變形監(jiān)測(cè)總結(jié)

1、第一章1.變形的概念：指變形體（根據(jù)變形監(jiān)測(cè)區(qū)域大小，可將變形監(jiān)測(cè)對(duì)象分為三大類：全球性的、區(qū)域性的、工程與局部性的，本文統(tǒng)稱其為變形體）在各種致變因素的作用下，其形狀、大小及位置在時(shí)間域和空間域中的變化。2.變形觀測(cè)的概念：指為了解變形量大小，通過(guò)定期測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的變化量，從歷次觀測(cè)結(jié)果比較了解變形隨時(shí)間與空間的發(fā)展情況。這個(gè)過(guò)程即是變形觀測(cè)。3.產(chǎn)生變形原因：1.自然原因：地震、板塊運(yùn)動(dòng)、日照、風(fēng)震2.人為的原因：（1）地下水的過(guò)量抽采（2）地下礦物的開(kāi)采（3）建筑物的荷載（4）其它因素3.變形的危害與控制：變形的危害：1）地面建（構(gòu)）筑物裂縫、倒塌；2） 交通、通訊設(shè)施損害管線

2、損害；3）港口設(shè)施失效4）橋墩下沉，凈空減小，水上交通受阻5）濱海城市海水侵蝕 6）誘發(fā)地震控制：（1）控制地下水開(kāi)采；（2）進(jìn)行地下水回灌，保持地下水位；（3）加固建筑物進(jìn)行等。4.變形觀測(cè)的目的：確保工程安全運(yùn)營(yíng)進(jìn)行變形分析，建立預(yù)報(bào)變形的理論和方法5.變形觀測(cè)的主要內(nèi)容：沉降觀測(cè)、水平位移觀測(cè)、裂縫觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、撓度監(jiān)測(cè)、滑坡監(jiān)測(cè)等6.變形觀測(cè)的意義：實(shí)用上：檢查各種工程建筑物及其基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，及時(shí)掌握變形情況，為安全性診斷提供必要的信息，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施科研上：更好地理解變形機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼運(yùn)動(dòng)假說(shuō)，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)以及建立有效的變形預(yù)報(bào)模型 7.變形觀測(cè)的主

3、要技術(shù)方法：1.常規(guī)測(cè)量方法2.GPS的應(yīng)用3.攝影測(cè)量方法4.特殊測(cè)量手段法5.綜合各種技術(shù)方法。8.變形觀測(cè)的特點(diǎn)：1.精度要求高2.重復(fù)觀測(cè)3.數(shù)據(jù)處理要求高4.多學(xué)科的配合5.責(zé)任重大9.變形的分類：一般情況，變形可分為靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形兩大類。靜態(tài)變形主要指變形體隨時(shí)間的變化而發(fā)生的變形，這種變形一般速度較慢，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能被發(fā)覺(jué)。動(dòng)態(tài)變形主要指變形體在外界荷載的作用下發(fā)生的變形，這種變形的大小和速度與荷載密切相關(guān)，在通常情況下，荷載的作用將使變形即刻發(fā)生。 根據(jù)變形體的變形特征，變形可分為變形體自身的形變和變形體的剛體位移。變形體自身形變包括：伸縮、錯(cuò)動(dòng)、彎曲和扭轉(zhuǎn)四種變形；剛

4、體位移包含整體平移、整體轉(zhuǎn)動(dòng)、整體升降和整體傾斜四種變形。10.變形觀測(cè)的精度與觀測(cè)周期：制定變形監(jiān)測(cè)精度取決于監(jiān)測(cè)目的、允許變形的大小、儀器和方法所能達(dá)到的精度。一般而言，實(shí)用目的觀測(cè)中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/101/20，科研目的觀測(cè)中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/201/10011變形觀測(cè)的周期：觀測(cè)周期的概念：相鄰兩次變形觀測(cè)的間隔時(shí)間觀測(cè)周期的確定基本原則：根據(jù)建（構(gòu)）筑物的特征、變形速率、觀測(cè)精度要求和工程地質(zhì)條件及施工過(guò)程等因素綜合考慮。變形觀測(cè)周期的確定應(yīng)以能系統(tǒng)反映所測(cè)建筑變形的變化過(guò)程、且不遺漏其變化時(shí)刻為原則，并綜合考慮單位時(shí)間內(nèi)變形量的大小、變形特征、觀測(cè)精度要求及外界因

