1、變形觀測方法第一類：常規(guī)大地測量(cling)(cling)方法，包括幾何水準測量(cling)(cling)測量(cling)(cling)、三角高程測量(cling)(cling)、三角( (邊) )測量(cling)(cling)、導線測量(cling)(cling)、交會法等。第二類：攝影測量(cling)(cling)方法，包括近景攝影測量(cling)(cling)。 第1頁/共41頁第一頁，共42頁。第三類：專門測量方法或稱物理儀器法包括各種準直測量第三類：專門測量方法或稱物理儀器法包括各種準直測量( (激激光準直系統(tǒng)具有代表性光準直系統(tǒng)具有代表性) )、傾斜儀觀測、流體靜力水淮

2、測量系紋、傾斜儀觀測、流體靜力水淮測量系紋及應變計測量等及應變計測量等第四類：空間測量技術包括甚長基線干涉測量、衛(wèi)星激光測距、第四類：空間測量技術包括甚長基線干涉測量、衛(wèi)星激光測距、全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS)(GPS)等?？臻g測量技術先進，可以提供大量的變等。空間測量技術先進，可以提供大量的變形信息，是研究地殼形變及地友下沉等全球性變形的主要形信息，是研究地殼形變及地友下沉等全球性變形的主要(zhyo)(zhyo)手段。手段。第五類：自動化觀測的方法。坐標儀、液態(tài)儀等。第五類：自動化觀測的方法。坐標儀、液態(tài)儀等。第2頁/共41頁第二頁，共42頁。 建筑物變形(bin xng)觀測的實質(zhì)

3、是：定期地對建筑物的有關幾何量進行測量，并從中整理、分析出變形(bin xng)規(guī)律。 其基本原理是：在建筑物上選擇一定數(shù)量的有代表性的點，通過對這些點的重復觀測來求出幾何量的變化。（實際上是？） 變形(bin xng)觀測的測量點可分為：基難點、工作點和觀測點三類。第3頁/共41頁第三頁，共42頁。變形變形(bin xng)(bin xng)監(jiān)測點的分監(jiān)測點的分類類: : (1) 基準點 基準點為變形觀測系統(tǒng)的基本控制點，是測定工作點和變形點的依據(jù)?；鶞庶c通常埋設(mi sh)在穩(wěn)固的基巖上或變形區(qū)域以外，盡可能長期保存，穩(wěn)定不動。每個工程一般應建立3個基準點. (水平位移監(jiān)測基準點標志)第

4、4頁/共41頁第四頁，共42頁。垂直位移監(jiān)測垂直位移監(jiān)測(jin c)基準點標志基準點標志第5頁/共41頁第五頁，共42頁。2 2 、工作點、工作點 工作點又稱工作基點，它是基準點與變形觀測點之間起聯(lián)系工作點又稱工作基點，它是基準點與變形觀測點之間起聯(lián)系作用的點。工作埋設在被研究對象附近，要求作用的點。工作埋設在被研究對象附近，要求(yoqi)(yoqi)在觀測在觀測期間保持點位穩(wěn)定。期間保持點位穩(wěn)定。3 3、觀測點、觀測點 變形觀測點是直接埋設在變形體上的能反映建筑物變形特變形觀測點是直接埋設在變形體上的能反映建筑物變形特征的測量點，又稱觀測點，一般地設在建筑物內(nèi)部。并根據(jù)測定它征的測量點，

5、又稱觀測點，一般地設在建筑物內(nèi)部。并根據(jù)測定它們的變化來判斷這些建筑物的沉陷與位移。們的變化來判斷這些建筑物的沉陷與位移。第6頁/共41頁第六頁，共42頁。觀測點的埋設觀測點的埋設(mi sh)：第7頁/共41頁第七頁，共42頁。觀測點的安放觀測點的安放(nfng)位置位置第8頁/共41頁第八頁，共42頁。建筑物監(jiān)測內(nèi)容： 1、工業(yè)及民用(mnyng)建筑物 對于工業(yè)與民用(mnyng)建筑物。主要進行沉陷、傾斜和裂縫的觀測，即靜態(tài)變形觀測； 對于高層建筑物。還耍進行震動觀測，即動態(tài)變形觀測； 對于大量抽取地下水及進行地下采礦的地區(qū)。則應進行地表沉降觀測。 主要監(jiān)測項目如下： （1）基礎沉降：

