工程的变形监测和数据处理

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1、第七章工程的变形监测和数据处理主要内容什么是变形监测？为什么要进行变形监测?变形监测有哪些内容和特点?重点变形监测网和变形监测方案设计变形观测数据处理成果表达和解释§7.1工程变形监测的基础知识一、变形监测的定义、作用和内容变形监测：对监视对象或物体进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征全球性、区域性、工程的变形监测全球性的变形监测是对地球自身的动态变化如自转速率变化、极移、潮汐、全球板块运动和地壳形变的监测。区域性的变形监测是对区域性地壳形变和地面沉降的监测。对于工程的变形监测来说，变形体一船包括工程建筑物、机器设备以及其他与工程建设有关的自然

2、或人工对象。一、变形监测的定义、作用和内容变形监测的作用1） 监视新建建筑物和工程设施的施工质量及使用与运营期间的安全；2）监测建筑场地和已建建筑物的稳定性；3）检查、分析和处理有关工程质量事故；4）验证有关建筑地基、结构设计的理论和设计参数的准确性与可靠性；5）研究变形规律，预报变形趋势。变形监测的分类：变形体自身的变形沉降、位移、扰度、裂缝伸缩、错动、弯曲、扭转变形体的刚体位移整体平移、转动、升降和倾斜建筑物的变形监测变形监测的特点周期性观测；动态观测；精度不同。二、变形模型变形影响因子即引起变形的原因，如地壳运动、基础形变、地下开采、地下水位

3、变化、工程建筑物的各种荷载作用、机械设备安装偏离设计值等；其时间特征又表现为近似线性变化、周期变化、急剧变化以及随机变化等多种情况二、变形模型典型动态变形模型对于变形影响因子呈跳跃变化(突变)、线性变化（渐变)和周期变化(周变)所引起的变形体的典型变形可用下图的(a)、(b)、(c)来分别表示。（a）突变模型对应的动态变形模型为图中为始末时刻变形因子的值，为始末时刻的变形量，为传递常数和时间常数，为变化周期，为时间延迟。二、变形模型典型动态变形模型（b）渐变模型对应的动态变形模型为二、变形模型典型动态变形模型（c）周期变形变形影响因子随时间的变化x

4、(t)以及相应的响应(变形)y(x)可表示为：式中，为变形影响因子的振幅和初相；为变形的振幅和初相，为周期。二、变形模型运动模型在许多情况下，变形影响因子的大小是随机性变化且不可量测的，或者虽可量测却难以建立影响因子与变形间的函数模型。这时可采用运动变形模型。§7.2变形监测方案设计一、变形监测方案制定准则描述或确定变形状态所需要的测量精度所要施测的次数两周期之间的时间间隔一周期所允许的观测时间变形监测方案设计的本质是用测量技术获取变形体的变形及其时间变化特性。设计的内容：测量方法的选择、监测网布设、测量精度和观测周期的确定等。二、测量方法选择所应

5、考虑的问题1.测量精度建筑物变形观测的精度，视变形观测的目的及变形值的大小而异，很难有一个明确的规定，国内外对此有各种不同的看法。原则上，如果观测的目的是为了监视建筑物的安全，精度要求稍低，只要满足预警需要即可，在1971年的国际测量工作者联合会(FIG)上，建议观测的中误差应小于允许变形值的1/10～1/20；如果目的是为了研究变形的规律，则精度应尽可能高些，因为精度的高低会影响观测成果的可靠性。当然，在确定精度时，还要考虑设备条件的可能，在设备条件具备，且增加工作量不大的情况下，以尽可能高些为宜。2.观测周期数和一周期内观测时间对于长周期可以考

6、虑用大地测量技术；对于短周期可以考虑用摄影测量或自动化测量。深基坑开挖时1~2天出现暴雨，管涌应加密浇筑地下室底扳后3~4天建筑物主体施工1~2层结构封顶后3个月竣工投入使用3个月直至沿体稳定观测周期3.监测费用①建立监测系统的一次性花费；②每一个观测周期花费；③维护和管理费。①在监测时，变形体不能触及，否则影响变形形态；②观测的变形体存在一定危险性，常用规测量方法；③当变形体到达一定值时会对变形体本身和环境造成巨大危害，需要持续观测，必要时报警；④做荷载变形实验时，要求处理速度快，宜采用自动或半自动化；⑤有的监测会使工程停工，需慎重考虑。⑥如果是

7、比较变形体的变化状态，宜采用摄影测量方式。4其他考虑§7.3变形监测方法和自动化随着现代科学技术的发展，变形监测的技术手段，逐渐形成多层次、多视角、多技术、自动化的立体监测体系。以RTS（自动全站仪、测量机器人）为代表现代测量技术，逐步取代以经纬仪、全站仪为代表的常规测量技术，成为主要的地面监测技术手段。以测斜仪、分层沉降仪、光纤传感器等为代表的地下观测监测技术，已实现数字化、自动化。以GPS（全球定位系统）、差分干涉合成孔径雷达（D-InSAR）技术和机载激光雷达技术为代表空间对地观测技术，正逐步得到发展和应用。同时有线网络通讯、无线移动通讯、卫

8、星通讯等多种通讯网络技术的发展，为工程变形监测信息的实时远程传输提供可靠的通讯保障。在监测分析方面，利用GIS的数据管理与