變形觀測:是對監測物件變形體進行測量,以確定其空間位置隨時間變化的特徵的工作。
基準點: 變形觀察過程中穩定可靠的點。
變形體:變形監測的研究物件,大到整個地球,小到乙個工程建築物的塊體,包括自然和人工的構築物。
變形觀測網:一般分為相對網和絕對網,絕對網是指有部分點位於變形體外的監測網,相對網是指網的全部點都在變形體上的監測網。
平面監測網:對於用作水平位移觀測的基準點,需構成三角網、導線網或方向線等平面控制網,這些平面控制網叫平面監測網。
高程監測網:對於用作垂直位移的基準點,需構成水準網,這些水準網叫高程監測網。
變形監測網的靈敏度:用於描述監測網發現變形體在某一特定方向上的變形的能力。
水準基點:沉陷觀測的基準點。
垂直位移分量:地表面的沉降或上公升。
水平位移分量:地表面在水平方向上的移動。
傾斜測量:測定變形體傾斜程度,可分為相對於水平面和相對於垂直面兩類。前類主要是檢測地面傾斜和建築物基礎傾斜,後者主要監測高層建築物傾斜。
撓度: 建築物在水平面內各個不同高程點相對於底點的水平位移。
深埋雙金屬標:由膨脹係數不同的兩根金屬管組成,根據兩根管頂部的讀數裝置得出溫度變化所引起的長度變化差數計算出金屬管本身長度變化的裝置。
基準線法(3種):通過建築物軸線或平行於建築物軸線的固定不動的鉛直平面為基準面,根據它來測定建築物的水平位移。
視準線法:由經緯儀的視準面形成基準面的基準線法,我們稱之為視準線法。包括活動站牌法和小角度法。
活動站牌法:一種精密的附有讀數裝置的活動站牌直接測定觀測點相對於基準面的偏離值。 小角度法:
利用精密經緯儀精確的測出基準線方向與站點到觀測點的視線方向之間所夾小角,從而計算觀測點相對於基準線的偏離值。
引張線法:柔性弦線兩端加以水平拉力引張後自由懸掛,則它在豎直面呈懸鏈線形狀,水平
面上的投影應是一條直線,利用此直線作為基準線可以測定附近觀測點的橫向偏
離值。雷射準直法:在基準點a安置雷射器;在基準點b安置探測器;在待定點i安置一特定帶板,
當雷射照滿波帶板是,在b點探測器上測得,從而偏離值
正垂線法:由一根懸掛點處於上部的垂線和乙個安裝在建築物上處於垂線下部的測讀站組成。垂線下部懸掛一重錘使其處於拉緊狀態,重錘置於阻尼箱內,以抑制垂線的擺動。
倒垂線法:倒垂的固定端灌注在整個垂線系統的下部,垂線由上面的浮筒拉緊。如果錨固安裝在基礎內的固定點上,測站的測量值是沿垂線測點的絕對位移量。
液體靜力水準測量:利用連通原理測量各點處容器內液面高差的變化以測定垂直位移的方法,可測出兩點或多點間的高差的方法。
變形分析:通過描述變形體與變形的空間狀態合適時間特性,確定變形提的變形和變形原因之間的關係。
幾何物理分析:幾何分析是分析變形體在空間中和時域中的變形特性,物理解釋是分析變形與變形原因之間的關係,用於預報變形,理解變形的機理。
變形位移曲線圖:表示荷載、時間與沉降量的關係曲線圖。
精密工程測量:絕對精度達到公釐級或相對精度達到5x10-6,以有別於經典的特殊方法或使用常規的特殊儀器或在克服特殊困難條件而完成的精密測量工作。
工業測量:工業測量是在工業生產和科研各環節中,為產品的設計、模擬、測量、放樣、仿
制、**、產品質量控制、產品運動狀態,提供測量技術支撐的一門學科。
1.1變形觀測的目的意義
答:目的:獲得變形體變形的空間狀態和時間特性,同時還要解釋變形的原因。
意義:實用上的:主要是檢查各種工程建築物和地質構造的穩定性,及時發現問題,一邊採取措施。
科學上的:更好的理解變形的機理,驗證相關工程設計的理論,以及建立正確的預報變形的理論和方法。
1.2引起變形的因素
答:自然條件極其變化;與工程相聯絡的原因;人為原因。
1.3變形觀測的物件(按研究範圍)
答:1全球性的:研究地極移動、地球旋轉速度變化以及地殼板塊的運動。
2區域性的:研究地殼板塊範圍內變形狀態和板塊交界處地殼的相對運動。
3區域性性的:研究工程建築物沉陷、水平位移、撓度、和傾斜,滑坡體的滑動以及採礦採油和抽地下水等人為因素造成的區域性地面變形。
1.4變形觀測的內容?變形分類?
