)、雨、霧、雪等)的影響；作業(yè)量大，周期長；連續(xù)觀測能力較差。GPS測量法：優(yōu)點：(1)觀測點間無需通視，選點方便；(2)觀測不受天氣條件限制，可以進(jìn)行全天候的觀測；(3)觀測點的三維坐標(biāo)可以同時測定，對于運動的觀測點還能精確測山它的速度；(4)在測程大于10km時，其相對精度

23、可達(dá)10-6。近景攝影測量：特點：精度不如傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，但可以滿足崩滑體處于速變、劇變階段的監(jiān)測要求，適合危巖臨空、陡壁裂縫變化、滑坡地表位移量變化速率較大時的監(jiān)測?，F(xiàn)已應(yīng)用于船閘等高邊坡的變形監(jiān)測。適用于邊坡體地表的三維位移監(jiān)測，特別適合處于地形條件復(fù)雜、起伏大或建筑物密集、通視條件差的邊坡監(jiān)測。第十章1.橋梁變形按其類型可分為靜態(tài)變形和動態(tài)變形;靜態(tài)變形是指變形觀測的結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形值，它是時間的函數(shù)。動態(tài)變形是指在外力影響下而產(chǎn)生的變形，它是表示橋梁在某個時刻的瞬時變形，是以外力為函數(shù)來表示的對于時間的變化。橋梁墩臺的變形一般來說是靜態(tài)變形，而橋梁結(jié)構(gòu)的撓度變形則是動態(tài)變形

24、。2.橋梁變形按具體內(nèi)容可分為：橋梁墩臺變形觀測、塔柱變形觀測、橋面撓度觀測、橋面水平位移觀測等。3.橋梁墩臺的變形觀測主要包括兩方面：墩臺的垂直位移觀測。主要包括墩臺特征位置的垂直位移和沿橋軸線方向（或垂直于橋軸線方向）的傾斜觀測。墩臺的水平位移觀測。其中各墩臺在上、下游的水平位移觀測稱為橫向位移觀測；各墩臺沿橋軸線方向的水平位移觀測稱為縱向位移觀測。兩者中，以橫向位移觀測更為重要。 在布設(shè)監(jiān)測點時，應(yīng)遵循既要均勻又要有重點的原則。均勻布設(shè)是指在每個墩臺上都要布設(shè)觀測點，以便全面判斷橋梁的穩(wěn)定性；重點布設(shè)是指對那些受力不均勻、地基基礎(chǔ)不良或結(jié)構(gòu)的重要部分，應(yīng)加密觀測點，主橋橋墩尤應(yīng)如此。 主

25、橋墩臺上的觀測點，應(yīng)在墩臺頂面的上下游兩端的適宜位置處各埋設(shè)一點，以便研究墩臺的沉降和不均勻沉陷（即傾斜變形）。 所謂垂直位移觀測，就是定期地測量布設(shè)在橋墩臺上的觀測點相對于基準(zhǔn)點的高差，以求得觀測點的高程，并將不同時期觀測點的高程加以比較，得出墩臺的垂直位移值。 監(jiān)測點的觀測一般應(yīng)根據(jù)實際情況布設(shè)成附合路線或閉合路線。 觀測點觀測包括引橋觀測點觀測和水中橋墩觀測點的觀測。由于引橋觀測點是在岸上，其施測方法與精密水準(zhǔn)測量方法相同。水中橋墩觀測點的觀測可以采用跨河水準(zhǔn)測量，但觀測工作量較大，因此也可采用跨墩水準(zhǔn)測量，但注意照準(zhǔn)誤差、大氣折光差等的影響。4.橋面撓度是指橋面沿軸線的垂直位移情況。橋

26、面在外界荷載的作用下將發(fā)生變形，使橋梁的實際線形與設(shè)計線形產(chǎn)生差異，從而影響橋梁的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)。過大的橋面線形變化不但影響行車的安全，而且對橋梁的使用壽命有直接的影響。5.橋面水平位移觀測橋面水平位移主要是指垂直于橋軸線方向的水平位移。橋梁水平位移主要由基礎(chǔ)的位移、傾斜以及外界荷載（風(fēng)、日照、車輛等）等引起，對于大跨徑的斜拉橋和懸索橋，風(fēng)荷載可使橋面產(chǎn)生大幅度的擺動，這對橋梁的安全運營十分不利。6.垂直位移監(jiān)測方法：精密水準(zhǔn)測量 三角高程測量 液體靜力水準(zhǔn)測量 壓力測量法 GPS測量 7.水平位移監(jiān)測方法：三角測量法交會法 導(dǎo)線測量法 基準(zhǔn)線法 測小角法 GPS觀測 專用方法8.撓度觀測方法：

