變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與應(yīng)用3章

1、,變形監(jiān)測(cè)與變形分析,第三 章　水平位移監(jiān)測(cè),1,主要內(nèi)容,第三章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),概述交會(huì)法觀測(cè)精密導(dǎo)線測(cè)量全站儀觀測(cè)視準(zhǔn)線測(cè)量引張線測(cè)量垂線測(cè)量激光準(zhǔn)直測(cè)量,2,§1　概述,第三章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),大型工程建筑物由于本身的自重、混凝土的收縮、土料的沉陷及溫度的變化等原因，將使建筑物本身產(chǎn)生平面位置的相對(duì)移動(dòng)。 適時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物的水平位移量，能有效地監(jiān)控建筑物的安全狀況，并可根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?/p>

2、,3,測(cè)點(diǎn)布設(shè)（1）,第1節(jié)　概述,建筑物水平位移監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)宜按兩個(gè)層次布設(shè)，即由控制點(diǎn)組成首級(jí)網(wǎng)（控制網(wǎng)）、由觀測(cè)點(diǎn)及所聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)組成次級(jí)網(wǎng)（拓展網(wǎng)）；對(duì)于單個(gè)建筑物上部或構(gòu)件的位移監(jiān)測(cè)，可將控制點(diǎn)連同觀測(cè)點(diǎn)按單一層次布設(shè)。,4,測(cè)點(diǎn)布設(shè)（2）,第1節(jié)　概述,控制網(wǎng)可采用測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)等形式，擴(kuò)展網(wǎng)和單一層次布網(wǎng)有角度交會(huì)、邊長(zhǎng)交會(huì)、邊角交會(huì)、基準(zhǔn)線和附合導(dǎo)線等形式。各種布網(wǎng)均應(yīng)考慮網(wǎng)形強(qiáng)度，長(zhǎng)短邊不宜懸殊過(guò)大。

3、為保證變形監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確可靠，每一測(cè)區(qū)的基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)少于2個(gè)，每一測(cè)區(qū)的工作基點(diǎn)亦不應(yīng)少于2個(gè)。基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)成一定的網(wǎng)形，并按規(guī)范規(guī)定的精度定期進(jìn)行檢測(cè)。,5,控制點(diǎn)的型式及埋設(shè)要求,第1節(jié)　概述,對(duì)特級(jí)、一級(jí)及有需要的二級(jí)、三級(jí)位移觀測(cè)的控制點(diǎn)，應(yīng)建造觀測(cè)墩或埋設(shè)專門觀測(cè)標(biāo)石，并應(yīng)根據(jù)使用儀器和照準(zhǔn)標(biāo)志的類型，顧及觀測(cè)精度要求，配備強(qiáng)制對(duì)中裝置。 用于位移監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)（控制點(diǎn)）應(yīng)穩(wěn)定可靠，能夠長(zhǎng)期保存，且建立在便于

4、觀測(cè)的穩(wěn)妥的地方。 位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（觀測(cè)點(diǎn)）應(yīng)與變形體密切結(jié)合，且能代表該部位變形體的變形特征。,6,第1節(jié)　概述,強(qiáng)制對(duì)中裝置P131,7,觀測(cè)墩澆筑P130,第1節(jié)　概述,8,觀測(cè)墩形式,第1節(jié)　概述,9,第1節(jié)　概述,水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn),10,第1節(jié)　概述,照準(zhǔn)覘牌,11,常用方法（1）,第1節(jié)　概述,大地測(cè)量法　　主要包括：三角網(wǎng)測(cè)量法、精密導(dǎo)線測(cè)量法、交會(huì)法等。該方法通常需人工觀測(cè)，勞動(dòng)強(qiáng)度高，速度慢，特別是交會(huì)法受圖形強(qiáng)度、