5、素影響情況。 3、監(jiān)測(cè)測(cè)精度及監(jiān)測(cè)周期的合理確定 監(jiān)測(cè)精度與監(jiān)測(cè)周期和位移速度之間存在一定的相互制約的關(guān)系：當(dāng)位移速度一定時(shí), 監(jiān)測(cè)周期越短對(duì)監(jiān)測(cè)精度的要求越高；當(dāng)復(fù)測(cè)周期一定時(shí), 位移速度越快對(duì)監(jiān)測(cè)精度的要求越低；當(dāng)位移速度很小時(shí), 要求有很高的監(jiān)測(cè)精度和較長(zhǎng)的復(fù)測(cè)周期；隨著位移速度的增大, 可以相應(yīng)地縮短復(fù)測(cè)周期和降低監(jiān)測(cè)精度。 4、一般可將其變形過(guò)程分為緩慢變形、變形發(fā)展、變形加劇和急劇變形4 個(gè)階段。 5、變形觀測(cè)基本原則： 建筑變形測(cè)量的首次（即零周期）觀測(cè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行兩次獨(dú)立觀測(cè)，并取觀測(cè)結(jié)果的中數(shù)作為變形測(cè)量初始值。 一個(gè)周期的觀測(cè)應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)完成。不同周期觀測(cè)時(shí)，宜采用相同的

6、觀測(cè)網(wǎng)形、觀測(cè)路線和觀測(cè)方法，并使用同一測(cè)量?jī)x器和設(shè)備。對(duì)于特級(jí)和一級(jí)變形觀測(cè)，還宜固定觀測(cè)人員、選擇最佳觀測(cè)時(shí)段、在基本相同的環(huán)境和條件下觀測(cè)。當(dāng)觀測(cè)量受溫度、氣壓、濕度等環(huán)境影響時(shí)，應(yīng)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行改正。 12變形監(jiān)測(cè)方法的選：目前常用于建筑物變形監(jiān)測(cè)方法有:常規(guī)大地測(cè)量方法、特殊測(cè)量手段(包括各種準(zhǔn)直測(cè)量、傾斜儀測(cè)量、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)及應(yīng)變計(jì)測(cè)量等)、攝影測(cè)量方法（包括近景攝影和地面立體攝影測(cè)量等）、全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量技術(shù)、測(cè)量機(jī)器人(TCA)、3D掃描等。各種不同的監(jiān)測(cè)方法有其不同的精度和適用性，詳見(jiàn)表2-4（P30） 13. 沉降測(cè)量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置一般有如下要求：（1）

7、磚墻承重的建筑物，沿外墻每隔812m的柱基上，如外墻的轉(zhuǎn)角處，縱橫墻的交接處；若建筑物的寬度大于15m時(shí)，內(nèi)墻也應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的觀測(cè)點(diǎn)。（2）框架結(jié)構(gòu)的建筑物的每個(gè)柱基或部分柱基上。（3）基礎(chǔ)為箱形或筏形的高大建筑物的縱墻軸線和基礎(chǔ)(或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分)周邊以及筏形基礎(chǔ)的中央。（4）高低層建筑物、新舊建筑物的兩側(cè)。（5）建筑物沉降縫、建筑物裂縫的兩側(cè)。（6）基礎(chǔ)埋深相差懸殊、人工地基和天然地基鄰接處、結(jié)構(gòu)不同的分界處的兩側(cè)。（7）煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐及其它類似構(gòu)筑物基礎(chǔ)的對(duì)稱軸線上，不少于4個(gè)。14. 1、平面控制網(wǎng) 根據(jù)不同的變形監(jiān)測(cè)對(duì)象，布置不同的控制網(wǎng)。如：對(duì)于大型變形建筑物

8、、滑坡等，宜布設(shè)三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、邊角網(wǎng)等；對(duì)于分散、單獨(dú)的小型建筑物，宜采用監(jiān)測(cè)基線或單點(diǎn)。變形網(wǎng)常由三種點(diǎn)、兩種等級(jí)的網(wǎng)組成： 1）基準(zhǔn)點(diǎn)：通常埋設(shè)在比較穩(wěn)固的基巖上或在變形影響范圍之外，盡可能長(zhǎng)期保存，穩(wěn)定不動(dòng)。2）工作基點(diǎn)：是基準(zhǔn)點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的聯(lián)系點(diǎn)。工作點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成變形監(jiān)測(cè)的首級(jí)網(wǎng)，用來(lái)測(cè)量工作點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的變形量，由于這種變形量較小，所以要求監(jiān)測(cè)精度高，復(fù)測(cè)間隔時(shí)間長(zhǎng)。3）變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)：即變形點(diǎn)或監(jiān)測(cè)點(diǎn)，它們埋在變形體（如建筑物、邊坡等）上和變形體構(gòu)成一個(gè)整體，一起移動(dòng)。變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)與工作點(diǎn)組成次級(jí)網(wǎng)，次級(jí)網(wǎng)用來(lái)測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于工作點(diǎn)的變形量。 15.變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)原

