變形觀測楊二勛

1、變形觀測楊二勛變形觀測變形觀測的概念：變形是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時(shí)間域或空間域的 變化。變形監(jiān)測又稱為變形測量或變形觀測,變形測量則是對(duì)設(shè)置在變形體上的觀測 點(diǎn)進(jìn)行周期性地重復(fù)觀測,求得觀測點(diǎn)各周期相對(duì)于首期的點(diǎn)位或高程的變化 量。變前體用一定數(shù)量的有代表性的位于變形體上的離散點(diǎn)（稱監(jiān)測點(diǎn)或目標(biāo)點(diǎn)） 來代表，監(jiān)測點(diǎn)的變形可以描述變形體的變形。變形分類：1）變形體自身的形變。變形體自身的形變包括：伸縮、錯(cuò)動(dòng)、彎曲和扭轉(zhuǎn)四種 變形，2）變形體的剛體位移。剛體位移則含整體平移、整體升降、整體轉(zhuǎn)動(dòng)和整體傾 斜。變形監(jiān)測分類：（1）靜態(tài)變形監(jiān)測，靜態(tài)變形是時(shí)間的函數(shù)，觀測結(jié)果只

2、表示在某一期間內(nèi)的 變形，靜態(tài)變形通過周期測量得到。（2）動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測，動(dòng)態(tài)變形指在外力（如風(fēng)、陽光）作用下產(chǎn)生的變形，它 是以外力為函數(shù)表示的，動(dòng)態(tài)變形需通過持續(xù)監(jiān)測得到。變形觀測對(duì)象1）研究全球性變形，如監(jiān)測全球板塊運(yùn)動(dòng)、地極運(yùn)動(dòng)、地球自轉(zhuǎn)速率變化、地 潮等；2）民域性變形研究，如地殼形變監(jiān)測、城市地面沉降；3）工程和局部性變形研究，工程變形監(jiān)測一般包括工程（構(gòu)）建筑物及其設(shè)備 以及其他與工程建設(shè)有關(guān)的自然或人工對(duì)象，這是本課程研究的主要內(nèi)容。工程變形的原因一、自然條件及其變化；二、與建筑物本身相聯(lián)系的原因；三、勘測設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營管理工作做的不合理，也會(huì)引起建筑物額外的變形。變形監(jiān)測的內(nèi)

3、容1）垂直位移（沉降）監(jiān)測2）水平位移監(jiān)測3）傾斜監(jiān)測4）裂縫監(jiān)測5）撓度監(jiān)測6）日照和風(fēng)振監(jiān)測等變形觀測的意義(1)首先是實(shí)用上的意義，主要是掌握各種工程建筑物的地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性， 為安全診斷提供必要的信息，以便發(fā)現(xiàn)問題并采取措施;(2)其次是科學(xué)上的意義，包括更好地理解變形的機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)設(shè)計(jì)的理論 和地殼運(yùn)動(dòng)的假說，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)以及建立有效的預(yù)報(bào)模型對(duì)于工程的安全來說：監(jiān)測是基礎(chǔ)，分析是手段，預(yù)報(bào)是目的。工程變形監(jiān)測技術(shù)在工程和局部變形監(jiān)測方面，地面常規(guī)測量技術(shù)、地面攝影測量技術(shù)、特殊和 專業(yè)的測量手段、以及以GPS為主的空間定位技術(shù)等均得到了較好的應(yīng)用。 (1)常規(guī)大地測量方法常規(guī)大地

4、測量方法的完善與發(fā)展，其顯著進(jìn)步是全站型儀器的廣泛使用，尤其 是全自動(dòng)跟蹤全站儀(RTS, Robotic Total Stations),有時(shí)也叫測量機(jī)器人(Georobot),為局部工程變形的自動(dòng)監(jiān)測或室內(nèi)監(jiān)測提高了一種良好的技術(shù)手 段，它可以進(jìn)行一定范圍內(nèi)無人值守、全天候、全方位的自動(dòng)監(jiān)測。實(shí)際工程 試驗(yàn)表明，測量機(jī)器人監(jiān)測精度可達(dá)亞mm級(jí)。最大的缺陷是受測程限制，測站 點(diǎn)一般都在變形區(qū)域的范圍之內(nèi)。(2)地面攝影測量地面攝影測量技術(shù)在變形監(jiān)測中的應(yīng)用雖然起步較早，但是由于攝影距離不能 過遠(yuǎn)，加上絕對(duì)精度較低，使得其應(yīng)用受到局限，過去僅大量應(yīng)用于高塔、煙 筒、古建筑、船閘、邊坡體等的變形