5、觀測(cè)條件等影響明顯，精度較低?；鶞?zhǔn)線法　　該方法特別適用于直線形建筑物的水平位移監(jiān)測(cè)，其類型主要包括：視準(zhǔn)線法、引張線法、激光準(zhǔn)直法和垂線法等。,12,控制網(wǎng),第1節(jié)　概述,13,常用方法（2）,第1節(jié)　概述,專用測(cè)量法　　即采用專門的儀器和方法測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的水平位移，如：多點(diǎn)位移計(jì)、光纖等。GPS測(cè)量法　　利用GPS自動(dòng)化、全天候觀測(cè)的特點(diǎn)，在工程的外部布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高精度、全自動(dòng)的水平位移監(jiān)測(cè)，該技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的水

6、利、橋梁等工程中得到應(yīng)用。,14,§2　交會(huì)法觀測(cè),第三章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),交會(huì)法是利用2個(gè)或3個(gè)已知坐標(biāo)的工作基點(diǎn)，測(cè)定位移標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)變化，從而確定其變形情況的一種測(cè)量方法。該方法具有觀測(cè)方便、測(cè)量費(fèi)用低、不需要特殊儀器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于人難以到達(dá)的變形體的監(jiān)測(cè)工作，如：滑坡體、懸崖、壩坡、塔頂、煙囪等。該方法的主要缺點(diǎn)是測(cè)量的精度和可靠性較低，高精度的變形監(jiān)測(cè)一般不采用此方法。該方法主要包括測(cè)角交會(huì)、測(cè)邊交會(huì)和后方

7、交會(huì)三種方法。,15,第2節(jié)　交會(huì)法觀測(cè),在進(jìn)行交會(huì)法觀測(cè)時(shí)，首先應(yīng)設(shè)置工作基點(diǎn)。工作基點(diǎn)應(yīng)盡量選在地質(zhì)條件良好的基巖上，并盡可能離開承壓區(qū)，且不受人為的碰撞或震動(dòng)。工作基點(diǎn)應(yīng)定期與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，校核其是否發(fā)生變動(dòng)。工作基點(diǎn)上應(yīng)設(shè)強(qiáng)制對(duì)中裝置，以減小儀器對(duì)中誤差的影響。工作基點(diǎn)到位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的邊長(zhǎng)不能相差太大，應(yīng)大致相等，且與監(jiān)測(cè)點(diǎn)大致同高，以免視線傾角過(guò)大，影響測(cè)量的精度。為減小大氣折光的影響，交會(huì)邊的視線應(yīng)離地面或障礙物在1.2m

8、以上，并應(yīng)盡量避免視線貼近水面。在利用邊長(zhǎng)交會(huì)法時(shí)，還應(yīng)避免周圍強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾影響。,注意事項(xiàng),16,測(cè)角交會(huì)法,第2節(jié)　交會(huì)法觀測(cè),采用測(cè)角交會(huì)法時(shí)，交會(huì)角最好接近90°，若條件限制，也可設(shè)計(jì)在60°~120°之間。工作基點(diǎn)到測(cè)點(diǎn)的距離，一般不宜大于300m，當(dāng)采用三方向交會(huì)時(shí)，可適當(dāng)放寬要求。,17,測(cè)角交會(huì)誤差橢圓,第2節(jié)　交會(huì)法觀測(cè),P136-137,18,測(cè)邊交會(huì)法,,,第2節(jié)　交會(huì)法觀測(cè),在使

9、用該法時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：γ角通常應(yīng)保持在60°至120°之間；測(cè)距要仔細(xì)，以減小測(cè)邊中誤差ma和mb；交會(huì)邊長(zhǎng)度a和b應(yīng)力求相等，且一般不宜大于600m,19,后方交會(huì)法,,,第2節(jié)　交會(huì)法觀測(cè),在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，還應(yīng)注意工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)不能在同一個(gè)圓周上（危險(xiǎn)圓），應(yīng)至少離開危險(xiǎn)圓周半徑的20%。,20,§3　精密導(dǎo)線測(cè)量,第三章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),精密導(dǎo)線法是監(jiān)測(cè)曲線形建筑物（如拱壩等）水平位移的

