水平位移監(jiān)測ppt課件

1、位位 移移 監(jiān)監(jiān) 測測Displacement Survey 水平位移觀測方法水平位移觀測方法基準線法基準線法精密導(dǎo)線法精密導(dǎo)線法前方交會法前方交會法正、倒垂線法正、倒垂線法極坐標法極坐標法GPS法法攝影測量法攝影測量法基準線法基準線法1)光學(xué)法視準線法）：基準線面的提供通過經(jīng)緯儀照準來實現(xiàn)，用于測量直線型建構(gòu)筑物水庫大壩使用較多的水平位移，對于非直線型建構(gòu)筑物，可采用分段視準線的方法施測。按照所使用的工具和作業(yè)方法的不同，又分為“測小角法和“活動覘牌法”。特點是：工程造價低，精度低，不易實現(xiàn)全自動觀測，受外界條件的影響比較大，而且變形值不能超出系統(tǒng)的最大偏距值。2)引張線法：該法采用一條不銹

2、鋼鋼絲(直徑0.61.2 mm)，在兩端點處施加張力，使其在水平面的投影為直線，從而測出被測點相對于該直線的偏距。同視準線法相比，該法的基準線是一條物理的直線。 引張線法的特點是：成本低，精度高，主要取決于讀數(shù)精度，人工讀數(shù)精度為0.2mm0.3mm，自動讀數(shù)精度優(yōu)于0.1mm，受外界影響小，應(yīng)用普遍。最新的引張線測量系統(tǒng)采用線陣CCD傳感器實現(xiàn)自動讀數(shù)，其量程為幾厘米，精度優(yōu)于0.1mm。基準線法基準線法3)激光準直法：該法利用激光的單色性好和方向性強的特點，建立起一條物理的視準線作為測量基準，根據(jù)測量原理的不同可分為直接準直和衍射法準直，后者精度高于前者?；鶞示€法基準線法精密導(dǎo)線法精密導(dǎo)線

3、法對于非直線型的建筑物，如重力拱壩、曲線型橋梁以及一些高層建筑物的位移觀測，可以布設(shè)精密導(dǎo)線，測量導(dǎo)線點在不同觀測周期坐標值的變化。此法應(yīng)用較為廣泛，但量邊工作量大，角度觀測受旁折光影響較大。該法的精度取決于量邊精度，如果用銦鋼線尺量邊，或ME5000測距儀測邊，精度完全可以達到亞毫米級。 前方交會法前方交會法用于觀測效率較低且觀測時不易直接到達的部位，可以用測邊、測角或邊角前方交會法測定其水平位移。前方交會法由于受測角誤差、測邊誤差、交會角及圖形結(jié)構(gòu)、基線長度、外界條件的變化等因素影響，精度較低，一般為(13)mm。另外，其觀測工作量較大，計算過程較復(fù)雜，故不單獨使用，常作為備用手段或配合其

4、他方法使用。 正、倒垂線法正、倒垂線法正、倒垂線既可以實現(xiàn)水平位移監(jiān)測，又可實現(xiàn)土壩的撓度觀測。正垂線是一端固定于壩頂附近，另一端懸掛重錘，以便觀測壩體各點間及壩體相對于壩基的位移觀測，以及壩體的撓度觀測。倒垂線是一端埋設(shè)在大壩基礎(chǔ)深層基巖處，另一端浮起，來測定大壩的絕對位移?，F(xiàn)代垂線觀測儀采用線陣CCD傳感器實現(xiàn)自動讀數(shù), 兩方向上坐標精度優(yōu)于0.1mm。 極坐標法極坐標法（1高精度距離改正。中南理工大學(xué)張學(xué)莊教授提出距離交會法，其全稱為“SMDAMS 亞毫米級精度大壩變形自動監(jiān)測系統(tǒng)”，他認為，由于大氣折射與自動照準誤差的影響，測量機器人實際測角精度達不到標稱精度，不能實現(xiàn)大壩監(jiān)測所要求的

