精密工程测量及变形监测数据处理论文报告

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1、精密工程测量及变形监测数据处理论文报告学院：测绘学院专业：测绘工程姓名：张晓靖学号：1243011410027摘要一般来说，建筑物变形主要是由于两方面的原因引起的：一是自然条件及其变化，即建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等。例如，基础的地质条件不同，有的稳定，有的不稳定，会引起建筑物的不均匀沉降，使其发生倾斜，建筑物在土基上的建筑物，由于土基的塑性变形而引起沉降，由于温度与地下水位的季节性和周期性的变化，而引起建筑物的规律变形，另一种是与建筑物本身联系的原因，即建筑物本身的荷重，建筑物的结构、

2、型式及动荷载，此外，也可能由于勘测设计，施工以及运营管理工作的不太合理，也会引起建筑物产生额外的变形。这些变形的原因是相互联系的，随着建筑物的兴建，改变了地面原有的状态，对于建筑物的地基施加了一定的外力，这就必然会引起地基及其周围底层的变形，而建筑物本身及基础，由于地基的变形及其外部荷载与内部应力的作用而产生变形。本文对变形监测中的一些传统的监测方法进行了介绍，如传统的大地测量方法、现代测量方法和非大地测量方法。同时也对一些方法进行了优缺点的比较。第一章：绪论1.1建筑物变形监测的内容、目的与意义1.1.1变形监测的

3、基本概念变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。受各种因素影响，所有的建筑物在从施工至倒塌（拆除）的过程中，都会产生变形，而这种变形是三维的。为保证建筑物在施工、管理及科学研究提供可靠的资料，在建筑物施工和运行期间，需要对建筑物的稳定性进行观测，这种观测称为建

4、筑物变形监测。1.1.2变形监测的目的变形监测的首要目的是要掌握建筑物的实际性状，科学、准确、及时的分析和预报水利工程建筑物的变形状况，对水利工程建筑物的施工和运营管理极为重要。变形监测涉及工程测量、工程地质、水文、结构力学、地球物理、计算机科学等诸多学科的知识，它是一项跨学科的研究，并正向边缘学科的方向发展。1.1.3变形监测的意义变形监测工作的意义主要表现在两个方面：首先是掌握水利工程建筑物的稳定性，为安全运行诊断提供必要的信息，以便及时发现问题并采取措施；其次是科学上的意义，包括根本的理解变形的机理，提高工程设

5、计的理论，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。1.1.4建筑物变形监测的内容主要包括基础的沉降观测与建筑物本身的变形观测。究其基础而言，主要观测内容是建筑物的均匀沉降与不均匀沉降。对于建筑物本身来说，则主要是观测倾斜与裂缝。对于高层和高耸建筑物，还应对其动态变形进行观测。1.2建筑变形产生的原因静载荷：建筑物自身的荷重与自然条件及其变化，如建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等。东载荷：外力与建筑物相互作用，如建筑物的结构、形式与日照、风振、月球引力等。人类活动引起的变形：抽取地下水、采矿、施

6、工等。建筑物变形是多种因素综合作用的结果。二、建筑物变形监测的方法2.1变形监测技术及其发展变形信息获取方法的选择取决于变形体的特征、变形监测的目的、变形大小和变形速度等因素。在全球性变形监测方面，空间大地测量是最基本且最适用的技术，他主要包括全球定位系统（GPS）、甚长基线射电干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、激光测月技术（LLR）以及卫星重力探测技术等手段。在区域性变形监测方面，GPS已成为至要的技术手段。近十年发展起来的空间对地观测遥感技术——合成孔径雷达干涉测量，在监测高层建筑物、地震变形、火山地

7、表移动、冰川漂移、地面沉降、山体滑坡等方面，其实验成果的精度已可达cm活mm级，表现出了很强的技术优势，但精密水准测量依然是高精度高程信息获取的主要方法。2.2变形监测的方法2.2.1变形监测非大地测量方法用于变形监测的非大地观测仪器，需要固定于变形体上或者附近，必须直接接触观测部位。一类仪器的观测结果是相邻观测标志间平面位置或高程位置的相对位移；另一类仪器则是直接测定物理量进而间接求算几何量。这类仪器类型较多，大致分为物理类、机械类和电测类等。2.2.2变形监测传统大地测量方法大地测量方法所测得观测结果的几何意义既

8、明确又直观，故从古到今广泛用于各类工程建筑物的变形观测。例如，用于沉降观测的几何水准测量、液体静力水准测量、微水准测量和三角高程测量；用于位移观测的三角测量、三边测量、边角测量、精密导线测量、交会测量和基准线测量；用于倾斜观测的纵横距投影测量和交会测量；用于挠度观测的交会测量和精密水准测量等。尽管近20年来空间定位技术、激光三维扫描技术、数字摄