10、重要方法。按照其觀測(cè)原理的不同，又可分為精密邊角導(dǎo)線法和精密弦矢導(dǎo)線法。弦矢導(dǎo)線法是根據(jù)導(dǎo)線邊長(zhǎng)變化和矢距變化的觀測(cè)值來(lái)求得監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際變形量。邊角導(dǎo)線法則是根據(jù)導(dǎo)線邊長(zhǎng)變化和導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角觀測(cè)值來(lái)計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形量。由于導(dǎo)線的兩個(gè)端點(diǎn)之間不通視，無(wú)法進(jìn)行方位角連測(cè)，故一般需設(shè)計(jì)倒垂線控制和校核端點(diǎn)的位移。,21,第3節(jié)　精密導(dǎo)線測(cè)量,邊角導(dǎo)線,22,第3節(jié)　精密導(dǎo)線測(cè)量,弦矢導(dǎo)線,23,§4　全站儀空間交會(huì),第三章　水

11、平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),原理：全站儀架設(shè)在已知點(diǎn)上，只要輸入測(cè)站點(diǎn)、后視點(diǎn)的坐標(biāo)，瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)定向，按下反算方位角鍵，則儀器自動(dòng)將測(cè)站與后視的方位角設(shè)置在該方向上。然后，瞄準(zhǔn)待測(cè)目標(biāo)，按下測(cè)量鍵，儀器將很快地測(cè)量水平角、垂直角、距離，并利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。,24,,,坐標(biāo)測(cè)量原理,第4節(jié)　全站儀觀測(cè),25,,第4節(jié)　全站儀觀測(cè),測(cè)量機(jī)器人變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng),26,§5　視準(zhǔn)線測(cè)量,第三章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),視準(zhǔn)線法是基準(zhǔn)線法測(cè)量

12、的方法之一，它是利用經(jīng)緯儀或視準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸構(gòu)成基準(zhǔn)線，通過(guò)該基準(zhǔn)線的鉛垂面作為基準(zhǔn)面，并以此鉛垂面為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其他觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于該鉛垂面的水平位移量的一種方法。為保證基準(zhǔn)線的穩(wěn)定，必須在視準(zhǔn)線的兩端設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)。視準(zhǔn)線法所用設(shè)備普通，操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用少，是一種應(yīng)用較廣的觀測(cè)方法。該方法同樣受多種因素的影響，如：照準(zhǔn)精度、大氣折光等，操作不當(dāng)時(shí)，誤差不容易控制，精度會(huì)受到明顯的影響。,27,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,視準(zhǔn)線觀測(cè)原理及觀

13、測(cè)點(diǎn)的布設(shè),28,視準(zhǔn)線的布置（1）,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,視準(zhǔn)線一般分三級(jí)布點(diǎn)，即基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)，當(dāng)條件允許時(shí)，也可將基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)合并布設(shè)。視準(zhǔn)線的兩個(gè)基點(diǎn)必須穩(wěn)定可靠，即應(yīng)選擇在較穩(wěn)定的區(qū)域，并具備有高一級(jí)的基準(zhǔn)點(diǎn)經(jīng)常檢核的條件，且便于安置儀器和觀測(cè)。各觀測(cè)點(diǎn)基本位于視準(zhǔn)基面上，且與被檢核的建筑部位牢固地成為一體。整條視準(zhǔn)線離各種障礙物需有一定距離，以減弱旁折光的影響。,29,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,工作基點(diǎn)（端點(diǎn)）和

