第2章-變形監(jiān)測基礎(chǔ)知識

授課人：張偉第二章：變形監(jiān)測基礎(chǔ)知識1學(xué)習(xí)要點工程變形監(jiān)測系統(tǒng)概況變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)

工程變形監(jiān)測常用儀器22.1工程變形監(jiān)測系統(tǒng)概況工程變形監(jiān)測系統(tǒng)的種類：1）人工變形監(jiān)測系統(tǒng)：由人工進(jìn)行各項觀測的儀器操作、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)記錄并將數(shù)據(jù)錄入計算機(jī)軟件，從而進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)處理、圖形繪制，再完成變形分析的過程。通常是由觀測儀器設(shè)備、讀數(shù)及記錄設(shè)備、計算機(jī)等幾部分組成。2）自動變形監(jiān)測系統(tǒng)：利用一些特定的測量技術(shù)和儀器設(shè)備來完成某些變形體監(jiān)測項目，實現(xiàn)全天候無人值守監(jiān)測，具有實時性、精確性、自動化等特征的系統(tǒng)。通常是由測量機(jī)器人、傳感器、遙測采集器、自動化測讀儀表、計算機(jī)及軟件等組成。32.1工程變形監(jiān)測系統(tǒng)概況42.1工程變形監(jiān)測系統(tǒng)概況52.2變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計的基本格式封皮：XXX(工程名)變形監(jiān)測技術(shù)設(shè)計方案單位：****時間：****扉頁：項目名稱：****監(jiān)測單位：****編寫：****審查：****審核：****批準(zhǔn)：****62.2變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計的基本格式目錄

1．工程概況2．監(jiān)測目的和依據(jù)2.1監(jiān)測目的2.2監(jiān)測依據(jù)3．監(jiān)測項目及要求

3.1監(jiān)測項目3.2監(jiān)測要求4．坐標(biāo)系統(tǒng)4.1平面坐標(biāo)系統(tǒng)4.2高程系統(tǒng)5．監(jiān)測控制網(wǎng)的布設(shè)及保護(hù)5.1監(jiān)測控制網(wǎng)的布設(shè)5.2監(jiān)測監(jiān)測網(wǎng)的保護(hù)72.2變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計的基本格式6．監(jiān)測儀器設(shè)備及檢定要求6.1監(jiān)測所用的儀器設(shè)備6.2儀器設(shè)備的檢驗鑒定7．監(jiān)測方法及精度7.1監(jiān)測方法7.2監(jiān)測精度8．監(jiān)測頻率9．監(jiān)測報警及異常情況下的監(jiān)測措施10．監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及信息反饋11．監(jiān)測人員的配備12．作業(yè)安全及其他管理制度12.1作業(yè)安全12.2質(zhì)量保證措施12.3注意事項及應(yīng)急制度82.2變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計變形監(jiān)測項目技術(shù)設(shè)計的步驟：（1）明確工程的性質(zhì)和特點、監(jiān)測對象及監(jiān)測目的；（2）收集編制技術(shù)設(shè)計方案需要的各種資料；（3）現(xiàn)場踏勘，了解工程項目及周圍環(huán)境情況；（4）確定各類監(jiān)測項目使用的監(jiān)測儀器及方法；（5）確定各類監(jiān)測項目所采用的數(shù)據(jù)處理方法；（6）會同有關(guān)人員確定各類監(jiān)測項目的變形警戒值；（7）編制監(jiān)測方案初稿，提交委托單位審閱；（8）依據(jù)修改意見形成最終的監(jiān)測方案92.3變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)的基本格式：封皮：****(工程名)變形監(jiān)測技術(shù)總結(jié)報告工程名稱：****工程地點：****委托單位：****檢測日期：****報告編號：****102.3變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)的基本格式：扉頁：項目名稱：****施測單位：****監(jiān)測人員：****編寫：****審查：****審核：****批準(zhǔn)：****112.3變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)的基本格式：目錄1．工程概況2．監(jiān)測目的和依據(jù)2.1監(jiān)測目的2.2監(jiān)測依據(jù)3．監(jiān)測項目及要求

3.1監(jiān)測項目3.2監(jiān)測要求4．坐標(biāo)系統(tǒng)

4.1平面坐標(biāo)系統(tǒng)

4.2高程系統(tǒng)5．監(jiān)測控制網(wǎng)的布設(shè)及保護(hù)5.1監(jiān)測控制網(wǎng)的布設(shè)5.2監(jiān)測監(jiān)測網(wǎng)的保護(hù)122.3變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)變形監(jiān)測項目技術(shù)總結(jié)的基本格式：6．監(jiān)測儀器設(shè)備及檢定要求6.1監(jiān)測所用的儀器設(shè)備6.2儀器設(shè)備的檢驗鑒定7．監(jiān)測方法及精度7.1監(jiān)測方法7.2監(jiān)測精度8．監(jiān)測頻率9．監(jiān)測報警及異常情況下的監(jiān)測措施10．監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及信息反饋11．監(jiān)測人員的配備12．作業(yè)安全及其他管理制度12.1作業(yè)安全12.2質(zhì)量保證措施12.3注意事項及應(yīng)急制度132.4工程變形監(jiān)測常用儀器簡介工程變形監(jiān)測常用儀器：（1）外部觀測儀器：包括通用儀器和專用儀器兩類。

