建筑物的变形测量教案.ppt

第十章 建筑物的变形观测 概述 变形观测的精度和频率 垂直位移观测 基坑回弹观测 倾斜观测 裂缝与水平位移观测 挠度观测 变形观测的成果整理 二、 水平位移观测 水平位移观测的平面位置是依据水平位移监测网，或称平面控制网。根据建筑物的结构形式、已有设备和具体条件，可采用三角网、导线网、边角网、三边网和视准线等形式。在采用视准线时，为能发现端点是否产生位移，还应在两端分别建立检核点。 为了方便，水平位移监测网通常都采用独立坐标系统。例如大坝、桥梁等往往以它的轴线方向作为x轴，而y坐标的变化，即是它的侧向位移。为使各控制点的精度一致，都采用一次布网。 监测网的精度，应能满足变形点观测精度的要求。在设计监测网时，要根据变形点的观测精度，预估对监测网的精度要求，并选择适宜的观测等级和方法。水平位移监测网的等级和主要技术要求见表15—3。 基准线法 视准线、引张线、激光准直 ——多用在直线型建（构）筑物（如大坝、 大桥）平面位移观测。 前方交会法（直线、曲线均可） 导线法 3、导线法 当相邻的变形点间可以通视，且在变形点上可以安置仪器进行测角、测距时，可采用这种方法。通过各次观测所得的坐标值进行比较，便可得出点位位移的大小和方向。 这种方法多用于非直线型建筑物的水平位移观测，如对弧形拱坝和曲线桥的水平位移观测。 §10-7 挠度观测 所谓挠度，是指建(构)筑物或其构件在水平方向或竖直方向上的弯曲值。例如桥的梁部在中间会产生向下弯曲，高耸建筑物会产生侧向弯曲。 如下图是对梁进行挠度观测的例子。在梁的两端及中部设置三个变形观测点A、B及C，定期对这三个点进行沉降观测，即可依下式计算各期相对于首期的挠度值： 沉降量可用水准测量方法观测，如果由于结构或其他原因，无法采用水准测量时，也可采用三角高程的方法。 桥梁在动荷载(如列车行驶在桥上)作用下会产生弹性挠度，即列车通过后，立即恢复原状，这就要求在挠度最大时测定其变形值。为能测得其瞬时值，可在地面架设测距仪，用三角高程法观测，也可利用近景摄影测量法测定。 对高耸建(构)筑物竖直方向的挠度观测，是测定在不同高度上的几何中心或棱边等特殊点相对于底部几何中心或相应点的水平位移，并将这些点在其扭曲方向的铅垂面上的投影绘成曲线，就是挠度曲线。水平位移的观测方法，可采用测角前方交会法、极坐标法或垂线法。 ③由于水库水体的重力作用使库底变形，引起坝基向上游转动而引起的变形u。 ④由于剪应力对坝底接触带的作用，在静水压力作用下产生的滑动s（对大坝威胁性较大）。 2、坝体的温度变化 3、时效变化 时效变化是由于建筑材料的变形以及基础岩层在荷载作用下引起的变形所产生的。它的特点是施工期与运营初期比较大，随着时间的推移而渐趋稳定。时效变化为不可逆变形。 根据我国水坝观测资料分析可知，对于坝顶的位移，温度影响往往比水位影响大。坝顶沉陷的主要因素是温度和水位的变化。对于坝基来说，库水位变化是垂直位移和倾斜变形的主要因素，而温度影响可以忽略。 四、一元线性回归分析 下面结合一个实例来具体说明一元线性回归分析的内容与步骤。 下页表为某混凝土坝坝基沉陷的观测值及其响应的库水位。 1、绘制坝基沉陷与库水位散点图 今以x轴表示库水位，以y轴表示沉陷量，绘制坝基沉陷与库水位散点图。（如右图所示） 由右图可以认为这些散点的分布可用一条直线y=a+bx来代替。 由于因变量y与自变量x 关系的不确定性，对观测数据可以写成： 为了由观测数据计算a、b的最佳估值 ，采用最小二乘原理来计算估值，为此组成： 2、求线性方程的表达式 在［vv］最小的要求下由上式对a、b求微分，整理后得： 经变换后得： 式中，n为观测值个数。 代入观测数据即可求得： 用 求因变量yi的估值需加改正值： 则因变量估值的中误差为： 当用回归直线预报未来变形值时，通常在回归直线两侧根据2S值画两条平行线（图中虚线）。这两条平行线以内的范围即为未来变形值允许出现的区间。 3、求因变量估值的中误差 4、相关性检验 相关系数： 其估值为： 当ρ愈接近±1时，表明随机变量x与y线性相关密切。根据相关系数检验的临界值表，当计算的ρ估值大于表载的相应值时，即认为随机变量之间线性相关密切，此时配置的回归直线有一定的价值。 对于上例，计算求得 ，大于置信水平0.01时的相关系数分位值