水平位移監(jiān)測(cè)

1、韓婷婷韓婷婷鄂州職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院工程測(cè)量教研室鄂州職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院工程測(cè)量教研室工程變形監(jiān)測(cè)技術(shù)工程變形監(jiān)測(cè)技術(shù)項(xiàng)目一項(xiàng)目一 水平變形監(jiān)測(cè)水平變形監(jiān)測(cè)任務(wù)任務(wù)1. 1. 水平變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)水平變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)任務(wù)任務(wù)2. 2. 水平變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的建立水平變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的建立任務(wù)任務(wù)3. 3. 水平變形監(jiān)測(cè)方法水平變形監(jiān)測(cè)方法任務(wù)任務(wù)4 4：水平變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及技術(shù)總結(jié)：水平變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及技術(shù)總結(jié)建筑物的水平位移建筑物的水平位移2021-12-133建筑物的水平位移是指建筑物的整體平面移動(dòng)。產(chǎn)生水平位移的原因主要是建筑物及其基礎(chǔ)受到水平應(yīng)力的影響而產(chǎn)生的地基的水

2、平移動(dòng)。適時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物的水平位移量，能有效地監(jiān)控建筑物的安全狀況，并可根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?021-12-134建筑物水平位移測(cè)量的基本原理建筑物水平位移測(cè)量的基本原理 00YYXXkykxtvmn均 設(shè)建筑物某個(gè)點(diǎn)在第k次觀測(cè)周期所得相應(yīng)坐標(biāo)為Xk、Yk，該點(diǎn)的原始坐標(biāo)為X0、Y0，則該點(diǎn)的水平位移為： 某一時(shí)間段（t）內(nèi)變形值的變化用平均變形速度來(lái)表示。例如，在第n和第m觀測(cè)周期相隔時(shí)間內(nèi)，觀測(cè)點(diǎn)的平均變形速度等于： 若t時(shí)間段以月份或年份數(shù)表示時(shí)，則v均為月平均變化速度或年平均變化速度。 任務(wù)任務(wù)3. 3. 水平變形監(jiān)測(cè)方法水平變形監(jiān)測(cè)方法2021-12-135方法一：基準(zhǔn)線

3、法水平位移監(jiān)測(cè)方法一：基準(zhǔn)線法水平位移監(jiān)測(cè)方法二：交會(huì)法水平位移監(jiān)測(cè)方法二：交會(huì)法水平位移監(jiān)測(cè)方法三：精密導(dǎo)線法水平位移監(jiān)測(cè)方法三：精密導(dǎo)線法水平位移監(jiān)測(cè)方法四：全站儀法水平位移監(jiān)測(cè)方法四：全站儀法水平位移監(jiān)測(cè)一、基準(zhǔn)線法的原理：一、基準(zhǔn)線法的原理：通過(guò)建筑物軸線或平行與建筑物軸線的固定不變的鉛值平面為通過(guò)建筑物軸線或平行與建筑物軸線的固定不變的鉛值平面為基準(zhǔn)面，根據(jù)它來(lái)測(cè)定建筑物的水平位移。基準(zhǔn)面，根據(jù)它來(lái)測(cè)定建筑物的水平位移。視準(zhǔn)線法視準(zhǔn)線法：由經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)面形成基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)線法。：由經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)面形成基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)線法。激光準(zhǔn)直法激光準(zhǔn)直法：通過(guò)激光經(jīng)緯儀的激光束形成基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)線法。：通

4、過(guò)激光經(jīng)緯儀的激光束形成基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)線法。 引張線法引張線法：通過(guò)拉直的鋼絲的豎直面作為基準(zhǔn)面來(lái)測(cè)定壩：通過(guò)拉直的鋼絲的豎直面作為基準(zhǔn)面來(lái)測(cè)定壩 體偏離值。體偏離值。方法一：基準(zhǔn)線法水平位移監(jiān)測(cè)方法一：基準(zhǔn)線法水平位移監(jiān)測(cè)該方法特別適用于直線形建筑物的水平位移監(jiān)測(cè)，其類型主該方法特別適用于直線形建筑物的水平位移監(jiān)測(cè)，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。要包括：視準(zhǔn)線法、引張線法、激光準(zhǔn)直法和垂線法等。2021-12-1371.1.視準(zhǔn)線法視準(zhǔn)線法8視準(zhǔn)線法是基準(zhǔn)線法測(cè)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(guò)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)

