第一章、變形監(jiān)測

1、llSmmSPlABS0ll l 0ll l 0l PlSABabsincoslablSabmmS激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直和波帶板激光準(zhǔn)直法激光點光源、波帶板裝置、光電探測器引張線法 三測回平均值中誤差0.03mmlSABLBSlBBLAB12nCMPU雙頻監(jiān)測器雙頻監(jiān)測器雙頻監(jiān)測器雙頻監(jiān)測器雙頻監(jiān)測器雙頻監(jiān)測器參考點參考點單頻監(jiān)測器單頻監(jiān)測器GPS連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)框圖連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)框圖SlBH傾斜：i=tan=22221211222212 =() ,2314()226758()22SBllxyaaSlSllll 測基礎(chǔ)相對沉陷計算傾斜 i水準(zhǔn)方法測不均勻沉陷 懸吊垂球測以求傾斜兩臺經(jīng)緯儀交會 =測水平角法

2、21=arctanllHBSlAB1a2aa1S2S撓度：在建筑物的垂直面 內(nèi)各不同高程點相 對于底點的水平位 移稱為撓度。美國紐約帝國大廈高102層，在風(fēng)荷載作用下，最大擺動達(dá)7.6cm.可由觀測不同高度處的傾斜換算而得。（二）特殊的大地測量方法 特點：測量過程簡單 容易實現(xiàn)自動化觀測和連續(xù)觀測 提供的是局部的變形信息1、沉降測量：液體靜力水準(zhǔn)測量法 AB1a2aABh2b2H1b1H1211221212()()()ABhHHababaabb1222112121()()()ABhHHababaabb 212121211+21- ()2bbbbc aabbbbcAB21 得：h 得： =-為儀

3、器常數(shù)，讀數(shù)零點之差數(shù)，它取決于制造誤差. 當(dāng)液面高度發(fā)生變化時，浮子帶著鐵心升降，由于鐵心相對于電感線圈的上下移動，使線圈上的電感發(fā)生變化，用導(dǎo)線連接到離觀測點一定距離的觀測室內(nèi)，再用專門的電橋?qū)㈦姼辛康淖兓妷鹤兓?，遙測儀器通過量測電壓的變化，便知鐵心的升降量，亦即為容器液面高度的變化量。2、應(yīng)變測量：設(shè)兩點間距離為 ,第二周期測量時距離變化了 那么 為兩點間平均線應(yīng)變.當(dāng) 與變形 體尺寸比很小時，則 看成為點應(yīng)變.llll lll l 測 有機(jī)械法：用因瓦絲、石英棒等作為長度的標(biāo)準(zhǔn).長 度的變化用機(jī)械電子傳感器測量； 精度：幾十個微米 干涉法：激光干涉法可測到幾百米，甚至幾千米. 精度：

4、10-7 真空中： 4X10-10 應(yīng)變傳感器實質(zhì)為導(dǎo)體（金屬條或很窄的箔條） 做法：埋設(shè)在變形體中，由于變形體中的應(yīng) 變使得導(dǎo)體伸長或縮短，從而改變了 導(dǎo)體的電阻.電阻變化用電橋測量，通 過測量電阻的變化就可以計算應(yīng)變.l測距離變化求應(yīng)變應(yīng)變傳感器1V2V3Vab123121180VVVVaa ba bab（）3、準(zhǔn)直測量： 激光 在大氣中精度：10-510-6 在真空中精度：10-710-8 方向性強(qiáng)，直接準(zhǔn)直 如：激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直 激光準(zhǔn)直 單色性好，衍射準(zhǔn)直 如：波帶極激光準(zhǔn)直 尼龍絲準(zhǔn)直：尼龍絲直徑0.3mm，施加1.5kg拉力 系統(tǒng)包括：尼龍絲拉緊裝置和一個對中的讀數(shù)顯微鏡原理： 如

5、果逐次觀測三個點的偏離值，每次推進(jìn)一個點，兩個點重疊起連接作用，這樣可按連接支導(dǎo)線計算導(dǎo)線各中間點相對于閉合邊的偏離值。尼龍繩準(zhǔn)直測量的精度分析連接支導(dǎo)線中點（最弱點）的準(zhǔn)直精度可用下式估算：尼龍繩準(zhǔn)直的精度受觀測儀器誤差讀數(shù)誤差影響氣流的影響鋼絲準(zhǔn)直：引張線，直徑1mm，1050kg拉力拉緊鋼絲. 裝置：端點，觀測點，鋼絲和保護(hù)管. 設(shè)置浮托裝置 三測回觀測平均值精度：0.1 0.3mm222222111.51.22442.442VVVVVVmmmmmmmmmmSS(2)(2)248(1)ymSn nn nmnAB垂直測量：光學(xué)垂準(zhǔn)儀 激光鉛直儀：可用于測定高層建筑物的擺動. 機(jī)械法垂直準(zhǔn)直