9、則：1）變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)為獨(dú)立控制網(wǎng)。一般認(rèn)為起始數(shù)據(jù)誤差相對(duì)于本級(jí)網(wǎng)的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)是比較小的，但對(duì)于要求精度較高的變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)來(lái)說(shuō)，對(duì)含有起始數(shù)據(jù)誤差的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，即使監(jiān)測(cè)精度再高、采取的平差方法再嚴(yán)密，也是不能達(dá)到預(yù)期的精度要求的，因此變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)是獨(dú)立控制網(wǎng)。 2）變形監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)的埋設(shè)，應(yīng)以現(xiàn)有工程地質(zhì)條件為依據(jù)，因地制宜地進(jìn)行。埋設(shè)的位置最好能選在沉降影響范圍之外，尤其是基準(zhǔn)點(diǎn)一定要這樣做。對(duì)于變形監(jiān)測(cè)的工作點(diǎn)，也應(yīng)設(shè)法予以檢測(cè)，監(jiān)視其位置的變動(dòng)。3）布網(wǎng)圖形應(yīng)與變形體的形狀相適應(yīng)。同時(shí)，要考慮哪些點(diǎn)位在特定方向上的精度要求要高一些，應(yīng)有所側(cè)重。 2、沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)一般是采用多結(jié)點(diǎn)閉合水準(zhǔn)網(wǎng)

10、，并重復(fù)按精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)量。具體做法是：在建筑物的外圍布設(shè)一條閉合水準(zhǔn)環(huán)行路線；再由水準(zhǔn)環(huán)中的固定點(diǎn)測(cè)定各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高，這樣每隔一定周期進(jìn)行一次精密水準(zhǔn)測(cè)量，將測(cè)量的外業(yè)成果用嚴(yán)密平差的方法，求出各水準(zhǔn)點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程最或是值。某一沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降量即為首次監(jiān)測(cè)求得的高程與該次復(fù)測(cè)后求得的高程之差。由此可見(jiàn)，用這種方法求得的沉降量中，除該點(diǎn)本身的沉降量外，尚受到兩次測(cè)量誤差的影響，因此在分析沉降監(jiān)測(cè)精度的同時(shí)，還要研究有關(guān)水準(zhǔn)測(cè)量中的問(wèn)題。 第二章1.垂直位移監(jiān)測(cè)方法：精密水準(zhǔn)測(cè)量三角高程測(cè)量液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量2.精密水準(zhǔn)測(cè)量精度高，方法簡(jiǎn)便，是垂直位移監(jiān)測(cè)最常用的方法。3.垂直位移

11、監(jiān)測(cè)的測(cè)量點(diǎn)分為水準(zhǔn)基點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)三種。水準(zhǔn)基點(diǎn)是垂直位移監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，一般34個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一組，形成近似正三角形或正方形，為保證其堅(jiān)固與穩(wěn)定，應(yīng)選埋在變形區(qū)以外的巖石上或深埋于原狀土上，也可以選埋在穩(wěn)固的建構(gòu)筑物上。 4.精密水準(zhǔn)測(cè)量因受觀測(cè)環(huán)境影響小，觀測(cè)精度高，仍然是沉降監(jiān)測(cè)的主要方法；如果水準(zhǔn)路線線況差，水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)施將很困難。高精度全站儀的發(fā)展，使得電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量在工程測(cè)量中的應(yīng)用更加廣泛；電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量代替水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，將極大地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。 第三章1.水平監(jiān)測(cè)的方法：交會(huì)法觀測(cè)精密導(dǎo)線測(cè)量視準(zhǔn)線測(cè)量(活動(dòng)覘牌法和小角度觀測(cè)法）引張線測(cè)量垂線

12、測(cè)量激光準(zhǔn)直測(cè)量2.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、觀測(cè)條件等影響明顯，精度不高，但該方法較為靈活方便。基準(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。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)的水利、橋梁等工程中得到應(yīng)用。 3.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)

13、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)和后方交會(huì)三種方法。4.視準(zhǔn)線法是基準(zhǔn)線法測(cè)量的方法之一，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)

14、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。 5.小角度觀測(cè)： 若在待測(cè)點(diǎn)i上觀測(cè)，則：6.引張線的定義：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。7.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。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

15、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。8.垂線有兩種形式：正垂線和倒垂線。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)。9.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(méi)有頻繁的昂貴測(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 第四章1.建筑物變形監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容：傾斜觀測(cè)撓度觀測(cè)裂縫觀測(cè)日照變形監(jiān)測(cè)風(fēng)振變形監(jiān)測(cè)2.傾斜觀測(cè)分為直接觀測(cè)和間接觀測(cè)：直接法：經(jīng)

16、緯儀投影法、測(cè)水平角、前方交會(huì)法、垂準(zhǔn)線法。該方法多用于基礎(chǔ)面積過(guò)小的超高建筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等。間接法：測(cè)定基礎(chǔ)的相對(duì)沉陷量（水準(zhǔn)測(cè)量）、傾斜儀該方法多用于基礎(chǔ)面積較大的建筑物，并便于水準(zhǔn)觀測(cè)3.傾斜觀測(cè)主要有：經(jīng)緯儀投影法、測(cè)水平角法、前方交會(huì)法、激光垂直法、水準(zhǔn)測(cè)量、流體靜力水準(zhǔn)測(cè)量。4.撓度定義：撓度是指建(構(gòu))筑物或其構(gòu)件在水平方向或豎直方向上的彎曲值。5.建筑物的撓度觀測(cè)包括建筑物基礎(chǔ)、建筑物主體及獨(dú)立構(gòu)筑物（如獨(dú)立土墻、柱）的撓度觀測(cè)。對(duì)于高層建筑物，當(dāng)較小的面積上有很大的集中荷載時(shí)，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)和建筑物的沉陷，其中不均勻的沉陷將導(dǎo)致建筑物的傾斜，使局部構(gòu)件產(chǎn)