27、懸錘法 精密水準(zhǔn)法 全站儀觀測法 GPS觀測法 靜力水準(zhǔn)觀測法 測斜儀觀測法 攝影測量法 專用撓度儀觀測法9.索塔撓度觀測常用方法：交會法（測角、測邊、邊角交會）；全站儀極坐標(biāo)法；天頂距測量法；傾斜儀法;垂線法。第十一章1. 大壩安全判斷內(nèi)容：（1）穩(wěn)定：壩體在承受荷載時，各點均將產(chǎn)生剪應(yīng)力，當(dāng)斷面上總剪應(yīng)力超過抗剪能力時，斷面將被剪斷，產(chǎn)生的滑動面使大壩被破壞。（2）強(qiáng)度：壩體承受荷載，各點均產(chǎn)生正應(yīng)力，當(dāng)其超過混凝土抗拉強(qiáng)度時，壩體將產(chǎn)生開裂，水體灌入，使裂縫繼續(xù)擴(kuò)大，最終產(chǎn)生破壞。（3）耐久：壩體在外界環(huán)境作用下，會發(fā)生風(fēng)化、溶蝕、開裂等，引起穩(wěn)定和強(qiáng)度的降低。 各種變形測量手段獲取的數(shù)

28、據(jù)基本上反映在各種荷載作用下大壩的工作狀態(tài)，而觀測成果還可以用來反饋和檢驗設(shè)計、施工等。2.土壩變形因素：（1）滲透變形，當(dāng)滲透水流在土壤中運動時，土壤可能產(chǎn)生破壞性的滲透變形，導(dǎo)致水工建筑物的失事，這種變形包括：管涌、流土、接觸沖刷，接觸流土等。后果造成建筑物不均勻沉降。（2）土壩沉陷：土壩水平位移（包括滑動、傾覆）不是主要的，而是沉陷，施工期間壩基和壩身一直是沉陷，直到施工結(jié)束，壩基沉陷量約為總沉陷量的50%70%左右。 3凝土重力壩變形特點：）壩段間有伸縮縫，互相干擾較少，各壩段可自由變形且壩頂?shù)淖冃巫畲?。?）由于壩段沿軸線方向受力小，而沿水流方向受力大，因而水平位移變形觀測主要是指沿

29、河流向的水平位移。（3）河中壩段變形量較河岸壩段變形大。（4）壩頂?shù)乃轿灰瓢▔紊砘瑒右鸬奈灰?，壩體彈性變形引起的變形（撓曲），壩基不均勻沉降引起的變形。（5）壩基變形，靠近上游側(cè)要比下游側(cè)垂直變形大。 4. 監(jiān)測斷面布置(混凝土壩): （1）觀測縱斷面。通常平行壩軸線在壩頂及壩基廊道設(shè)置觀測縱斷面，當(dāng)壩體較高時，可在中間適當(dāng)增加12個縱斷面。當(dāng)缺少縱向廊道時，也可布設(shè)在平行壩軸線的下游壩面上。（2）內(nèi)部斷面。布置在最大壩高壩段或地質(zhì)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜壩段，并視壩長情況布設(shè)13個斷面。應(yīng)將壩體和地基作為一個整體進(jìn)行布設(shè)。拱壩的拱冠和拱端一般宜布設(shè)斷面，必要時也可在l/4拱處布設(shè)。第十二章1. 收斂

30、位移監(jiān)測：隧道圍巖周邊各點趨向隧道中心的變形稱為收斂。所謂周邊收斂量測主要是隧道內(nèi)壁面兩點連線方向的距離的變形量的量測。收斂值為兩次量測的距離之差。量測目的收斂量測是隧道施工監(jiān)控量測的重要項目。周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映，通過周邊位移量測可以達(dá)到以下目的。判斷隧道空間的穩(wěn)定性；根據(jù)變位速度判斷圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌施作的合理時機(jī)；指導(dǎo)現(xiàn)場的施工。 第十三章1.一致性分析：從時間的關(guān)聯(lián)性來分析連續(xù)積累的資料，從變化趨勢上推測它是否具有一致性，即分析任一測點原始觀測值與前一次（或前幾次）原始觀測值的變化關(guān)系。另外，還要分析該效應(yīng)量（本次觀測值）與某相應(yīng)原因量之間的關(guān)系和以前測次的情

31、況是否一致。相關(guān)性分析：從空間的關(guān)聯(lián)性出發(fā)來檢查一些內(nèi)在物理聯(lián)系的效應(yīng)量之間的相關(guān)性，即將某點本次某量的原始觀測值與鄰近部位（條件基本一致）各測點的本測次同類效應(yīng)量或有關(guān)效應(yīng)量的相應(yīng)原始觀測值進(jìn)行比較，視其是否符合它們之間應(yīng)有的力學(xué)關(guān)系。 2.回歸分析與相關(guān)分析：回歸分析在處理兩個變量問題時，是討論一個非隨機(jī)變量和一個隨機(jī)變量的情形。相關(guān)分析則討論兩個都是隨機(jī)變量的情形。3.變形監(jiān)測網(wǎng)：絕對網(wǎng)是指有部分點子位于變形體外的監(jiān)測網(wǎng)； 相對網(wǎng)是指網(wǎng)的全部點位于變形體上的監(jiān)測網(wǎng)。當(dāng)變形體的范圍(包括變形影響范圍)較小時，一般將監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)成絕對網(wǎng)的形式。所以絕對網(wǎng)多用于工程建筑物的變形監(jiān)測。當(dāng)變形區(qū)域很

