變形監(jiān)測知識(shí)點(diǎn)

1、所謂變形監(jiān)測所謂變形監(jiān)測，就是利用測量與專用儀器和方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)視觀測的工作。其任務(wù)是任務(wù)是確定在各種載荷和外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。變形觀測變形觀測：對(duì)變形體在運(yùn)動(dòng)中的空間和時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行周期性的重復(fù)觀測，就稱為變形觀測。根據(jù)變形體的研究范圍根據(jù)變形體的研究范圍，可將變形監(jiān)測研究對(duì)象劃分為這樣三類：1全球性變形研究如監(jiān)測全球板塊運(yùn)動(dòng)、地極移動(dòng)、地球自轉(zhuǎn)速率變化、地潮等；2區(qū)域性變形研究如

2、地殼形變監(jiān)測、城市地面沉降等；3工程和局部性變形研究如監(jiān)測工程建筑物的三維變形、滑坡體的滑動(dòng)、地下開采使引起的地表移動(dòng)和下沉等。變形監(jiān)測的內(nèi)容變形監(jiān)測的內(nèi)容1）工業(yè)與民用建筑物：主要包括基礎(chǔ)的沉陷觀測與建筑物本身的變形觀測2）水工建筑物：對(duì)于土壩，其觀測項(xiàng)目主要為水平位移、垂直位移、滲透以及裂縫觀測。3）地面沉降：對(duì)于建立在江河下游沖積層上的城市，由于工業(yè)用水需要大量地吸取地下水，而影響地下土層的結(jié)構(gòu)，將使地面發(fā)生沉降現(xiàn)象。對(duì)于地下采礦

3、地區(qū)，由于在地下大量的采掘，也會(huì)使地表發(fā)生沉降現(xiàn)象變形監(jiān)測的目的和意義變形監(jiān)測的目的和意義：具有實(shí)用上的意義，主要是掌握各種建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性，為安全性診斷提供必要信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以便采取措施；具有科學(xué)上的意義，包括更好地理解變形的機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼運(yùn)動(dòng)的假說，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)，以及建立有效的變形預(yù)報(bào)模型。變形監(jiān)測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢變形監(jiān)測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢：1）多種傳感器、數(shù)字近景攝影、全自動(dòng)跟蹤全站儀和GPS的

4、應(yīng)用，將向?qū)崟r(shí)、連續(xù)、高效率、自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的方向發(fā)展；2）變形監(jiān)測的時(shí)空采樣率會(huì)得到大大提高，變形監(jiān)測自動(dòng)化可為變形分析提供極為豐富的數(shù)據(jù)信息；3）高度可靠、實(shí)用、先進(jìn)的監(jiān)測儀器和自動(dòng)化系統(tǒng)，要求在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行；4）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，在大壩、橋梁、邊坡體等工程中將發(fā)揮巨大作用，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是推進(jìn)重大工程安全監(jiān)控管理的必由之路。1.1.什么是監(jiān)測網(wǎng)平差的基準(zhǔn)，平差基準(zhǔn)有哪三種類型什么是監(jiān)測網(wǎng)平差的基準(zhǔn)，平差基準(zhǔn)有哪

5、三種類型？固定基準(zhǔn)位于變形體之外，在各觀測周期中認(rèn)為是不變的，以作為測定變形點(diǎn)絕對(duì)位移的參考點(diǎn)。在監(jiān)測網(wǎng)平差中，我們通常將變形參考系稱為基準(zhǔn)，監(jiān)測網(wǎng)平差時(shí)必須考慮網(wǎng)點(diǎn)位置及其位移的參考基準(zhǔn)。如果基準(zhǔn)不統(tǒng)一，形變量中就會(huì)混入基準(zhǔn)誤差；如果基準(zhǔn)定義不當(dāng)，也會(huì)給形變分析帶來困難。監(jiān)測網(wǎng)平差的基準(zhǔn)監(jiān)測網(wǎng)平差的基準(zhǔn)固定基準(zhǔn)—經(jīng)典平差，重心基準(zhǔn)—自由網(wǎng)平差，局部重心基準(zhǔn)—擬穩(wěn)平差監(jiān)測點(diǎn)位布置監(jiān)測點(diǎn)位布置：必須安全、可靠，布局合理，突出重點(diǎn)，并能滿足

6、監(jiān)測設(shè)計(jì)及精度要求，便于長期監(jiān)測。變形過程線變形過程線：是以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以累積變形值(位移、沉陷、傾斜和撓度等)為縱坐標(biāo)繪制成的曲線。觀測點(diǎn)變形過程線可明顯地反映出變形的趨勢、規(guī)律和幅度，對(duì)于初步判斷建筑物的工作情況是否正常是非常有用的。變形過程線的繪制變形過程線的繪制：①根據(jù)觀測記錄填寫變形數(shù)值表；②繪制觀測點(diǎn)實(shí)測變形過程線；③實(shí)測變形過程線的修勻。建筑物變形分布圖建筑物變形分布圖：能夠全面地反映建筑物的變形狀況。有：①變形值剖面分