6、單點沉降量、平均沉降量、相對沉降量、傾斜、彎曲、沉降速率。 （2）水平位移：單點水平位移、位移速率、撓度。 （2）滑坡監(jiān)測。 （3）裂縫監(jiān)測。 （4）內(nèi)部監(jiān)測：應力應變監(jiān)測、溫度監(jiān)測、地下水位監(jiān)測。第9頁/共41頁第九頁，共42頁。 2、水工建筑物 對于大型水工建筑物，例如混凝土壩，由于水的側壓力、外界溫度變化、壩體自重等因素的影響，壩體將產(chǎn)生沉降、水平位移、傾斜、撓曲等變化，因而(yn r)需要進行相應內(nèi)容的變形觀測。對于某些重要建筑物，除了進行必要的變形監(jiān)測外，還需要對其內(nèi)部的應變、應力、溫度、摻壓等項目進行觀測，以便綜合了解建筑物的工作性態(tài)。 第10頁/共41頁第十頁，共42頁。主要監(jiān)測

7、項目如下：主要監(jiān)測項目如下： （1 1）現(xiàn)場巡視）現(xiàn)場巡視 （2 2）外部監(jiān)測：沉降、水平位移、傾斜、撓度、裂縫、滑坡）外部監(jiān)測：沉降、水平位移、傾斜、撓度、裂縫、滑坡(hup)(hup)等。等。 （3 3）內(nèi)部監(jiān)測：溫度、應力應變、滲壓、滲流量、水力學觀測、水文觀測、）內(nèi)部監(jiān)測：溫度、應力應變、滲壓、滲流量、水力學觀測、水文觀測、泥沙。泥沙。 （4 4）環(huán)境監(jiān)測：水位、氣溫、降雨量、風、地震、地下滲流場。）環(huán)境監(jiān)測：水位、氣溫、降雨量、風、地震、地下滲流場。第11頁/共41頁第十一頁，共42頁。3 3、大型橋梁工程、大型橋梁工程 （1 1）橋梁墩臺）橋梁墩臺(dn ti)(dn ti)變形觀

8、測變形觀測 橋梁墩臺橋梁墩臺(dn ti)(dn ti)的變形觀測主要包括的變形觀測主要包括兩方面：兩方面： 各墩臺各墩臺(dn ti)(dn ti)的垂直位移觀測：主要包括的垂直位移觀測：主要包括墩臺墩臺(dn ti)(dn ti)特征位置的垂直位移和沿橋軸線方向特征位置的垂直位移和沿橋軸線方向( (或垂直于橋軸線方向或垂直于橋軸線方向) )的傾斜觀測；的傾斜觀測； 各墩臺各墩臺(dn ti)(dn ti)的水平位移觀測：其中各墩的水平位移觀測：其中各墩臺臺(dn ti)(dn ti)在上、下游的水平位移觀測稱為橫向位在上、下游的水平位移觀測稱為橫向位移觀測，各墩臺移觀測，各墩臺(dn ti

9、)(dn ti)沿橋軸線方向的水平位移沿橋軸線方向的水平位移觀測稱為縱向位移觀測。兩者中，以橫向位移觀測更觀測稱為縱向位移觀測。兩者中，以橫向位移觀測更為重要。為重要。 第12頁/共41頁第十二頁，共42頁。（2 2）塔柱變形觀測）塔柱變形觀測 塔柱變形觀測主要包括：塔柱頂部水平位移監(jiān)測、塔柱變形觀測主要包括：塔柱頂部水平位移監(jiān)測、塔柱整體傾斜觀測、塔柱周日變形觀測、塔柱體撓度觀測、塔柱整體傾斜觀測、塔柱周日變形觀測、塔柱體撓度觀測、塔柱體伸縮量觀測。塔柱體伸縮量觀測。（3 3）橋面撓度觀測）橋面撓度觀測 橋面撓度是指橋面沿軸線的垂直位移情況。橋面橋面撓度是指橋面沿軸線的垂直位移情況。橋面在外