17、生彎曲并導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。建筑物的撓度可由觀測(cè)不同高度處的傾斜換算求得，也可以采用激光準(zhǔn)直儀觀測(cè)的方法求得。 6.超高層建筑要進(jìn)行傾斜觀測(cè)撓度觀測(cè)裂縫觀測(cè)日照變形監(jiān)測(cè)風(fēng)振變形監(jiān)測(cè)傾斜觀測(cè)的方法主要有：經(jīng)緯儀投影法、測(cè)水平角法、前方交會(huì)法、激光垂直法、水準(zhǔn)測(cè)量、流體靜力水準(zhǔn)測(cè)量。撓度觀測(cè)的主要方法主要有：前方交會(huì)法第五章1.正水平變形：使建筑物產(chǎn)生拉伸變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生裂縫。負(fù)水平變形：使建筑物產(chǎn)生壓縮變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生破壞（門窗擠成菱形，墻體水平裂縫/縱墻產(chǎn)生褶曲或鼓起）。第六章1. GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成：在不改變已有GPS接收機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)一個(gè)附加的GPS信號(hào)分

18、時(shí)器連接開(kāi)關(guān)將多個(gè)天線陣列與同一臺(tái)接收機(jī)連接；通過(guò)這樣一個(gè)GPS多天線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)接收機(jī)與多個(gè)天線相連，通過(guò)GPS數(shù)據(jù)處理后同樣可以獲得變形體的形變規(guī)律；該系統(tǒng)包括控制中心、數(shù)據(jù)通信、多天線控制器和野外供電系統(tǒng)等4部分組成。 2.系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：(1) 先進(jìn)性。即選用的儀器設(shè)備性能應(yīng)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)，反應(yīng)速度快，監(jiān)測(cè)精度必須達(dá)到相應(yīng)的國(guó)家規(guī)范要求。(2) 可靠性。即系統(tǒng)采集的GPS原始數(shù)據(jù)必須完善、正確；數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠，傳輸誤碼率低；數(shù)據(jù)處理、分析結(jié)果必須準(zhǔn)確；整個(gè)系統(tǒng)故障率低。(3) 自動(dòng)化。即從數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)椒治觥@示、打印、報(bào)警等實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。(4) 易維護(hù)。

19、即系統(tǒng)中各監(jiān)測(cè)單元互相獨(dú)立，并行工作。系統(tǒng)采取開(kāi)放式模塊結(jié)構(gòu)，便于增加、更新、擴(kuò)充、維護(hù)。(5) 經(jīng)濟(jì)性。即在保證先進(jìn)、可靠、自動(dòng)化程度高的前提下，采取各種有效方法，力求功效高、成本低。3.系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題及解決辦法：確保多天線控制器微波開(kāi)關(guān)中各通道的高隔離度和最大限度地減少GPS信號(hào)衰減。 由于監(jiān)測(cè)的范圍比較廣，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的距離可能很遠(yuǎn)，天線信號(hào)傳輸至控制器時(shí)將不可避免地產(chǎn)生GPS信號(hào)衰減過(guò)大的問(wèn)題。根據(jù)我們的測(cè)定，當(dāng)電纜傳輸距離超過(guò)30米時(shí)，信號(hào)的損失已經(jīng)相當(dāng)大。要解決這個(gè)問(wèn)題，一方面應(yīng)提高傳輸介質(zhì)的性能，如采用低損耗電纜或者光纖傳輸；另一方面也可進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘?hào)增強(qiáng)，為此我們專門研制了相應(yīng)的

20、GPS信號(hào)低噪聲放大器，取得了良好的效果。第八章1.監(jiān)測(cè)內(nèi)容：基坑工程施工監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要為圍護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境兩大部分；圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括圍護(hù)樁墻、水平支撐、圍檁和圈梁、立柱、坑底土層和坑內(nèi)地下水等；周圍環(huán)境包括周圍土層、地下管線、周圍建筑和坑外地下水等；各個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象包含不同的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，需要使用相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器和儀表。2.圍護(hù)樁墻頂水平位移監(jiān)測(cè)：水平位移監(jiān)測(cè)方法有極坐標(biāo)法、前方交會(huì)法、視準(zhǔn)線法等多種，由于全站儀的普及，目前也可以采用全站儀坐標(biāo)測(cè)量功能直接測(cè)定測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，并通過(guò)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算相鄰周期的位移量和累積位移量。第九章1.邊坡工程監(jiān)測(cè)的目的：（1）評(píng)價(jià)邊坡施工及其使用過(guò)程中邊坡的穩(wěn)定程度，并做出有