外部觀測法是以被觀測物體的外部表面變形為觀測對象的方法，其特點是觀測點布設(shè)在被觀測物體的表面、測點和儀器具有可接觸、可更換、非完全埋入的特點。

通用儀器：主要包括光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀、電磁波測距儀、電子經(jīng)緯儀、電子水準(zhǔn)儀、電子全站儀、GNSS接收機(jī)等。

專用儀器：主要包括機(jī)械式、光電式及光電結(jié)合式，如液體靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)、正倒垂線、活動覘牌、引張線、激光準(zhǔn)直儀、鉛垂儀、測量機(jī)器人、GNSS一機(jī)多天線系統(tǒng)、三維激光掃描儀等。142.4工程變形監(jiān)測常用儀器簡介工程變形監(jiān)測常用儀器：（2）內(nèi)部觀測儀器：

內(nèi)部觀測法是將儀器埋入變形體內(nèi)部，監(jiān)測變形體在施工過程中的各種物理量的變化的方法。內(nèi)部觀測法仍以位移作為最主要的觀測對象。

內(nèi)部觀測儀器主要包括位移計、收斂計、測縫計、測斜儀、沉降儀、應(yīng)變計等。（3）應(yīng)力測量儀器：

建筑物的應(yīng)力(壓力)觀測主要包括混凝土應(yīng)力觀測、土壓力觀測、孔隙水壓力觀測、滲透壓力觀測、鋼筋應(yīng)力觀測、巖(土)體應(yīng)力觀測、巖(土)體載荷力觀測等。

應(yīng)力測量儀器主要包括混凝土應(yīng)力計、土壓力計、孔隙水壓力計(滲壓計)、鋼筋應(yīng)力計(鋼筋計)、測力計等。15精密電子水準(zhǔn)儀精密電子水準(zhǔn)儀的基本工作原理16精密電子水準(zhǔn)儀

天寶(Trimble)DINI03電子水準(zhǔn)儀

1.望遠(yuǎn)鏡遮陽板2.望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦螺旋3.觸發(fā)鍵4.水平微調(diào)5.刻度盤6.腳螺旋7.底座

8.電源/通訊口9.鍵盤10.顯示器11.圓水準(zhǔn)氣泡

12.十字絲13.可以動圓水準(zhǔn)氣泡調(diào)節(jié)器17精密條碼電子水準(zhǔn)尺18精密電子水準(zhǔn)儀的參數(shù)設(shè)置

在使用精密電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行作業(yè)之前，通常要進(jìn)行如下設(shè)置：路線名、起點點名、起點高程、終點點名、終點高程、往返測設(shè)置、測量等級設(shè)置、讀數(shù)次數(shù)、觀測順序、高程顯示位數(shù)、距離顯示位數(shù)、視距長上限值、視距長下限值、視線高上限值、視距高下限值、前后視距差限值、視距差累計值限值、兩次讀數(shù)差限值、兩次所測高差之差限值等。19測量機(jī)器人

測量機(jī)器人又稱高精度伺服馬達(dá)自動全站儀,是具有馬達(dá)伺服驅(qū)動和機(jī)內(nèi)程序控制的TPS系統(tǒng)結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù)，可以實現(xiàn)測量的全自動化，集自動目標(biāo)識別、自動照準(zhǔn)、自動測角、自動測距、自動跟蹤目標(biāo)、自動記錄于一體的測量系統(tǒng)，被稱為測量機(jī)器人技術(shù)。測量機(jī)器人可對多個個目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)和重復(fù)觀測，可以實現(xiàn)變形監(jiān)測的全自動化。

測量機(jī)器人的組成包括坐標(biāo)系統(tǒng)、操縱器、換能器、計算機(jī)和控制器、閉路控制傳感器、決定制作、目標(biāo)捕獲和集成傳感器等八大部分。20測量機(jī)器人

徠卡TCA2003自動全站儀索佳SRX1自動全站儀21三維激光掃描儀

三維激光掃描儀的主要構(gòu)造是由一臺高速精確的激光測距儀，配上一組可以引導(dǎo)激光并以均勻角速度掃描的反射棱鏡。激光測距儀主動發(fā)射激光，同時接受由自然物表面反射的信號從而可以進(jìn)行測距，針對每一個掃描點可測得測站至掃描點的斜距，再配合掃描的水平和垂直方向角，可以得到每一掃描點與測站的空間相對坐標(biāo)。

三維激光掃描儀按照掃描平臺的不同可以分為：機(jī)載(或星載)激光掃描系統(tǒng)、地面型激光掃描系統(tǒng)、便攜式激光掃描系統(tǒng)。

22三維激光掃描儀

徠卡三維激光掃描儀

三維激光掃描儀工作原理

23GNSS一機(jī)多天線技術(shù)

GNSS一機(jī)多天線控制系統(tǒng)的設(shè)計思路如下圖所示，它是將無