32、大，或變形范圍難以確定，監(jiān)測網(wǎng)只有采用相對網(wǎng)的形式，地殼形變監(jiān)測網(wǎng)一般屬于這種情況。 4.五固定原則：有不動點，應(yīng)選固定基準(zhǔn)如滑坡、地震監(jiān)測，基準(zhǔn)點相對于變形觀測點、震中區(qū)形變有限，監(jiān)測網(wǎng)中遠(yuǎn)離它的點可以認(rèn)為不動。一部分點相對于另一部分點穩(wěn)定，但不固定，宜選擬穩(wěn)基準(zhǔn)各點均為變形點且等概率形變，選擇重心基準(zhǔn)對多期觀測控制網(wǎng)，第一期觀測宜用秩虧網(wǎng)平差，未知參數(shù)的近似值可任意選擇，但不宜與真值偏離過大變形監(jiān)測網(wǎng)中，當(dāng)?shù)谝黄谟^測網(wǎng)平差的參考系一經(jīng)確定，則以后各期觀測網(wǎng)平差的參考系不能隨意變動，如果發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)不合適應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換5.平差的主要模型：回歸分析法時間序列分析模型灰色系統(tǒng)分析模型空間動態(tài)變形模型及其

33、預(yù)報Kalman濾波模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 變形分析的確定性模型和混合模型變形觀測 指為了解變形量大小，通過定期測量觀測點相對于基準(zhǔn)點的變化量，從歷次觀測結(jié)果比較了解變形隨時間與空間的發(fā)展情況。這個過程即是變形觀測。觀測周期 相鄰兩次變形觀測的間隔時間。 若在待測點i上觀測，則： 傾斜觀測直接法：經(jīng)緯儀投影法、測水平角、前方交會法、垂準(zhǔn)線法該方法多用于基礎(chǔ)面積過小的超 高建筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等。間接法：測定基礎(chǔ)的相對沉陷量（水準(zhǔn)測量）、傾斜儀 該方法多用于基礎(chǔ)面積較大的建筑物，并便于水準(zhǔn)觀測圓形建(構(gòu))筑物主體的撓度觀測圓形建(構(gòu))筑物主體幾何中心就是其底面的圓心，要求觀測不

34、同高度上各層相對于底面圓心的平面位移。布設(shè)控制點距建筑物的距離應(yīng)為其高度的1.5-2倍，叢應(yīng)使交會角盡可能接近90?？刂泣cA、B間的邊長相對誤差應(yīng)小于17000，其坐標(biāo)應(yīng)與原有控制網(wǎng)聯(lián)測。步驟1)設(shè)測站于A，后視B，量取儀器高iA。先對底層進(jìn)行觀測；用十字絲中心照準(zhǔn)底層圓周一側(cè)之切點，并用紅漆作出標(biāo)記，談取方向值及天頂距ZA,1 ，固定望遠(yuǎn)鏡，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)只一側(cè)之切點，讀取方向值。兩切線方向值的中數(shù)就是圓心的方向值a1，測量A點至切點(紅漆標(biāo)記處)的平距DA 。底層高為 2) 仍在測站A對各層(包括頂層)進(jìn)行觀測。設(shè)各層的間隔高度為h，則第k層的高度為第k層的天定距為將望遠(yuǎn)鏡置于天頂距ZAK

35、的位置，固定望遠(yuǎn)鏡，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，分別照準(zhǔn)兩邊切點并讀出方向值，取中數(shù)就是該層的圓心的方向值，從而獲得各層觀測角ak 。3) 設(shè)測站于B，后視A，按（1）、（2）方法獲得底層和各層觀測角4) 計算按按前方交會公式計算各層圓心坐標(biāo)；按下式計算各層圓心相對于底層圓心的伙移量和扭曲方向；取各層圓心扭曲方向的平均值，作為該建(構(gòu))筑物主體的扭曲方向。計算各層圓心位移量在平均扭曲方向垂直面上的投影（5）編制主體撓度觀測成果表（6）繪制主體撓度曲線團(tuán)。以底層圓心為原點，以觀測點的高程為縱坐標(biāo)，以觀測點的平均扭曲方向上的位移量為橫坐標(biāo)，展繪主體撓度曲線圖。直立高大型建筑物對于直立高大型建筑物，其撓度的觀測方法

36、是測定建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點相對于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會法測定。對內(nèi)部有豎直通道的建筑物，撓度觀測多采用垂線觀測，即從建筑物頂部附近懸掛一根不銹鋼絲，下掛重錘，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上設(shè)置觀測點，以坐標(biāo)儀定期測出各點相對于垂線最低點的位移。比較不同周期的觀測成果，即可求得建筑物的撓度值。如果采用電子傳感設(shè)備，可將觀測點相對于垂線的微小位移變換成電感輸出，經(jīng)放大后由電橋測定并顯示各點的撓度值正負(fù)水平變形對建筑物的影響：正水平變形：使建筑物產(chǎn)生拉伸變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生裂縫。負(fù)水平變形：使建筑物產(chǎn)生壓縮變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生破壞（門窗擠成菱形，墻體水平裂縫/縱墻產(chǎn)生褶曲或鼓