內容:工業與民用建築物、土工建築物、鋼筋混凝土建築物、地表沉降。
分類:(1)運動式:變形總趨勢朝乙個方向,如:地殼應變的積累、地質構造斷層兩邊相對錯動等(2)動態式:變形呈週期性,如高層建築物的擺動等
1.5變形觀測的特點
答:精度要求高,重複觀測,綜合應用各種觀測方法,資料處理要求嚴密,需要多學科知識配合
2.1變形觀測技術,常規地面測量方法及優缺點
答:變形觀測技術:1常規技術 2專門的測量手段和技術(液體靜力水準測量、準直測量、應變測量、傾斜測量)3空間測量技術(gps測量 insar技術)4攝影測量和雷射掃瞄技術
常規測量方法:精密高程測量、精密距離測量、角度測量、重力測量。
優點:能夠提供變形體整體的變形狀態;能測量通過組成網的形式可以進行測量結果的校核和精度的評定;靈活性大,能夠適應於不同精度的要求,不同形式的變形體和不同的外界條件。缺點:
勞動強度大;不適於長期連續的觀測變形體的變化。
2.2變形觀測的精度與頻率的要求
答:變形監測的精度取決於變形的大小、速率、儀器和方法所能達到的實際精度,以及觀測的目的等。典型的精度要求1mm。
或相對精度要求10-6,為了使變形值不超過某一允許數值,以確保建築物安全,則其觀測誤差應小於允許變形值的1/10-1/20。若為了研究變形過程,應採用目前測量手段和儀器所能達到的最高精度。
觀測的頻率取決於變形的大小、速度以及觀測的目的。在工程建築物建成初期,
變形的速度比較快,因此觀測的頻率也要大一些,經過一段時間後,建築
物趨於穩定,可減少觀測次數,但要堅持定期觀測。
2.3變形觀測網靈敏度分析的實質
答:實質是分析監測網發現變形體在某一特定方向上變形的能力。靈敏度準則是監測網的主要質量準則。
3.1水準基點標誌的型別觀測點標誌的型別
答:基準點:淺埋混泥土水泥標誌;地表岩土標誌;平峒岩石標;深埋鋼管式標誌;水準基點標誌;牆角水準標誌;深埋雙金屬標誌。
觀測點:設在牆上或柱上的觀測點、設在基礎面上的觀測點、隱藏式牆角沉陷觀測點標誌。
3.2觀測點布設要求
答:(1)布設在被監測的變形體上最具代表性的地方;(2)觀測點與建築物牢固聯接;(3)考慮建築物基礎的地質條件,建築結構內部應力的分布情況,(4)點的位置必須安全可靠、布局合理、突出重點(5)滿足監測設計及精度要求,便於長期監測。
3.3深埋雙金屬標的原理
答:設鋼鋁製成的兩根鋼管,原長均為l0
l鋼= l0+ l0a鋼t= l0+△l鋼 l鋁= l0+ l0a鋁t= l0+△l鋁 t為標誌各高程處溫度改變的平均值未知。兩金屬鋼管長度差△= l鋼- l鋁= l0(a鋼t- a鋁t)
△/△l鋼=(a鋼-a鋁)/a鋼 △/△l鋁=(a鋼-a鋁)/ a鋁已知鋼的膨脹係數為0.000012/度,鋁的膨脹係數為0.000024/度,則△l鋼=-△,△l鋁=-2△
3.4基坑回彈觀測方法