5、亞毫米級精度，因此解決辦法是：不用角度信息，只用距離信息；距離信息施加各種改正，使其達到亞毫米級。主要步驟有：用測邊和三邊交會法確定變形點的3維坐標；用頻率校準儀、高穩(wěn)定度高精度溫度計、氣壓計與濕度計等對所測邊長施加頻率改正和氣象改正；用自動周日觀測技術(shù)測定大氣代表性誤差規(guī)律，削弱大氣代表性誤差的影響。通過這些改造，系統(tǒng)最終的測距精度可達到(0.2mm+0.310-6D0.2mm+0.410-6D)，可以實現(xiàn)1km左右距離上亞毫米級的監(jiān)測精度。極坐標法極坐標法（2差分改正。其基本思想是：由于測量自動化使得測量時間縮短，大氣等環(huán)境條件相對穩(wěn)定，利用基準網(wǎng)的穩(wěn)定性信息，在無需測量氣象元素下實現(xiàn)大氣

6、折射、大氣折光的實時差分改正。據(jù)測試在近距離200米以內(nèi)上可達到亞mm級的精度。該系統(tǒng)的特點是：差分方案達到亞毫米級；減少了氣象儀器；全天24小時無人值守；可獲取3維坐標信息；反射棱鏡價格低廉，有利于增加變形點數(shù)。 GPS法法在每個監(jiān)測點上布設(shè)GPS天線和接收機，在數(shù)百米到12km的短基線上GPS測量可以獲得亞毫米級的定位精度。在清江隔河巖大壩的變形觀測中，12h觀測的水平精度優(yōu)于1mm，垂直精度優(yōu)于1.5mm，6h觀測的水平精度優(yōu)于0.5mm，垂直精度優(yōu)于1mm，而GPS瞬時觀測的水平位移精度為3mm5mm，垂直位移精度為8mm。特點是能實現(xiàn)自動連續(xù)觀測，實時性強，精度高。缺點是：觀測點位固

7、定，每增加一個觀測點就必須添加一臺GPS接收機，需要穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，成本較高，單機多天線技術(shù)是一個發(fā)展方向。 攝影測量法攝影測量法n與其他方法相比,攝影測量方法有以下顯著的特點:n1)不需要接觸被監(jiān)測的變形體;n2)外業(yè)工作量小,觀測時間短,可獲取快速變形過程,可同時確定變形體上任意點的變形;n3)攝影影象的信息量大,利用率高,利用種類多,可以對變形前后的信息做各種后處理,通過底片可觀測到變形體任一時刻的狀態(tài);n4)對攝影的分辨率要求較高,數(shù)據(jù)處理對軟硬件的要求也比較高.攝影測量法攝影測量法n攝影測量方法的精度主要取決于:n1)像點坐標的量測精度,它取決于攝影機和量測儀的質(zhì)量以及攝影材料的

8、質(zhì)量;n2)攝影測量幾何圖形的強度,它取決于攝影站和變形體間的關(guān)系及其變形體上控制點的數(shù)量和分布有關(guān);n3)數(shù)據(jù)處理采用嚴密的光束法平差,即將內(nèi)外方位元素、控制點坐標以及攝影測量中的系統(tǒng)誤差如底片變形、鏡頭畸變等作為觀測值或估計參數(shù)一起進行平差，也可進一步提高變形體上被測目標點的精度。n4目前像片坐標精度可達24m，目標點精度可達攝影距離的1/100000。隔河巖大壩隔河巖大壩GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)自動化監(jiān)測系統(tǒng)13GPS1GPS3GPS7GPS2傾斜觀測傾斜觀測 直接測定傾斜直接測定傾斜 垂準測量法垂準測量法 測量基礎(chǔ)相對沉降測量基礎(chǔ)相對沉降 測斜儀測斜儀直接測定傾斜直接測定傾斜測量基礎(chǔ)相對沉降測量基礎(chǔ)相對沉降基礎(chǔ)沉降基準面氣泡式傾斜儀原理氣泡式傾斜儀原理擺錘式傾斜儀原理擺錘式傾斜儀原理裂縫觀測裂縫觀測1石膏板標志：用厚10mm、寬5080mm長度視縫隙大小而定的石膏板，在裂縫兩邊固定牢固。當裂縫繼續(xù)發(fā)展時，石膏板不抗拉因而也隨之開裂，從而觀察裂縫發(fā)展的趨勢。 2白鐵片標志：3金屬棒標志：裂縫觀測裂縫觀測裂縫觀測裂縫觀測撓度觀測撓度觀測f4f3f2f1C4C3C2C1B3B2B1f1f2f3f3f2f1A3A2A1f1f2f3O1O2O3Of4O4日照、風(fēng)振變形、場地滑坡日照、風(fēng)振變形、場地滑坡 前方交會法、極坐標法、GPS差分定