14、觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)澆筑混凝土觀測(cè)墩，埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中底座。墩面離地表1.2m以上，以減弱近地面大氣湍流的影響。為減弱觀測(cè)儀豎軸傾斜對(duì)觀測(cè)值的影響，各觀測(cè)墩面力求基本位于同一高程面內(nèi)。位移標(biāo)點(diǎn)的標(biāo)墩應(yīng)與變形體連結(jié)，從表面以下0.3～0.4m處起澆筑。其頂部也應(yīng)埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備，常常還在位移標(biāo)點(diǎn)的基腳或頂部設(shè)銅質(zhì)標(biāo)志，兼作垂直位移的標(biāo)點(diǎn)。視準(zhǔn)線的長(zhǎng)度一般不應(yīng)超過(guò)300m，當(dāng)視線超過(guò)300m時(shí)，應(yīng)分段觀測(cè)，即在中間設(shè)置工作基點(diǎn)，先觀測(cè)工作基點(diǎn)的位移量，

15、再分段觀測(cè)各觀測(cè)點(diǎn)的位移量，最后將各位移量化算到統(tǒng)一的基準(zhǔn)下。,視準(zhǔn)線的布置（2）,30,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,觀測(cè)使用的照準(zhǔn)標(biāo)牌圖案應(yīng)簡(jiǎn)單、清晰、有足夠的反差、成中心對(duì)稱，這對(duì)提高視準(zhǔn)線觀測(cè)精度有重要影響。覘標(biāo)分為固定硯標(biāo)和活動(dòng)覘標(biāo)。前者是安置在工作基點(diǎn)上，供經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)構(gòu)成視準(zhǔn)線用；后者是安置在位移標(biāo)點(diǎn)上，供經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)以測(cè)定位移標(biāo)點(diǎn)的偏離值用。,視準(zhǔn)線的布置（3）,31,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,活動(dòng)覘牌,32,活動(dòng)覘牌法觀測(cè)時(shí)，在A點(diǎn)設(shè)置

16、經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)后固定照準(zhǔn)部不動(dòng)。 在欲測(cè)點(diǎn)上放置活動(dòng)覘牌，由A點(diǎn)觀測(cè)人員指揮，B點(diǎn)操作員旋動(dòng)活動(dòng)覘牌，使覘牌標(biāo)志中心嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合。 讀取活動(dòng)覘牌的讀數(shù)，并與覘牌的零位值相減，就獲得待測(cè)點(diǎn)偏離AB基準(zhǔn)線的偏移值。 轉(zhuǎn)動(dòng)覘牌微動(dòng)螺旋重新瞄準(zhǔn)，再次讀數(shù)，如此共進(jìn)行2～4次，取其讀數(shù)的平均值作為上半測(cè)回的成果 倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，按上述方法測(cè)下半測(cè)回，取上下兩半測(cè)回讀數(shù)的平均值為一測(cè)回的成果。,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,活動(dòng)覘牌法測(cè)量,33,活

17、動(dòng)覘牌法觀測(cè)的步驟,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,視準(zhǔn)線端點(diǎn)架設(shè)好經(jīng)緯儀，在另一端點(diǎn)安置固定覘牌，經(jīng)緯儀嚴(yán)格照準(zhǔn)固定覘牌中心，并固定儀器。觀測(cè)點(diǎn)上架好活動(dòng)覘牌，經(jīng)緯儀盤左位置，由觀測(cè)員指揮點(diǎn)上操作員，旋動(dòng)覘牌中心線嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合，讀取測(cè)微器讀數(shù)。操作員反方向?qū)牖顒?dòng)覘牌，使其中心線嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合，讀取測(cè)微器讀數(shù)。以上是半測(cè)回工作。轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)緯儀到盤右位置，重新嚴(yán)格照準(zhǔn)B點(diǎn)覘牌，再重復(fù)盤左操作步驟，完成一測(cè)回的觀測(cè)工作。第二測(cè)回開始，儀器應(yīng)重新