10、界荷載的作用下將發(fā)生變形，使橋梁的實際線形在外界荷載的作用下將發(fā)生變形，使橋梁的實際線形(xin xn(xin xn) )與設計線形與設計線形(xin xn(xin xn) )產(chǎn)生差異，從產(chǎn)生差異，從而影響橋梁的內(nèi)部應力狀態(tài)。而影響橋梁的內(nèi)部應力狀態(tài)。第13頁/共41頁第十三頁，共42頁。（4 4）橋面水平位移觀測）橋面水平位移觀測 橋面水平位移主要是指垂直于橋軸線方橋面水平位移主要是指垂直于橋軸線方向的水平位移。橋梁水平位移主要由基礎的位移、向的水平位移。橋梁水平位移主要由基礎的位移、傾斜以及傾斜以及(yj)(yj)外界荷載外界荷載( (風日照、車輛等風日照、車輛等) )等等引起，對于大路徑

11、的斜拉橋和懸索橋，風荷載可使引起，對于大路徑的斜拉橋和懸索橋，風荷載可使橋面產(chǎn)生大幅度的擺動，這對橋梁的安全運營十分橋面產(chǎn)生大幅度的擺動，這對橋梁的安全運營十分不利。不利。第14頁/共41頁第十四頁，共42頁。橋梁工程的主要監(jiān)測項目如下：橋梁工程的主要監(jiān)測項目如下：（1）塔柱變形：基礎沉降、傾斜、周日變形、壓縮）塔柱變形：基礎沉降、傾斜、周日變形、壓縮(y su)、膨脹。、膨脹。（2）結構應力應變監(jiān)測。）結構應力應變監(jiān)測。（3）結構溫度監(jiān)測。）結構溫度監(jiān)測。（4）橋面線形監(jiān)測。）橋面線形監(jiān)測。（5）結構震動監(jiān)測。）結構震動監(jiān)測。（6）索力監(jiān)測。）索力監(jiān)測。（7）環(huán)境監(jiān)測）環(huán)境監(jiān)測(風、氣溫、地

12、震、車流量、流速等）。風、氣溫、地震、車流量、流速等）。（8）河床變化監(jiān)測。）河床變化監(jiān)測。第15頁/共41頁第十五頁，共42頁。變形監(jiān)測的精度,不同(b tn)目的的變形監(jiān)測精度要求不同(b tn)第16頁/共41頁第十六頁，共42頁。5、變形觀測的周期 變形觀測的時間間隔稱為觀測周期，即在一定的時間內(nèi)完成一個周期的測量工作。 觀測周期與工程的大小(dxio)、測點所在位置的重要性、觀測目的以及觀測次所需時間的長短有關。 確定變形觀測的周期原則:應以能系統(tǒng)反映所測變形的變化過程且不遺漏其變化時刻為原則。 第17頁/共41頁第十七頁，共42頁。 一般可按荷載的變化或變形的速度來確定。在工程建筑

13、物建成初期，變形速度較快，觀測周期應多一些，隨著建筑物趨向穩(wěn)定(wndng)，可以減少觀測次數(shù)，但仍應堅持長期觀測，以便能發(fā)現(xiàn)異常變化。對于周期件的變形，在一個變形周期內(nèi)至少應觀測兩次。 （以大壩為例的觀測周期如下，其它工程以規(guī)范為準）第18頁/共41頁第十八頁，共42頁。13.2 變形(bin xng)監(jiān)測系統(tǒng)設計一、變形監(jiān)測系統(tǒng)設計一、變形監(jiān)測系統(tǒng)設計(shj)的原則與內(nèi)容的原則與內(nèi)容 1 設計設計(shj)原則原則 1）針對性；）針對性；2）完整性；）完整性；3）先進性；）先進性；4）可靠性；）可靠性；5）經(jīng)濟性）經(jīng)濟性 2、設計、設計(shj)的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容第19頁/共41頁第十