6、：正垂 倒垂：還可用作變形觀測的基準(zhǔn)點。 偏離值可通過垂線坐標(biāo)儀測得。傾斜：電子傾斜儀1.擺式傾斜儀利用可變電感的原理制成的，具有：靈敏度高讀數(shù)方便調(diào)整范圍寬2.氣泡式傾斜儀 我國制造的氣泡式傾斜儀 2 觀測范圍 1 如應(yīng)用于設(shè)備基礎(chǔ)平臺的傾斜觀測。r12L =L12LLm3.差動電容式電子水準(zhǔn)器 工作原理：當(dāng)玻璃管水準(zhǔn)器傾斜時，氣泡向旁邊偏離x，使C1C2中介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化，引起橋路兩臂的電抗發(fā)生變化，因而橋路失去平衡，可用測量裝置將其記錄下來。這種電子水準(zhǔn)器可固定地安置在建筑物或設(shè)備的適當(dāng)位置，就能自動地進(jìn)行傾斜觀測。適用于作動態(tài)觀測，=0.2200 .m傾斜，范圍形成差動電容裝置1

7、32R載1Zx2Z2C1C 高頻交流電壓 C1C2構(gòu)成橋路兩臂Z1Z2為阻抗 R載為負(fù)載電阻 （三）攝影測量方法1.應(yīng)用：地面攝影測量方法越來越廣泛用于大型工程建筑物的變形觀測。 大型的工程建筑物：混凝土大壩、檔土墻、高層建筑物等。 空中攝影測量也有用于較大范圍的地面變形測量。 如：測定由于地下采礦而引起的地表移動. 由于火山噴發(fā)而致的環(huán)境變化 2.優(yōu)點：可同時測定變形體的任何變形提供完全和瞬時的三維空間信息大量減少野外的測量工作量可以不需要接觸被測物體有了攝影底片，可以觀測到變形體以前的狀態(tài)。3.原理：有基于固定攝站得時間基線法： 測二維變形 有立體攝影測量方法：測三維變形 固定攝站的時間基

8、線法原理：SXZYaaAAX =Z =YxM xfYzM zf原理：XMxZMz精度：XM xZM z222()()()fxYXxZzzmmmmXM mYxfZmmM mz參考點使用：設(shè)內(nèi)外方位元素不變，第2次 攝影時像點坐標(biāo)為x，z；內(nèi)外方位元素變化，像點坐標(biāo)測得為,.xz設(shè)012012xxaax a zzzbbx b z012012xxaax a zzzbbx b z 11XZMM對于控制點 x= z= 參考點 x=0, z=01110112122201222012()()()nnnnnxxVaa xa zxxVaa xa zxxVaa xa z n個控制點列誤差方程可解算系數(shù),iia b

9、地面立體攝影測量的解析處理方法有：1.空間前方交會法2.空間后交前交法3.嚴(yán)密解法4.直接線性變換法11213101222321323330122232()()()()()()()()()()()()ASASASASASASASASASASASASa XXa YYa ZZx xfaXXa YYaZZaXXa YYa ZZz zfaXXa YYaZZ0111110111110222220222221122()()()()AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAxzxzxxxxxVXYZXYZzzzzzVXYZXYZxxxxxVXYZXYZzzzzzVXYZXYZ左像片右像片1210000

10、()()TTTAAAAAAAAAlVAxxA PAA lDxA PAXXXYYYZZZ坐標(biāo)儀量測的坐標(biāo)值像片坐標(biāo)像方空間坐標(biāo)12349101156789101111L XL YL ZLxL XL YL ZL XL YL ZLzL XL YL Z111DLTLL 為系數(shù)u當(dāng)DLT系數(shù)已知：對一個時X 列4個誤差方程可解出三維坐標(biāo)u當(dāng)DLT系數(shù)未知：需布至少6個控制點，X解算出DLT系數(shù)再求XX坐標(biāo).8lm11=1.2mm22Hmm差1=682mm平移1=6.810mmm平移平移1=4.82mmmm移觀 點 位222000=mmmmm Qm測觀測內(nèi)容沉陷量/mm水平位移/mm巖基上的混凝土壩壓縮土上的混凝土壩土壩施工期間土壩運營期間121051251035大壩的要求列于下表：定量：11222122=T=2XXtXmtXtXXXmmkm