21、關(guān)預(yù)報(bào)，為業(yè)主、施工方及監(jiān)理提供預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。（2）通過(guò)監(jiān)測(cè)為防治滑坡及可能的滑動(dòng)和蠕動(dòng)變形提供技術(shù)依據(jù)，預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)今后邊坡的位移、變形的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)巖土體的時(shí)效特性進(jìn)行相關(guān)的研究。（3）對(duì)已經(jīng)發(fā)生滑動(dòng)破壞的滑坡和加固處理后的滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)結(jié)果是檢驗(yàn)崩塌、滑坡分析評(píng)價(jià)及滑坡治理工程效果的尺度。（4）為進(jìn)行有關(guān)位移反分析及數(shù)值模擬計(jì)算提供參數(shù)。 2.邊坡工程監(jiān)測(cè)的方法：大地測(cè)量法、GPS測(cè)量法、近景攝影測(cè)量法、大地測(cè)量法的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1)能確定邊坡地表變形范圍。不僅可以對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行定點(diǎn)變形監(jiān)測(cè)，而且監(jiān)控面積大，因此可以有效地監(jiān)測(cè)確定邊坡變形狀態(tài)。 (2)量程不受限制。大地測(cè)量法是設(shè)站觀測(cè)

22、，儀器量程能滿足邊坡變形監(jiān)測(cè)，可以觀測(cè)到邊坡變形演變的全過(guò)程。 (3)能觀測(cè)到邊坡體的絕對(duì)位移量。儀表觀測(cè)缺乏整體概念，而大地測(cè)量方法是以變形區(qū)外穩(wěn)定的測(cè)站為基準(zhǔn)，能夠直觀測(cè)定邊坡地表的絕對(duì)位移量，掌握整體變形狀態(tài)。（4）技術(shù)成熟，精度較高，監(jiān)控面廣，成果資料可靠，便于靈活地設(shè)站。缺點(diǎn)：受地形通視條件的限制和氣象條件(如風(fēng)、雨、霧、雪等)的影響；作業(yè)量大，周期長(zhǎng)；連續(xù)觀測(cè)能力較差。GPS測(cè)量法：優(yōu)點(diǎn)：(1)觀測(cè)點(diǎn)間無(wú)需通視，選點(diǎn)方便；(2)觀測(cè)不受天氣條件限制，可以進(jìn)行全天候的觀測(cè)；(3)觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)可以同時(shí)測(cè)定，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)點(diǎn)還能精確測(cè)山它的速度；(4)在測(cè)程大于10km時(shí)，其相對(duì)精度

23、可達(dá)10-6。近景攝影測(cè)量：特點(diǎn)：精度不如傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，但可以滿足崩滑體處于速變、劇變階段的監(jiān)測(cè)要求，適合危巖臨空、陡壁裂縫變化、滑坡地表位移量變化速率較大時(shí)的監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)已應(yīng)用于船閘等高邊坡的變形監(jiān)測(cè)。適用于邊坡體地表的三維位移監(jiān)測(cè)，特別適合處于地形條件復(fù)雜、起伏大或建筑物密集、通視條件差的邊坡監(jiān)測(cè)。第十章1.橋梁變形按其類型可分為靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形;靜態(tài)變形是指變形觀測(cè)的結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形值，它是時(shí)間的函數(shù)。動(dòng)態(tài)變形是指在外力影響下而產(chǎn)生的變形，它是表示橋梁在某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)變形，是以外力為函數(shù)來(lái)表示的對(duì)于時(shí)間的變化。橋梁墩臺(tái)的變形一般來(lái)說(shuō)是靜態(tài)變形，而橋梁結(jié)構(gòu)的撓度變形則是動(dòng)態(tài)變形

24、。2.橋梁變形按具體內(nèi)容可分為：橋梁墩臺(tái)變形觀測(cè)、塔柱變形觀測(cè)、橋面撓度觀測(cè)、橋面水平位移觀測(cè)等。3.橋梁墩臺(tái)的變形觀測(cè)主要包括兩方面：墩臺(tái)的垂直位移觀測(cè)。主要包括墩臺(tái)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）的傾斜觀測(cè)。墩臺(tái)的水平位移觀測(cè)。其中各墩臺(tái)在上、下游的水平位移觀測(cè)稱為橫向位移觀測(cè)；各墩臺(tái)沿橋軸線方向的水平位移觀測(cè)稱為縱向位移觀測(cè)。兩者中，以橫向位移觀測(cè)更為重要。 在布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)遵循既要均勻又要有重點(diǎn)的原則。均勻布設(shè)是指在每個(gè)墩臺(tái)上都要布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，以便全面判斷橋梁的穩(wěn)定性；重點(diǎn)布設(shè)是指對(duì)那些受力不均勻、地基基礎(chǔ)不良或結(jié)構(gòu)的重要部分，應(yīng)加密觀測(cè)點(diǎn)，主橋橋墩尤應(yīng)如此。 主

