变形监测复习资料.doc

引论 变形：变形体在各种荷载作用下，其形状、大小和位置在时间域和空间域中的变化。 变形监测：利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。 变形监测的内容： 工业与民用建筑物——基础的沉陷观测：均匀沉陷、不均匀沉陷；建筑物本身的变形观测：倾斜与裂缝、动态变形（振动的幅值、频率和扭转）。 水工建筑物——水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。 城市或矿区——地面沉降。 变形监测所研究的理论和方法主要涉及的内容：变形信息的获取、变形信息的分析与解释以及变形预报。 变形监测工作的意义： 掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时发现问题并采取措施； 理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。 地表变形监测的方法： 常规地面测量法（可进行一定范围内无人值守、全天候、全方位的自动监测；但受测程的限制，测站点一般都处在变形区域的范围之内）； 地面摄影测量（摄影距离不能过远，绝对精度较低）； 利用特殊和专用的监测仪器进行自动监测（应变测量、准直测量和倾斜测量）； 以GPS为代表的现代空间定位技术（周期性和连续性观测）。 变形物理解释的方法：统计分析法、确定函数法和混合模型法。 变形监测技术 变形监测技术： 地面监测方法与测量机器人； 地面摄影测量方法； GPS变形监测及自动化系统； 三维激光扫描技术及应用。 地面监测方法的优点： 能提供变形体的变形状态，以有效地监测确定变形体的变形范围和绝对位移量；监控面积大，可 观测量通过组成网的形式可以进行测量结果的校核和精度的评定； 灵活性大，能适用于不同精度的要求、不同形式的变形体和不同的外界条件。 地面摄影测量的优点： 可以同时测定变形体上任意点的变形； 提供完全和瞬间的三维空间信息； 大量减少野外的测量工作量； 可以不需要接触被测物体； 有了摄影底片，可以观测到变形体以前的状态。 地面摄影测量进行变形观测的基本方式：固定摄站的时间基线法、立体摄像测量法。 GPS变形监测的特点： 测站间无须通视； 可同时提供监测点的三维位移信息； 全天候监测； 监测精度高； 操作简单，易于实现监测自动化； GPS大地高用于垂直位移测量。 三维激光扫描技术的优点： 速度快，密度高，精度高，特别适合大面积或者表面复杂的物体测量及其物体局部细节测量； 不需要接触物体，昏暗和夜间都不影响外业测量； 快速和准确地获取表面、体积、断面、截面、等值线等； 方便将3D模型转换到ＣＡＤ系统中，直接供工程设计。 特殊的测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量。其特点有：测量过程简单、容易实现自动化观测和连续观测、提供的是局部的变形信息。 变形监测方案制定的主要内容有： 监测内容的确定； 监测方法、仪器和监测精度的确定； 施测部位和测点布置的确定； 监测周期的确定。 变形监测的内容：建筑物的变形监测可能包含建筑物的沉降观测、水平位移监测、倾斜监测、裂缝监测以及挠度监测。对于危岩滑坡的成灾条件主要监测危岩、滑坡地表及地下变形的二维或三维位移、倾斜变化的监测；有关物理参数——应力应变、地声变化的监测；环境因素——地震、降雨量、气温、地表水等的监测。 描述控制网质量的四类指标： 精度——描述误差分布离散程度的一种度量； 可靠性——发现和抵抗模型误差的能力大小的一种度量； 灵敏度——监测网发现某一变形的能力大小的一种度量； 经济——建网费用。 变形监测资料的预处理 在室内进行的检核工作： 校核各项原始记录，检查各次变形值的计算是否有误； 原始资料的统计分析； 原始实测值的逻辑分析。 一致性分析：从时间的关联性来分析连续积累的资料，即分析任一测点本次原始实测值与前一次原始实测值的变化关系，分析该效应量与某相应原因量之间的关系和以前测次的情况是否一致。绘制时间-效应量的过程线图和原因-效应量的相关图。 相关性分析：从空间的关联性出发来检查一些有内在物理联系的效应量之间的相关性。即将某点本测次某一效应量的原始实测值与邻近部位个测点本测次同类效应量的相应原始实测值进行比较。 观测点变形过程线：以时间为横坐标，累计变形量为纵坐标绘制成的曲线。 观测点变形过程线的绘制： 根据观测记录填写变形数值表； 绘制观测点实测变形过程线； 实测变形过程线的修匀。 常用建筑物变形分布图：变形值剖面分布图和建筑物沉陷等值线。 变形范围图：先绘制观测点的变形过程曲线，然后用两倍变形值的中误差绘制变形值的变化范围，变化范围图可以用来初步检查观测是否有粗差，同时也可初步判断建筑物是否有异常变形。 变形因素： 静水压力（坝体不同高度不同的水平推力产生挠度变形b、水库压力及坝底扬压力产生向下游转动而引起的变形r、水体重力使库底变形引起坝基向上游转动而引起的变形u、剪应力产生的滑动s）；