5、監(jiān)測。近幾年發(fā)展起來的數(shù)字?jǐn)z影測量和 實(shí)時(shí)攝影測量為地面攝影測量技術(shù)在變形監(jiān)測中的深入應(yīng)用開拓了非常廣泛的 前景。(3)特殊的測量手段光、機(jī)、電技術(shù)的發(fā)展，研制了一些特殊和專用的儀器可用于變形的自動(dòng)監(jiān)測, 它包括應(yīng)變測量、準(zhǔn)直測量和傾斜測量。例如，遙測垂線坐標(biāo)儀，采用自動(dòng)讀 數(shù)設(shè)備，其分辨率可達(dá)0. 01mm；采用光纖傳感器測量系統(tǒng)將信號(hào)測量于信號(hào)傳 輸合二為一，具有很強(qiáng)的抗雷擊、抗電磁干擾和抗惡劣環(huán)境的能力，便于組成 遙測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線分布式監(jiān)測。(4) GPS空間定位技術(shù)。GPS用于變形監(jiān)測的作業(yè)方式可劃分為周期性和連續(xù)性(Episodic and Continuous Mode)兩種模式

6、。(5) 3D激光掃描技術(shù)三維激光掃描技術(shù)是上世紀(jì)九十年代中期開始出現(xiàn)的一項(xiàng)高新技術(shù)，是繼GPS 空間定位系統(tǒng)之后又一項(xiàng)測繪技術(shù)新突破。它通過高速激光掃描測量的方法， 大面積高分辨率地快速獲取被測對(duì)象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。可以快速、大量、 高精度地獲取空間點(diǎn)位及其變化信息。2、動(dòng)態(tài)(連續(xù))監(jiān)測與靜態(tài)監(jiān)測連續(xù)性變形監(jiān)測指的是采用固定監(jiān)測儀器進(jìn)行長時(shí)間的數(shù)據(jù)采集，獲得變形數(shù) 據(jù)序列。在動(dòng)態(tài)監(jiān)測方面，過去一般采用加速度計(jì)、激光干涉儀等測量設(shè)備測 定建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性,GPS作為一種新方法，由于其硬件和軟件的發(fā)展與完善, 特別是高采樣率(目前有的已高達(dá)20Hz) GPS接收機(jī)的出現(xiàn)，在大型結(jié)構(gòu)物動(dòng) 態(tài)特

7、性和變形監(jiān)測方面己表現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)越性。靜態(tài)監(jiān)測是周期性的對(duì)建筑物進(jìn)行變形觀測。3.監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢（1）多種傳感器、數(shù)字近景攝影、全自動(dòng)跟蹤全站儀和 GPS的應(yīng)用，將走向?qū)崟r(shí)、連續(xù)、高效率、自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的方向發(fā)展；（2）變形監(jiān)測的時(shí)空采樣率會(huì)得到大大提高，變形監(jiān)測自動(dòng)化為變形分析提供 了極為豐富的數(shù)據(jù)信息；（3）高度可靠、實(shí)用、先進(jìn)的監(jiān)測儀器和自動(dòng)化系統(tǒng)，要求在惡劣環(huán)境下長期 穩(wěn)定可靠地運(yùn)行；（4）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，在大壩、橋梁、邊坡體等工程中將發(fā)揮巨大作用, 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是推動(dòng)重大工程安全監(jiān)控管理的必由之路。變形分析的研究內(nèi)容L變形數(shù)據(jù)處理與分析；2 .變形物理解釋；3 .變形預(yù)報(bào)。變形分析分類通