7、布圖；②建筑物(或基礎(chǔ))沉陷等值線。.參考網(wǎng)參考網(wǎng)：在測量中，當(dāng)觀測量是未知量的相對(duì)觀測量而不是絕對(duì)觀測量時(shí)，要由相對(duì)觀測量求得未知量的值必須有初始值作為參考。比如在水準(zhǔn)測量中，高差是兩個(gè)點(diǎn)高程的相對(duì)觀測量，而不是某一個(gè)點(diǎn)高程的絕對(duì)觀測量，一個(gè)水準(zhǔn)網(wǎng)中各點(diǎn)的高程計(jì)算必須有一個(gè)高程已知點(diǎn)，這個(gè)已知點(diǎn)就是該網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)。必要的基準(zhǔn)參數(shù)構(gòu)成網(wǎng)的基準(zhǔn)，或稱參考系。.變形監(jiān)測網(wǎng)變形監(jiān)測網(wǎng)：在變形觀測中，為了采集變形體的變形信息需要布設(shè)變形監(jiān)測網(wǎng)。通

8、過在不同時(shí)間對(duì)變形監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行重復(fù)觀測，來獲取布設(shè)在變形體上目標(biāo)點(diǎn)的位移。變形監(jiān)測網(wǎng)是控制網(wǎng)在變形監(jiān)測中的一種形式。它可能是水準(zhǔn)網(wǎng)、三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)或GPS網(wǎng)。所以變形監(jiān)測網(wǎng)的觀測量都是坐標(biāo)的相對(duì)觀測量，需要給定參考系才能計(jì)算各觀測周期網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)。變形監(jiān)測網(wǎng)：分為絕對(duì)網(wǎng)、相對(duì)網(wǎng)。絕對(duì)網(wǎng)絕對(duì)網(wǎng)：有部分點(diǎn)布設(shè)在變形體外的監(jiān)測網(wǎng)；相對(duì)網(wǎng)相對(duì)網(wǎng)：網(wǎng)的全部點(diǎn)都在變形體上的監(jiān)測網(wǎng)。變形監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)原則變形監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)原則：1）變形監(jiān)測控制網(wǎng)的起算點(diǎn)或終

9、點(diǎn)要有穩(wěn)定的點(diǎn)位，應(yīng)布設(shè)在牢靠的非變形區(qū)，為了減少觀測點(diǎn)誤差的積累，距觀測區(qū)又不能過遠(yuǎn)。2）為了便于迅速獲得觀測成果，變形監(jiān)測控制網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能的簡單。3）在確保變形監(jiān)測控制網(wǎng)具有足夠精度的條件下，控制網(wǎng)應(yīng)盡量布設(shè)一次全面網(wǎng)；在特殊條件下，才允許分層控制。4）實(shí)測原則：測量儀器、設(shè)備和測量方法的選擇，要量力而行，不能超越現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件，不能提出過高的要求。5）控制網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)技術(shù)，盡可能多地獲取建筑物變形數(shù)據(jù)，特

10、別是絕對(duì)位移數(shù)據(jù)和時(shí)間信息?？刂泣c(diǎn)便于長期保存。6）變形監(jiān)測控制網(wǎng)應(yīng)與建筑施工采用相同的坐標(biāo)系統(tǒng).參考點(diǎn)參考點(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn))：對(duì)于絕對(duì)網(wǎng)，那些布設(shè)在變形體外的全部點(diǎn)或部分點(diǎn)是作為位移測量和計(jì)算的參考對(duì)象的點(diǎn)，稱為參考點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)。絕對(duì)位移絕對(duì)位移：如果參考點(diǎn)是穩(wěn)定不動(dòng)的，變形監(jiān)測網(wǎng)以它們?yōu)閰⒖妓鶞y量的目標(biāo)點(diǎn)的位移就是真實(shí)的位移，也叫絕對(duì)位移。.參考系虧損參考系虧損(基準(zhǔn)虧損基準(zhǔn)虧損):相對(duì)網(wǎng)由于沒有參考點(diǎn)，以坐標(biāo)為參數(shù)的間接平差模型的系

11、數(shù)矩陣出現(xiàn)秩虧，這種現(xiàn)象叫做參考系虧損或基準(zhǔn)虧損。GPS變形監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)處理變形監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)處理：GPS變形監(jiān)測網(wǎng)平差方法分為靜態(tài)平差和動(dòng)態(tài)平差。靜態(tài)平差：是把各期的觀察數(shù)據(jù)分別進(jìn)行平差處理，而不考慮兩期之間的動(dòng)態(tài)參數(shù)，通過統(tǒng)一基準(zhǔn)來進(jìn)行變形分析。動(dòng)態(tài)平差：是將監(jiān)測網(wǎng)作為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，納入監(jiān)測點(diǎn)的變形參數(shù)，將各期觀測數(shù)據(jù)聯(lián)合進(jìn)行平差處理。GPS監(jiān)測網(wǎng)變形分析基準(zhǔn)的統(tǒng)一監(jiān)測網(wǎng)變形分析基準(zhǔn)的統(tǒng)一：GPS監(jiān)測網(wǎng)是在相隔一定時(shí)間后分期進(jìn)行觀測的，由于G