25、橋墩臺(tái)上的觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)在墩臺(tái)頂面的上下游兩端的適宜位置處各埋設(shè)一點(diǎn)，以便研究墩臺(tái)的沉降和不均勻沉陷（即傾斜變形）。 所謂垂直位移觀測(cè)，就是定期地測(cè)量布設(shè)在橋墩臺(tái)上的觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的高差，以求得觀測(cè)點(diǎn)的高程，并將不同時(shí)期觀測(cè)點(diǎn)的高程加以比較，得出墩臺(tái)的垂直位移值。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況布設(shè)成附合路線或閉合路線。 觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)包括引橋觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)和水中橋墩觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)。由于引橋觀測(cè)點(diǎn)是在岸上，其施測(cè)方法與精密水準(zhǔn)測(cè)量方法相同。水中橋墩觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)可以采用跨河水準(zhǔn)測(cè)量，但觀測(cè)工作量較大，因此也可采用跨墩水準(zhǔn)測(cè)量，但注意照準(zhǔn)誤差、大氣折光差等的影響。4.橋面撓度是指橋面沿軸線的垂直位移情況。橋

26、面在外界荷載的作用下將發(fā)生變形，使橋梁的實(shí)際線形與設(shè)計(jì)線形產(chǎn)生差異，從而影響橋梁的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)。過(guò)大的橋面線形變化不但影響行車的安全，而且對(duì)橋梁的使用壽命有直接的影響。5.橋面水平位移觀測(cè)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(chǔ)的位移、傾斜以及外界荷載（風(fēng)、日照、車輛等）等引起，對(duì)于大跨徑的斜拉橋和懸索橋，風(fēng)荷載可使橋面產(chǎn)生大幅度的擺動(dòng)，這對(duì)橋梁的安全運(yùn)營(yíng)十分不利。6.垂直位移監(jiān)測(cè)方法：精密水準(zhǔn)測(cè)量 三角高程測(cè)量 液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量 壓力測(cè)量法 GPS測(cè)量 7.水平位移監(jiān)測(cè)方法：三角測(cè)量法交會(huì)法 導(dǎo)線測(cè)量法 基準(zhǔn)線法 測(cè)小角法 GPS觀測(cè) 專用方法8.撓度觀測(cè)方法：

27、懸錘法 精密水準(zhǔn)法 全站儀觀測(cè)法 GPS觀測(cè)法 靜力水準(zhǔn)觀測(cè)法 測(cè)斜儀觀測(cè)法 攝影測(cè)量法 專用撓度儀觀測(cè)法9.索塔撓度觀測(cè)常用方法：交會(huì)法（測(cè)角、測(cè)邊、邊角交會(huì)）；全站儀極坐標(biāo)法；天頂距測(cè)量法；傾斜儀法;垂線法。第十一章1. 大壩安全判斷內(nèi)容：（1）穩(wěn)定：壩體在承受荷載時(shí)，各點(diǎn)均將產(chǎn)生剪應(yīng)力，當(dāng)斷面上總剪應(yīng)力超過(guò)抗剪能力時(shí)，斷面將被剪斷，產(chǎn)生的滑動(dòng)面使大壩被破壞。（2）強(qiáng)度：壩體承受荷載，各點(diǎn)均產(chǎn)生正應(yīng)力，當(dāng)其超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，壩體將產(chǎn)生開(kāi)裂，水體灌入，使裂縫繼續(xù)擴(kuò)大，最終產(chǎn)生破壞。（3）耐久：壩體在外界環(huán)境作用下，會(huì)發(fā)生風(fēng)化、溶蝕、開(kāi)裂等，引起穩(wěn)定和強(qiáng)度的降低。 各種變形測(cè)量手段獲取的數(shù)

28、據(jù)基本上反映在各種荷載作用下大壩的工作狀態(tài)，而觀測(cè)成果還可以用來(lái)反饋和檢驗(yàn)設(shè)計(jì)、施工等。2.土壩變形因素：（1）滲透變形，當(dāng)滲透水流在土壤中運(yùn)動(dòng)時(shí)，土壤可能產(chǎn)生破壞性的滲透變形，導(dǎo)致水工建筑物的失事，這種變形包括：管涌、流土、接觸沖刷，接觸流土等。后果造成建筑物不均勻沉降。（2）土壩沉陷：土壩水平位移（包括滑動(dòng)、傾覆）不是主要的，而是沉陷，施工期間壩基和壩身一直是沉陷，直到施工結(jié)束，壩基沉陷量約為總沉陷量的50%70%左右。 3凝土重力壩變形特點(diǎn)：）壩段間有伸縮縫，互相干擾較少，各壩段可自由變形且壩頂?shù)淖冃巫畲?。?）由于壩段沿軸線方向受力小，而沿水流方向受力大，因而水平位移變形觀測(cè)主要是指沿