18、整平。根據(jù)需要，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)需測(cè)量2～4個(gè)測(cè)回。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)用DJ1型經(jīng)緯儀觀測(cè)，測(cè)距在300m以內(nèi)時(shí)，可測(cè)2～3測(cè)回，其測(cè)回差不得大于3mm，否則應(yīng)重測(cè)。,34,小角法測(cè)量 （1）,,,,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,35,,,這種布置形式對(duì)提高測(cè)定偏離值的精度更為有利。,第5節(jié)　視準(zhǔn)線測(cè)量,若在待測(cè)點(diǎn)i上觀測(cè)，則：,小角法測(cè)量 （2）,36,§6　引張線測(cè)量,所謂引張線，就是在兩個(gè)工作基點(diǎn)間拉緊一根不銹鋼絲而建立的一條基準(zhǔn)線。以此基

19、準(zhǔn)線對(duì)設(shè)置在建筑上的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行偏離量的監(jiān)測(cè)，從而可求得各測(cè)點(diǎn)水平位移。引張線法是精密基準(zhǔn)線測(cè)量的主要方法之一，廣泛應(yīng)用于各種工程測(cè)量。前蘇聯(lián)較早將其應(yīng)用于大壩水平位移觀測(cè)，20世紀(jì)60年代該方法引入國(guó)內(nèi)，并在我國(guó)大壩安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。,第三章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),37,在直線形建筑物中用引張線方法測(cè)量水平位移，因其設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)量方便，速度快，精度高，成本低，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在大壩安全監(jiān)測(cè)中起著重要作用。

20、在采用引張線自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備后，可克服觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大等不利因素，進(jìn)一步發(fā)揮引張線在安全監(jiān)測(cè)中的作用。早期安裝在大壩上的引張線儀，由人工測(cè)讀水平位移。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)已有步進(jìn)電機(jī)光電跟蹤式引張線儀、電容感應(yīng)式引張線儀、CCD式引張線儀，以及電磁感應(yīng)式引張線儀等。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,引張線測(cè)量,38,有浮托引張線,主要包括端點(diǎn)裝置、測(cè)點(diǎn)裝置、測(cè)線及其保護(hù)管。端點(diǎn)裝置可采用一端固定、一端加力的方式，也可采用兩端加力的方式。

21、加力端裝置包括定位卡、滑輪和重錘，固定端裝置僅有定位卡和固定栓。定位卡的作用是保證測(cè)線在更換前后的位置保持不變，定位卡的“V”形槽槽底應(yīng)水平，且方向與測(cè)線一致。滑輪的作用是使測(cè)線能平滑移動(dòng)，在安裝時(shí)，應(yīng)使滑輪槽的方向及高度與定位卡的“V”形槽一致。重錘的大小應(yīng)根據(jù)測(cè)線的長(zhǎng)度確定，引張線長(zhǎng)度在200m~600m時(shí)，一般采用40kg~80kg的重錘張拉。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,39,1——滑輪；2——線錘連接裝置；3——重錘；4

22、——混凝土墩座；5——測(cè)線；6——夾線裝置；7——鋼筋支架；8——保護(hù)管,引張線加力端結(jié)構(gòu),第6節(jié)　引張線測(cè)量,40,測(cè)點(diǎn)裝置,有浮脫引張線的測(cè)點(diǎn)裝置包括水箱、浮船、讀數(shù)尺、底盤和測(cè)點(diǎn)保護(hù)箱。浮船的體積通常為其承載重量與其自重之和的排水量的1.5倍。水箱的長(zhǎng)、寬、高為浮船的1.5~2倍，水箱水面應(yīng)有足夠的調(diào)節(jié)余地，以便調(diào)整測(cè)線高度滿足量測(cè)工作的需要，寒冷地區(qū)水箱中應(yīng)采用防凍液。讀數(shù)尺的長(zhǎng)度應(yīng)大于位移量的變幅，一般不小于50