答:觀測時首先在地面上用鑽機成孔,把回彈測標埋設到基坑底面設計標高以下0.5m左右,用特製的鋼尺懸掛重錘與標誌接觸,然後通過在地面實施水準測量測出觀測點相對於基準點的高差,從基準點把高程引測到每個回彈標誌上,比較同一觀測點不同時期測得的高程,其差值即基坑沉陷與回彈情況。
3.5傾斜側量方法
答:(1)直接測定建築物的傾斜:懸掛垂球法、經緯儀投影、測水平角法、光學垂準、雷射鉛垂儀(2)測量建築物基礎相對沉降來確定建築物的傾斜:水準測量、液體靜力水準測量、傾斜儀測量:
3.6液體靜力水準觀測的原理及測定液面高度的方法
答:由連通器原理得:
交換兩連通器位置
聯立得:
(消除了兩儀器零點差)
測定液面的方法:目視法、目視接觸法、電感測器、光電感測器。
3.7影響液體靜力水準測量精度的因素
答:(1)儀器誤差:儀器安置誤差、液體靜力水準儀觀測頭傾斜所引起的誤差、觀測頭的組合部件由於溫度變化而產生的誤差、液體漏損引起的誤差
(2)外界條件:溫度、氣壓、液體蒸發、液體汙染引起密度變化導致溫度影響計算誤差
3.8水平位移觀測技術方法
答:(1)地面監測方法:高精度儀器測量長度和角度、前方交會法 、距離交會、測距法、極座標法、自由設站法、三角網法、導線法、邊角網 (2)攝影測量方法(3)空間測量技術(4)專用測量方法:
應變測量,基準線測量(活動覘牌法,小角法,雷射準直法,引張線法,導線法,雷射鉛直儀法,正倒垂垂直準直法)
3.9強制對中裝置的型別
答:點線面對中裝置、三叉式對中裝置、孔球對中裝置、中心螺旋桿式對中裝置。
3.10水平位移平面點照准標準的要求
答:易於對中和瞄準、製作簡單、實用方便。
3.11分析小角度法的精度
答:(1)分析距離si的精度要求:
si為端點a到觀測點pi的距離
假設也即測距影響忽略不計,代入**式得,如果要
且設偏離值則有通常測距精度高於1/2000,故距離誤差影可
忽略。 (2) 分析測角的精度要求:由上步分析知上半測回同理下半測回而,
故而(v為放大鏡放大倍率)最後得
3.12引張線法的組成部分及資料的讀數方法
答:組成:端點(墩座夾線裝置)、觀測點(浮託裝置標尺)、測線、 三線保護管
資料讀取方法:讀數顯微鏡法:測微分劃線最小刻度0.1mm,
可估讀到0.01mm,
3.13水平廊道內導線布設及觀測的特點
答:布設:(1)兩端不測定向角的導線
(2)導線點上的裝置,在保證建築物位移精度的情況下,應穩妥可靠
觀測:由於受條件限制,一般布設的導線邊長較短,為減少導線點數,使邊長較長,可由實測邊長(bi)計算投影邊長(見圖)。實測邊長(bi)應用特製的基線尺,其長度與邊長相適應,測定兩導線點間(即兩微型覘標中心標誌刻劃間)的長度。
為減少方位角的傳算誤差,提高測角效率,可採用隔點設站的辦法,即實測轉折角(βi)投影角(ci)
變形觀測記錄
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