5、，測(cè)定其他觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)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(diǎn)或工作基點(diǎn)。視準(zhǔn)線法所用設(shè)備普通，操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用少，是一種應(yīng)用較廣的觀測(cè)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(shí)，誤差不容易控制，精度會(huì)受到明顯的影響。 2021-12-13910活動(dòng)覘牌活動(dòng)覘牌2021-12-131112 活動(dòng)覘牌法觀測(cè)時(shí)，在A點(diǎn)設(shè)置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)后固定照準(zhǔn)部不動(dòng)。 在欲測(cè)點(diǎn)上放置活動(dòng)覘牌，由A點(diǎn)觀測(cè)人員指揮，B點(diǎn)操作員旋動(dòng)活動(dòng)覘牌，使覘牌標(biāo)志中心嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合。 讀取活動(dòng)覘牌的讀數(shù)，并與覘牌的零位值相減，就獲得待測(cè)點(diǎn)偏離AB基準(zhǔn)線的偏移值

6、。 轉(zhuǎn)動(dòng)覘牌微動(dòng)螺旋重新瞄準(zhǔn)，再次讀數(shù)，如此共進(jìn)行24次，取其讀數(shù)的平均值作為上半測(cè)回的成果 倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，按上述方法測(cè)下半測(cè)回，取上下兩半測(cè)回讀數(shù)的平均值為一測(cè)回的成果。 活動(dòng)覘牌法測(cè)量活動(dòng)覘牌法測(cè)量13活動(dòng)覘牌法觀測(cè)的步驟活動(dòng)覘牌法觀測(cè)的步驟 視準(zhǔn)線端點(diǎn)架設(shè)好經(jīng)緯儀，在另一端點(diǎn)安置固定覘牌，經(jīng)緯儀嚴(yán)格照準(zhǔn)固定覘牌中心，并固定儀器。觀測(cè)點(diǎn)上架好活動(dòng)覘牌，經(jīng)緯儀盤(pán)左位置，由觀測(cè)員指揮點(diǎn)上操作員，旋動(dòng)覘牌中心線嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合，讀取測(cè)微器讀數(shù)。操作員反方向?qū)牖顒?dòng)覘牌，使其中心線嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合，讀取測(cè)微器讀數(shù)。以上是半測(cè)回工作。轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)緯儀到盤(pán)右位置，重新嚴(yán)格照準(zhǔn)B點(diǎn)覘牌，再重復(fù)盤(pán)左操作步驟，完成

7、一測(cè)回的觀測(cè)工作。第二測(cè)回開(kāi)始，儀器應(yīng)重新整平。根據(jù)需要，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)需測(cè)量24個(gè)測(cè)回。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)用DJ1型經(jīng)緯儀觀測(cè)，測(cè)距在300m以內(nèi)時(shí)，可測(cè)23測(cè)回，其測(cè)回差不得大于3mm，否則應(yīng)重測(cè)。2.2.引張線法引張線法： 14所謂引張線，就是在兩個(gè)工作基點(diǎn)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(duì)設(shè)置在建筑上的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行偏離量的監(jiān)測(cè)，從而可求得各測(cè)點(diǎn)水平位移。引張線法是精密基準(zhǔn)線測(cè)量的主要方法之一，廣泛應(yīng)用于各種工程測(cè)量。前蘇聯(lián)較早將其應(yīng)用于大壩水平位移觀測(cè)，20世紀(jì)60年代該方法引入國(guó)內(nèi)，并在我國(guó)大壩安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 2021-12-13152021-12-13162

8、021-12-13172021-12-13182021-12-13192021-12-13202021-12-13213.3.激光準(zhǔn)直測(cè)量激光準(zhǔn)直測(cè)量22激光準(zhǔn)直測(cè)量按照其測(cè)量原理可分為直接測(cè)量和衍射法準(zhǔn)直測(cè)量?jī)煞N，按照其測(cè)量環(huán)境可分為大氣激光準(zhǔn)直和真空激光準(zhǔn)直。在大氣條件下，激光準(zhǔn)直的精度一般為10-510-6，影響其精度的主要原因是大氣折光的影響。在真空條件下，激光準(zhǔn)直的精度可達(dá)10-710-8 ，其精度較大氣激光準(zhǔn)直有明顯的提高，但其工程的造價(jià)和系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)的提高。目前，在水利工程的變形監(jiān)測(cè)中，主要采用衍射法激光準(zhǔn)直測(cè)量。 23波帶板大氣激光準(zhǔn)直系統(tǒng)波帶板大氣激光準(zhǔn)直系統(tǒng)波帶板大

