第一章、變形監(jiān)測(cè)

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(diǎn)光源、波帶板裝置、光電探測(cè)器引張線法 三測(cè)回平均值中誤差0.03mmlSABLBSlBBLAB12nCMPU雙頻監(jiān)測(cè)器雙頻監(jiān)測(cè)器雙頻監(jiān)測(cè)器雙頻監(jiān)測(cè)器雙頻監(jiān)測(cè)器雙頻監(jiān)測(cè)器參考點(diǎn)參考點(diǎn)單頻監(jiān)測(cè)器單頻監(jiān)測(cè)器GPS連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖SlBH傾斜：i=tan=22221211222212 =() ,2314()226758()22SBllxyaaSlSllll 測(cè)基礎(chǔ)相對(duì)沉陷計(jì)算傾斜 i水準(zhǔn)方法測(cè)不均勻沉陷 懸吊垂球測(cè)以求傾斜兩臺(tái)經(jīng)緯儀交會(huì) =測(cè)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(diǎn)相 對(duì)于底點(diǎn)的水平位 移稱為撓度。美國(guó)紐約帝國(guó)大廈高102層，在風(fēng)荷載作用下，最大擺動(dòng)達(dá)7.6cm.可由觀測(cè)不同高度處的傾斜換算而得。（二）特殊的大地測(cè)量方法 特點(diǎn)：測(cè)量過程簡(jiǎn)單 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)和連續(xù)觀測(cè) 提供的是局部的變形信息1、沉降測(cè)量：液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量法 AB1a2aABh2b2H1b1H1211221212()()()ABhHHababaabb1222112121()()()ABhHHababaabb 212121211+21- ()2bbbbc aabbbbcAB21 得：h 得： =-為儀

3、器常數(shù)，讀數(shù)零點(diǎn)之差數(shù)，它取決于制造誤差. 當(dāng)液面高度發(fā)生變化時(shí)，浮子帶著鐵心升降，由于鐵心相對(duì)于電感線圈的上下移動(dòng)，使線圈上的電感發(fā)生變化，用導(dǎo)線連接到離觀測(cè)點(diǎn)一定距離的觀測(cè)室內(nèi)，再用專門的電橋?qū)㈦姼辛康淖兓妷鹤兓?，遙測(cè)儀器通過量測(cè)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(cè)量：設(shè)兩點(diǎn)間距離為 ,第二周期測(cè)量時(shí)距離變化了 那么 為兩點(diǎn)間平均線應(yīng)變.當(dāng) 與變形 體尺寸比很小時(shí)，則 看成為點(diǎn)應(yīng)變.llll lll l 測(cè) 有機(jī)械法：用因瓦絲、石英棒等作為長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn).長(zhǎng) 度的變化用機(jī)械電子傳感器測(cè)量； 精度：幾十個(gè)微米 干涉法：激光干涉法可測(cè)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(shí)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(zhǎng)或縮短，從而改變了 導(dǎo)體的電阻.電阻變化用電橋測(cè)量，通 過測(cè)量電阻的變化就可以計(jì)算應(yīng)變.l測(cè)距離變化求應(yīng)變應(yīng)變傳感器1V2V3Vab123121180VVVVaa ba bab（）3、準(zhǔn)直測(cè)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(gè)對(duì)中的讀數(shù)顯微鏡原理： 如

5、果逐次觀測(cè)三個(gè)點(diǎn)的偏離值，每次推進(jìn)一個(gè)點(diǎn)，兩個(gè)點(diǎn)重疊起連接作用，這樣可按連接支導(dǎo)線計(jì)算導(dǎo)線各中間點(diǎn)相對(duì)于閉合邊的偏離值。尼龍繩準(zhǔn)直測(cè)量的精度分析連接支導(dǎo)線中點(diǎn)（最弱點(diǎn)）的準(zhǔn)直精度可用下式估算：尼龍繩準(zhǔn)直的精度受觀測(cè)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(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)，鋼絲和保護(hù)管. 設(shè)置浮托裝置 三測(cè)回觀測(cè)平均值精度：0.1 0.3mm222222111.51.22442.442VVVVVVmmmmmmmmmmSS(2)(2)248(1)ymSn nn nmnAB垂直測(cè)量：光學(xué)垂準(zhǔn)儀 激光鉛直儀：可用于測(cè)定高層建筑物的擺動(dòng). 機(jī)械法垂直準(zhǔn)直

6、：正垂 倒垂：還可用作變形觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)。 偏離值可通過垂線坐標(biāo)儀測(cè)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(guó)制造的氣泡式傾斜儀 2 觀測(cè)范圍 1 如應(yīng)用于設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)的傾斜觀測(cè)。r12L =L12LLm3.差動(dòng)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(shí)，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(cè)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(dòng)地進(jìn)行傾斜觀測(cè)。適用于作動(dòng)態(tài)觀測(cè)，=0.2200 .m傾斜，范圍形成差動(dòng)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(cè)量方法1.應(yīng)用：地面攝影測(cè)量方法越來越廣泛用于大型工程建筑物的變形觀測(cè)。 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(cè)量也有用于較大范圍的地面變形測(cè)量。 如：測(cè)定由于地下采礦而引起的地表移動(dòng). 由于火山噴發(fā)而致的環(huán)境變化 2.優(yōu)點(diǎn)：可同時(shí)測(cè)定變形體的任何變形提供完全和瞬時(shí)的三維空間信息大量減少野外的測(cè)量工作量可以不需要接觸被測(cè)物體有了攝影底片，可以觀測(cè)到變形體以前的狀態(tài)。3.原理：有基于固定攝站得時(shí)間基線法： 測(cè)二維變形 有立體攝影測(cè)量方法：測(cè)三維變形 固定攝站的時(shí)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(diǎn)使用：設(shè)內(nèi)外方位元素不變，第2次 攝影時(shí)像點(diǎn)坐標(biāo)為x，z；內(nèi)外方位元素變化，像點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)得為,.xz設(shè)012012xxaax a zzzbbx b z012012xxaax a zzzbbx b z 11XZMM對(duì)于控制點(diǎn) x= z= 參考點(diǎn) x=0, z=01110112122201222012()()()nnnnnxxVaa xa zxxVaa xa zxxVaa xa z n個(gè)控制點(diǎn)列誤差方程可解算系數(shù),iia b

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

10、()TTTAAAAAAAAAlVAxxA PAA lDxA PAXXXYYYZZZ坐標(biāo)儀量測(cè)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(duì)一個(gè)時(shí)X 列4個(gè)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(gè)控制點(diǎn)，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(diǎn) 位222000=mmmmm Qm測(cè)觀測(cè)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(yùn)營(yíng)期間121051251035大壩的要求列于下表：定量：11222122=T=2XXtXmtXtXXXmmkm