23、mm，同一條引張線的讀數(shù)尺零方向必須一致，一般將零點(diǎn)安裝在下游側(cè)，尺面應(yīng)保持水平，尺的分劃線應(yīng)平行于測(cè)線，尺的位置應(yīng)根據(jù)尺的量程和位移量的變化范圍而定。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,41,測(cè)點(diǎn)裝置示意圖,第6節(jié)　引張線測(cè)量,42,測(cè)線一般采用0.8～1.2mm的不銹鋼絲，要求表面光滑，粗細(xì)均勻，抗拉強(qiáng)度大。為了防風(fēng)及保護(hù)測(cè)線，通常用把測(cè)線套在保護(hù)管內(nèi)。保護(hù)管的管徑應(yīng)大于位移量的2~3倍，并在管中呈自由狀態(tài)，以前主要用鋼管，現(xiàn)在大多用PVC管。

24、保護(hù)管安裝時(shí)，宜使測(cè)線位于保護(hù)管中心，至少須保證測(cè)線在管內(nèi)有足夠的活動(dòng)范圍，保護(hù)管和測(cè)點(diǎn)保護(hù)箱應(yīng)封閉防風(fēng)。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,測(cè)線,43,引張線觀測(cè)步驟,檢查整條引張線各處有無(wú)障礙，設(shè)備是否完好；在兩端點(diǎn)處同時(shí)小心地懸掛重錘，張緊鋼絲，利用夾線裝置將鋼絲夾緊，使引張線在端點(diǎn)處固定；對(duì)每個(gè)水箱加水，使鋼絲離開不銹鋼標(biāo)尺面0.3mm～0.5mm，同時(shí)檢查各觀測(cè)箱，不使水箱邊緣或讀數(shù)標(biāo)尺接觸鋼絲，浮船應(yīng)處于自由浮動(dòng)狀態(tài)；采用讀數(shù)顯微

25、鏡觀測(cè)時(shí)，先用目視讀取標(biāo)尺上的讀數(shù)，然后用顯微鏡讀取毫米以下的小數(shù)。由于鋼絲有一定的寬度，不能直接讀出鋼絲中心線對(duì)應(yīng)的數(shù)值，所以必須讀取鋼絲左右兩邊對(duì)應(yīng)于不銹鋼尺上的數(shù)值，然后取平均求得鋼絲中心的讀數(shù)；從引張線的一端觀測(cè)到另一端為一測(cè)回，每次觀測(cè)應(yīng)進(jìn)行三測(cè)回，三測(cè)回的互差應(yīng)小于0.2mm，測(cè)回間應(yīng)輕微撥動(dòng)中部測(cè)點(diǎn)處的浮船，并待其靜止后再觀測(cè)下一測(cè)回。觀測(cè)工作全部結(jié)束后，先松開夾線裝置再下重錘。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,44,設(shè)引張線第i個(gè)

26、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的首次的讀數(shù)為L(zhǎng)0，本次觀測(cè)的讀數(shù)為L(zhǎng)，若不考慮端點(diǎn)的位移，則觀測(cè)點(diǎn)的位移值為：,,第6節(jié)　引張線測(cè)量,原理,45,端點(diǎn)位移改正,,,第6節(jié)　引張線測(cè)量,46,無(wú)浮托引張線,隨著大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度的不斷提高，引張線觀測(cè)技術(shù)也由人工觀測(cè)向自動(dòng)化觀測(cè)的方向發(fā)展。在實(shí)現(xiàn)引張線自動(dòng)觀測(cè)時(shí)，目前大多數(shù)情況是在浮托引張線法的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)測(cè)讀設(shè)備，形成引張線自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,47,有浮托引張線存在的問(wèn)題,回避了引張線觀