9、氣激光準(zhǔn)直系統(tǒng)主要由激光器點(diǎn)光源、波帶板和接收靶三部分組成。2021-12-13242021-12-1325實(shí)例分析2021-12-1326方法二：交會(huì)法水平位移監(jiān)測(cè)方法二：交會(huì)法水平位移監(jiān)測(cè)2021-12-1327交會(huì)法是利用2個(gè)或3個(gè)已知坐標(biāo)的工作基點(diǎn)，測(cè)定位移標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)變化，從而確定其變形情況的一種測(cè)量方法。該方法具有觀測(cè)方便、測(cè)量費(fèi)用低、不需要特殊儀器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于人難以到達(dá)的變形體的監(jiān)測(cè)工作，如：滑坡體、懸崖、壩坡、塔頂、煙囪等。該方法的主要缺點(diǎn)是測(cè)量的精度和可靠性較低，高精度的變形監(jiān)測(cè)一般不采用此方法。該方法主要包括測(cè)角交會(huì)、測(cè)邊交會(huì)和后方交會(huì)三種方法。 2021-12-132

10、8注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)2021-12-1329在進(jìn)行交會(huì)法觀測(cè)時(shí)，首先應(yīng)設(shè)置工作基點(diǎn)。工作基點(diǎn)應(yīng)盡量選在地質(zhì)條件良好的基巖上，并盡可能離開(kāi)承壓區(qū)，且不受人為的碰撞或震動(dòng)。工作基點(diǎn)應(yīng)定期與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，校核其是否發(fā)生變動(dòng)。工作基點(diǎn)上應(yīng)設(shè)強(qiáng)制對(duì)中裝置，以減小儀器對(duì)中誤差的影響。工作基點(diǎn)到位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的邊長(zhǎng)不能相差太大，應(yīng)大致相等，且與監(jiān)測(cè)點(diǎn)大致同高，以免視線傾角過(guò)大，影響測(cè)量的精度。為減小大氣折光的影響，交會(huì)邊的視線應(yīng)離地面或障礙物在1.2m以上，并應(yīng)盡量避免視線貼近水面。在利用邊長(zhǎng)交會(huì)法時(shí)，還應(yīng)避免周圍強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾影響。2021-12-13302021-12-13312021-12-13322021-1

11、2-13332021-12-13342021-12-13352021-12-13362021-12-13372021-12-13382021-12-13392021-12-13402021-12-13412021-12-13422021-12-1343方法三：精密導(dǎo)線法水平位移監(jiān)測(cè)方法三：精密導(dǎo)線法水平位移監(jiān)測(cè)44 2021-12-13452021-12-13462021-12-1347方法四：全站儀法水平位移監(jiān)測(cè)方法四：全站儀法水平位移監(jiān)測(cè)2021-12-1348全站儀又稱全站型電子速測(cè)儀，是一種兼有電子測(cè)距、電子測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)。全

12、站儀由電子測(cè)角、電子測(cè)距等系統(tǒng)組成，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示、計(jì)算和存儲(chǔ)，并能與外圍設(shè)備自動(dòng)交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。全站儀架設(shè)在已知點(diǎn)上，只要輸入測(cè)站點(diǎn)、后視點(diǎn)的坐標(biāo)，瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)定向，按下反算方位角鍵，則儀器自動(dòng)將測(cè)站與后視的方位角設(shè)置在該方向上。然后，瞄準(zhǔn)待測(cè)目標(biāo)，按下測(cè)量鍵，儀器將很快地測(cè)量水平角、垂直角、距離，并利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。49TCA2003TCA2003自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（1 1）TCA2003自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由測(cè)量機(jī)器人、基點(diǎn)、參考點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)組成，可實(shí)現(xiàn)全天候的無(wú)人值守。監(jiān)測(cè)前首先依據(jù)目標(biāo)點(diǎn)及參考點(diǎn)的分布情況，合理安置TCA2003測(cè)量機(jī)器人。要求具有良好的通視條件，一般應(yīng)選擇在穩(wěn)定處，使所有目標(biāo)點(diǎn)與全站儀的距離均在設(shè)置的觀測(cè)范圍內(nèi)，且避免同一方向上由兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，給全站儀的目標(biāo)識(shí)別帶來(lái)困難。為了儀器的防護(hù)、保溫等需要，并保證通視良好，應(yīng)專門設(shè)計(jì)、建造監(jiān)測(cè)站房。 50TCA2003TCA2003自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（2 2）參考點(diǎn)（三維坐標(biāo)已知）應(yīng)位于變形區(qū)以外，選擇適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，用以在監(jiān)測(cè)變形點(diǎn)之前檢測(cè)基點(diǎn)位置的變化，以保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的有效性，點(diǎn)上放置正對(duì)基