29、河流向的水平位移。（3）河中壩段變形量較河岸壩段變形大。（4）壩頂?shù)乃轿灰瓢▔紊砘瑒?dòng)引起的位移，壩體彈性變形引起的變形（撓曲），壩基不均勻沉降引起的變形。（5）壩基變形，靠近上游側(cè)要比下游側(cè)垂直變形大。 4. 監(jiān)測(cè)斷面布置(混凝土壩): （1）觀測(cè)縱斷面。通常平行壩軸線在壩頂及壩基廊道設(shè)置觀測(cè)縱斷面，當(dāng)壩體較高時(shí)，可在中間適當(dāng)增加12個(gè)縱斷面。當(dāng)缺少縱向廊道時(shí)，也可布設(shè)在平行壩軸線的下游壩面上。（2）內(nèi)部斷面。布置在最大壩高壩段或地質(zhì)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜壩段，并視壩長(zhǎng)情況布設(shè)13個(gè)斷面。應(yīng)將壩體和地基作為一個(gè)整體進(jìn)行布設(shè)。拱壩的拱冠和拱端一般宜布設(shè)斷面，必要時(shí)也可在l/4拱處布設(shè)。第十二章1. 收斂

30、位移監(jiān)測(cè)：隧道圍巖周邊各點(diǎn)趨向隧道中心的變形稱為收斂。所謂周邊收斂量測(cè)主要是隧道內(nèi)壁面兩點(diǎn)連線方向的距離的變形量的量測(cè)。收斂值為兩次量測(cè)的距離之差。量測(cè)目的收斂量測(cè)是隧道施工監(jiān)控量測(cè)的重要項(xiàng)目。周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映，通過(guò)周邊位移量測(cè)可以達(dá)到以下目的。判斷隧道空間的穩(wěn)定性；根據(jù)變位速度判斷圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌施作的合理時(shí)機(jī)；指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工。 第十三章1.一致性分析：從時(shí)間的關(guān)聯(lián)性來(lái)分析連續(xù)積累的資料，從變化趨勢(shì)上推測(cè)它是否具有一致性，即分析任一測(cè)點(diǎn)原始觀測(cè)值與前一次（或前幾次）原始觀測(cè)值的變化關(guān)系。另外，還要分析該效應(yīng)量（本次觀測(cè)值）與某相應(yīng)原因量之間的關(guān)系和以前測(cè)次的情

31、況是否一致。相關(guān)性分析：從空間的關(guān)聯(lián)性出發(fā)來(lái)檢查一些內(nèi)在物理聯(lián)系的效應(yīng)量之間的相關(guān)性，即將某點(diǎn)本次某量的原始觀測(cè)值與鄰近部位（條件基本一致）各測(cè)點(diǎn)的本測(cè)次同類效應(yīng)量或有關(guān)效應(yīng)量的相應(yīng)原始觀測(cè)值進(jìn)行比較，視其是否符合它們之間應(yīng)有的力學(xué)關(guān)系。 2.回歸分析與相關(guān)分析：回歸分析在處理兩個(gè)變量問(wèn)題時(shí)，是討論一個(gè)非隨機(jī)變量和一個(gè)隨機(jī)變量的情形。相關(guān)分析則討論兩個(gè)都是隨機(jī)變量的情形。3.變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)：絕對(duì)網(wǎng)是指有部分點(diǎn)子位于變形體外的監(jiān)測(cè)網(wǎng)； 相對(duì)網(wǎng)是指網(wǎng)的全部點(diǎn)位于變形體上的監(jiān)測(cè)網(wǎng)。當(dāng)變形體的范圍(包括變形影響范圍)較小時(shí)，一般將監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)成絕對(duì)網(wǎng)的形式。所以絕對(duì)網(wǎng)多用于工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)。當(dāng)變形區(qū)域很

32、大，或變形范圍難以確定，監(jiān)測(cè)網(wǎng)只有采用相對(duì)網(wǎng)的形式，地殼形變監(jiān)測(cè)網(wǎng)一般屬于這種情況。 4.五固定原則：有不動(dòng)點(diǎn)，應(yīng)選固定基準(zhǔn)如滑坡、地震監(jiān)測(cè)，基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于變形觀測(cè)點(diǎn)、震中區(qū)形變有限，監(jiān)測(cè)網(wǎng)中遠(yuǎn)離它的點(diǎn)可以認(rèn)為不動(dòng)。一部分點(diǎn)相對(duì)于另一部分點(diǎn)穩(wěn)定，但不固定，宜選擬穩(wěn)基準(zhǔn)各點(diǎn)均為變形點(diǎn)且等概率形變，選擇重心基準(zhǔn)對(duì)多期觀測(cè)控制網(wǎng)，第一期觀測(cè)宜用秩虧網(wǎng)平差，未知參數(shù)的近似值可任意選擇，但不宜與真值偏離過(guò)大變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)中，當(dāng)?shù)谝黄谟^測(cè)網(wǎng)平差的參考系一經(jīng)確定，則以后各期觀測(cè)網(wǎng)平差的參考系不能隨意變動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)不合適應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換5.平差的主要模型：回歸分析法時(shí)間序列分析模型灰色系統(tǒng)分析模型空間動(dòng)態(tài)變形模型及其