14、九頁，共42頁。13.3 13.3 水平(shupng)(shupng)位移監(jiān)測 1. 1.建筑物的水平位移是指建筑物的水平位移是指: :建筑物的建筑物的整體平面移動，其原因主要是基礎受到水整體平面移動，其原因主要是基礎受到水平應力的影響平應力的影響(yngxing),(yngxing),如地基處于如地基處于滑坡地帶或受地震的影響滑坡地帶或受地震的影響(yngxing)(yngxing)。測定平面位置隨時間變化的移動量，以監(jiān)測定平面位置隨時間變化的移動量，以監(jiān)視建筑物的安全或采取加固措施。視建筑物的安全或采取加固措施。 * * * *其表現(xiàn)形式為在不同時期平面坐其表現(xiàn)形式為在不同時期平面坐標或

15、距離的變化。建筑物水平位移觀測是標或距離的變化。建筑物水平位移觀測是測定建筑物在平面位置上隨時間變化的移測定建筑物在平面位置上隨時間變化的移動量動量* * * * 第20頁/共41頁第二十頁，共42頁。水平位移觀測的方法常規(guī)的有: 地面控制測量方法，如導線測量、前方交會法等；也有各專用方法，如基準線法，正、倒垂線法等。對于各種不同(b tn)的方法，其測點與工作基點及其標志布設都有專門的要求。通常以測量規(guī)范為準.第21頁/共41頁第二十一頁，共42頁。第22頁/共41頁第二十二頁，共42頁。2 2測量機器人技術測量機器人技術3 3 ( (觀看觀看(gunkn)(gunkn)徠卡技術徠卡技術)

16、)4 4GPS(GPS(差分差分GPS)GPS)技術在變形監(jiān)測中的應用技術在變形監(jiān)測中的應用5 5 ( (差分差分GPSGPS技術技術) )6 6 第23頁/共41頁第二十三頁，共42頁。 4引張線法 引張線法是利用一根在兩端拉緊的鋼絲(或高強度的尼龍絲)所建立的基準面來測定偏移(pin y)值的方法。由于鋼絲被固定在兩端的工作基點上，觀測點在不同時間相對于鋼絲的偏移(pin y)值之差即是該觀測點在垂直于軸線方向上的水平位移量。(按照觀測位移觀測量,你能找出其它方法嗎?)第24頁/共41頁第二十四頁，共42頁。13.4 13.4 垂直(chuzh)(chuzh)位移監(jiān)測 建筑物的沉降是指:建

17、筑物及其基礎在垂直方向上的變形(也稱垂直位移)。 *沉降觀測就是測定建筑物上所設觀測點(沉降點)與基準點(水準點)之間隨時間變化的高差變化量。* 通常采用精密水準測量或液體靜力水準測量的方法(fngf)進行。 第25頁/共41頁第二十五頁，共42頁。 進行進行(jnxng)垂直位移觀測時，首先校測工作基點的垂直位移觀測時，首先校測工作基點的高程，然后再由工作基點測定各位移標點的高程。高程，然后再由工作基點測定各位移標點的高程。 將首次測得的位移標點高程與本次測得的高程相比較，將首次測得的位移標點高程與本次測得的高程相比較，其差值即為兩次觀測時間間隔內(nèi)位移標點的垂直位移量。其差值即為兩次觀測時間

18、間隔內(nèi)位移標點的垂直位移量。按規(guī)定垂直位移向下為正，向上為負。按規(guī)定垂直位移向下為正，向上為負。第26頁/共41頁第二十六頁，共42頁。觀測觀測(gunc)(gunc)計算計算: :第27頁/共41頁第二十七頁，共42頁。垂直位移常用的觀測方法有： (1)幾何水準測量法。利用水準儀和水準尺從水準基點開始測量各點位高程的方法，通過各點位高程變化求得其垂直位移。 (2)三角高程測量法。利用三角高程測量原理測定監(jiān)測點的高程，從而判定該點的變形情況，該法適用(shyng)于高差較大的場合。 (3)液體靜力水準法。利用連通管原理測量各點位容器內(nèi)液面高差以測定各點垂直位移的觀測方法，適用(shyng)于混