27、測(cè)前的檢查和調(diào)整工作，在自動(dòng)觀測(cè)時(shí)不能確定測(cè)線是否處于正常工作狀態(tài)；忽略了測(cè)回間對(duì)測(cè)線進(jìn)行撥動(dòng)的程序要求，不能有效地檢驗(yàn)和消除浮托裝置所引起的測(cè)線復(fù)位誤差；浮液長(zhǎng)期不進(jìn)行更換，浮液被污染或變質(zhì)，增加了對(duì)浮船的阻力，增大了測(cè)線的復(fù)位誤差。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,48,無(wú)浮托引張線,第6節(jié)　引張線測(cè)量,49,觀測(cè)設(shè)備,無(wú)浮托引張線其觀測(cè)原理與有浮托的基本相同，但它的設(shè)備較為簡(jiǎn)單。引張線的一端固定在端點(diǎn)上，另一端通過(guò)滑輪懸掛一重錘將引張

28、線拉直，取消了各測(cè)點(diǎn)的水箱和浮船等裝置，在各測(cè)點(diǎn)上只安裝讀數(shù)尺和安裝引張線儀的底板，用以測(cè)定讀數(shù)尺或引張線儀相對(duì)于引張線的讀數(shù)變化，從而算出測(cè)點(diǎn)的位移值。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,50,觀測(cè)方法,無(wú)浮托引張線的觀測(cè)方法與有浮托的基本相同，既可用顯微鏡在各測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)尺上讀數(shù)，亦可在各測(cè)點(diǎn)上安裝光電引張線儀進(jìn)行遙測(cè)。由于它不需到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)各測(cè)點(diǎn)的水位，測(cè)點(diǎn)的障礙物也較少，不僅節(jié)約大量時(shí)間，且其穩(wěn)定性和可靠性都高于有浮托的引張線，可以實(shí)現(xiàn)引張線

29、觀測(cè)的全自動(dòng)化。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,51,誤差分析,引張線測(cè)量系統(tǒng)的誤差主要包括觀測(cè)誤差和外界條件的影響兩個(gè)方面。觀測(cè)誤差與所用的觀測(cè)儀器、作業(yè)方法、觀測(cè)人員的熟練程度等因素有關(guān)。除測(cè)點(diǎn)觀測(cè)誤差外，還取決于它的復(fù)位誤差。在引張線觀測(cè)時(shí)，由于風(fēng)的作用，可能會(huì)使測(cè)線產(chǎn)生明顯的偏離，從而產(chǎn)生明顯的觀測(cè)誤差。因此，在觀測(cè)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉廊道及通風(fēng)口門，觀測(cè)點(diǎn)保護(hù)箱應(yīng)蓋嚴(yán)。,第6節(jié)　引張線測(cè)量,52,§7 垂線測(cè)量,垂線有兩種形式：正

30、垂線和倒垂線。正垂線一般用于建筑物各高程面處的水平位移監(jiān)測(cè)、撓度觀測(cè)和傾斜測(cè)量等。倒垂線大多用于巖層錯(cuò)動(dòng)監(jiān)測(cè)、撓度監(jiān)測(cè)，或用作水平位移的基準(zhǔn)點(diǎn)。,第六章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),53,垂線系統(tǒng)結(jié)構(gòu),正垂由一根懸掛點(diǎn)處于上部的垂線和一個(gè)安裝在建筑物上處于垂線下部的測(cè)讀站組成。垂線下部懸掛一重錘使其處于拉緊狀態(tài)，重錘置于阻尼箱內(nèi)，以抑制垂線的擺動(dòng)。倒垂的固定端灌注在整個(gè)垂線系統(tǒng)的下部，垂線由上面的浮筒拉緊。如果錨固安裝在基礎(chǔ)內(nèi)的固定點(diǎn)上，

31、測(cè)站的測(cè)量值是沿垂線測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)位移量。正(倒)垂線的測(cè)量可由一臺(tái)固定的讀數(shù)盤進(jìn)行人工測(cè)讀，也可用可移動(dòng)的帶遙測(cè)讀數(shù)單元的坐標(biāo)儀進(jìn)行（遙測(cè)垂線坐標(biāo)儀）遙測(cè)讀數(shù)。采用何種讀數(shù)方法取決于監(jiān)測(cè)理、預(yù)期位移量以及測(cè)量精度要求。,第7節(jié)　垂線測(cè)量,54,正垂線及倒垂線,第7節(jié)　垂線測(cè)量,55,讀數(shù)盤,第7節(jié)　垂線測(cè)量,56,垂線特 性,● 高精度和高分辨率● 長(zhǎng)期可靠性● 高穩(wěn)定性● 精度優(yōu)于大地測(cè)量● 有計(jì)劃地監(jiān)測(cè)，沒有頻繁