33、預(yù)報(bào)Kalman濾波模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 變形分析的確定性模型和混合模型變形觀測(cè) 指為了解變形量大小，通過(guò)定期測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的變化量，從歷次觀測(cè)結(jié)果比較了解變形隨時(shí)間與空間的發(fā)展情況。這個(gè)過(guò)程即是變形觀測(cè)。觀測(cè)周期 相鄰兩次變形觀測(cè)的間隔時(shí)間。 若在待測(cè)點(diǎn)i上觀測(cè)，則： 傾斜觀測(cè)直接法：經(jīng)緯儀投影法、測(cè)水平角、前方交會(huì)法、垂準(zhǔn)線法該方法多用于基礎(chǔ)面積過(guò)小的超 高建筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等。間接法：測(cè)定基礎(chǔ)的相對(duì)沉陷量（水準(zhǔn)測(cè)量）、傾斜儀 該方法多用于基礎(chǔ)面積較大的建筑物，并便于水準(zhǔn)觀測(cè)圓形建(構(gòu))筑物主體的撓度觀測(cè)圓形建(構(gòu))筑物主體幾何中心就是其底面的圓心，要求觀測(cè)不

34、同高度上各層相對(duì)于底面圓心的平面位移。布設(shè)控制點(diǎn)距建筑物的距離應(yīng)為其高度的1.5-2倍，叢應(yīng)使交會(huì)角盡可能接近90?？刂泣c(diǎn)A、B間的邊長(zhǎng)相對(duì)誤差應(yīng)小于17000，其坐標(biāo)應(yīng)與原有控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)。步驟1)設(shè)測(cè)站于A，后視B，量取儀器高iA。先對(duì)底層進(jìn)行觀測(cè)；用十字絲中心照準(zhǔn)底層圓周一側(cè)之切點(diǎn)，并用紅漆作出標(biāo)記，談取方向值及天頂距ZA,1 ，固定望遠(yuǎn)鏡，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)只一側(cè)之切點(diǎn)，讀取方向值。兩切線方向值的中數(shù)就是圓心的方向值a1，測(cè)量A點(diǎn)至切點(diǎn)(紅漆標(biāo)記處)的平距DA 。底層高為 2) 仍在測(cè)站A對(duì)各層(包括頂層)進(jìn)行觀測(cè)。設(shè)各層的間隔高度為h，則第k層的高度為第k層的天定距為將望遠(yuǎn)鏡置于天頂距ZAK

35、的位置，固定望遠(yuǎn)鏡，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，分別照準(zhǔn)兩邊切點(diǎn)并讀出方向值，取中數(shù)就是該層的圓心的方向值，從而獲得各層觀測(cè)角ak 。3) 設(shè)測(cè)站于B，后視A，按（1）、（2）方法獲得底層和各層觀測(cè)角4) 計(jì)算按按前方交會(huì)公式計(jì)算各層圓心坐標(biāo)；按下式計(jì)算各層圓心相對(duì)于底層圓心的伙移量和扭曲方向；取各層圓心扭曲方向的平均值，作為該建(構(gòu))筑物主體的扭曲方向。計(jì)算各層圓心位移量在平均扭曲方向垂直面上的投影（5）編制主體撓度觀測(cè)成果表（6）繪制主體撓度曲線團(tuán)。以底層圓心為原點(diǎn)，以觀測(cè)點(diǎn)的高程為縱坐標(biāo)，以觀測(cè)點(diǎn)的平均扭曲方向上的位移量為橫坐標(biāo)，展繪主體撓度曲線圖。直立高大型建筑物對(duì)于直立高大型建筑物，其撓度的觀測(cè)方法

36、是測(cè)定建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點(diǎn)相對(duì)于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會(huì)法測(cè)定。對(duì)內(nèi)部有豎直通道的建筑物，撓度觀測(cè)多采用垂線觀測(cè)，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。在建筑物不同高程上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以坐標(biāo)儀定期測(cè)出各點(diǎn)相對(duì)于垂線最低點(diǎn)的位移。比較不同周期的觀測(cè)成果，即可求得建筑物的撓度值。如果采用電子傳感設(shè)備，可將觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于垂線的微小位移變換成電感輸出，經(jīng)放大后由電橋測(cè)定并顯示各點(diǎn)的撓度值正負(fù)水平變形對(duì)建筑物的影響：正水平變形：使建筑物產(chǎn)生拉伸變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生裂縫。負(fù)水平變形：使建筑物產(chǎn)生壓縮變形，特別是墻體薄弱處產(chǎn)生破壞（門窗擠成菱形，墻體水平裂縫/縱墻產(chǎn)生褶曲或鼓