19、凝土大壩基礎廊道和土石壩表面垂直位移觀測。 (4)GPS觀測法。利用GPS可以測量出各監(jiān)測點的三維坐標，從而也可測量監(jiān)測點的垂直位移。第28頁/共41頁第二十八頁，共42頁。1 1、幾何、幾何(j h)(j h)水準測量法水準測量法 第29頁/共41頁第二十九頁，共42頁。 水準測量作業(yè)應按照國家規(guī)范的具體要求嚴格執(zhí)行。儀器校驗；應按照規(guī)范要求的觀測程序和限差要求進行觀測和檢驗。 在水難測量作業(yè)過程中，還應注意以下幾個問題：（1）三等以上水準測量應往返觀測，其觀測順序(shnx)為： 往測；奇數(shù)站，后一前一前一后；偶數(shù)站，前一后一后前。 返測：奇數(shù)站，前一后一后一前；偶數(shù)站，后一前一前一后。

20、（2）三等水準若為附合線路可以采用單程測量，支線必須進行往返 觀測。 （3）自動安平水準儀作業(yè)時，水準器應嚴格校正，并經(jīng)常檢查其性 能。 （4）由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩水準尺必須位置互換并重新整平儀器。 （5）每測段的往返測的測站數(shù)均應為偶數(shù)。 （6）應選氣象條件良好的狀態(tài)下進行水準測量。 第30頁/共41頁第三十頁，共42頁。水準測量精度(jn d)第31頁/共41頁第三十一頁，共42頁。2、三角高程(gochng)測量第32頁/共41頁第三十二頁，共42頁。3 3、GPSGPS高程高程(gochng)(gochng)測量測量 （見資料）（見資料）第33頁/共41頁第三十三頁，共42頁。4 4、

21、液態(tài)、液態(tài)(yti)(yti)靜力水準測量靜力水準測量 液體靜力水準測量又稱連通管測量，它是液體靜力水準測量又稱連通管測量，它是利用靜止的液面?zhèn)鬟f高程的一種測量力法，它的優(yōu)利用靜止的液面?zhèn)鬟f高程的一種測量力法，它的優(yōu)點是：兩點間不需要通視，觀測精度高，可實現(xiàn)觀點是：兩點間不需要通視，觀測精度高，可實現(xiàn)觀測的自動化。測的自動化。第34頁/共41頁第三十四頁，共42頁。第35頁/共41頁第三十五頁，共42頁。13.5 13.5 撓度與裂縫撓度與裂縫(li fng)(li fng)觀測觀測1 1、撓度觀測、撓度觀測 撓度觀測是：測定撓度觀測是：測定(cdng)(cdng)建筑物受力后撓曲程度。建筑物

22、受力后撓曲程度。 觀測方法是測定觀測方法是測定(cdng)(cdng)建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點相對于底部的水平位移建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點相對于底部的水平位移值。值。 測量方法：測量方法： A A、對高層建筑物，通常采用前方交會法測定、對高層建筑物，通常采用前方交會法測定(cdng)(cdng)。 第36頁/共41頁第三十六頁，共42頁。 B B、對內(nèi)部有豎直通道、對內(nèi)部有豎直通道(tngdo)(tngdo)的建筑物，撓度觀的建筑物，撓度觀測多采用垂線觀測，即從建筑物頂部附近懸掛一根不銹測多采用垂線觀測，即從建筑物頂部附近懸掛一根不銹鋼絲，下掛重錘，直到建筑物底部。在建筑物不同高程鋼絲，下掛重錘，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上設置觀測點，以坐標儀定期測出各點相對于垂線最低上設置