32、的昂貴測(cè)試● 容易安裝● 可以裝備成遙測(cè)和采用遙測(cè)坐標(biāo)儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集,第7節(jié)　垂線測(cè)量,57,在變形監(jiān)測(cè)中，正垂線應(yīng)設(shè)置保護(hù)管，其目的一方面可保護(hù)垂線不受損壞，另一方面可防止風(fēng)力的影響，提高垂線觀測(cè)值的精度。在條件良好的環(huán)境中，也可不加保護(hù)管，例如，重力拱壩的垂線可設(shè)置在專門設(shè)計(jì)的豎井內(nèi)。,正垂線使用注意事項(xiàng),第7節(jié)　垂線測(cè)量,58,測(cè)線,測(cè)線應(yīng)采用強(qiáng)度較高的不銹鋼絲或不銹銦瓦絲；其直徑的選擇應(yīng)保證極限拉力大于浮子浮力

33、的3倍，通常選用直徑1.0mm～1.2mm的鋼絲。要求表面光滑、抗拉強(qiáng)度高。,第7節(jié)　垂線測(cè)量,59,§8　激光準(zhǔn)直測(cè)量,第六章　水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù),激光準(zhǔn)直測(cè)量按照其測(cè)量原理可分為直接測(cè)量和衍射法準(zhǔn)直測(cè)量?jī)煞N，按照其測(cè)量環(huán)境可分為大氣激光準(zhǔn)直和真空激光準(zhǔn)直。在大氣條件下，激光準(zhǔn)直的精度一般為　　10-5~10-6，影響其精度的主要原因是大氣折光的影響。在真空條件下，激光準(zhǔn)直的精度可達(dá)10-7~10-8 ，其精度較大氣激光準(zhǔn)

34、直有明顯的提高，但其工程的造價(jià)和系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)的提高。目前，在水利工程的變形監(jiān)測(cè)中，主要采用衍射法激光準(zhǔn)直測(cè)量。,60,波帶板大氣激光準(zhǔn)直系統(tǒng),波帶板大氣激光準(zhǔn)直系統(tǒng)主要由激光器點(diǎn)光源、波帶板和接收靶三部分組成。,第8節(jié)　激光準(zhǔn)直測(cè)量,61,激光器點(diǎn)光源,由氦氖氣激光管發(fā)出的激光束經(jīng)聚光透鏡聚焦在針孔光闌內(nèi)，形成近似的點(diǎn)光源，照射至波帶板，針孔光闌的中心即為固定工作基點(diǎn)的中心。,62,波帶板,(a) 圓形波帶板,(b) 方形波帶

35、板,波帶板的形式有圓形和方形兩種，其作用是把從激光器發(fā)出的一束單色相干光會(huì)聚成一個(gè)亮點(diǎn)（圓形波帶板）或十字亮線（方形波帶板），它相當(dāng)于一個(gè)光學(xué)透鏡。,第8節(jié)　激光準(zhǔn)直測(cè)量,63,接收靶,接收靶可采用普通活動(dòng)覘牌按目視法接收，也可用光電接收靶進(jìn)行自動(dòng)跟蹤接收。,第8節(jié)　激光準(zhǔn)直測(cè)量,64,工作原理,采用波帶板激光準(zhǔn)直法觀測(cè)水平位移，是將激光器和接收靶分別安置在兩端固定工作基點(diǎn)上，波帶板安置在位移標(biāo)點(diǎn)上，并要求點(diǎn)光源、波帶板中心和接收靶中心