第3章水平位移監(jiān)測

1、2022-5-311變形監(jiān)測原理 第三第三 章水平位移監(jiān)測技術(shù)章水平位移監(jiān)測技術(shù)2022-5-312主要內(nèi)容主要內(nèi)容第三章水平位移監(jiān)測技術(shù)概述交會法觀測精密導(dǎo)線測量視準(zhǔn)線測量(活動覘牌法和小角度觀測法）引張線測量垂線測量激光準(zhǔn)直測量2022-5-313測點布設(shè)（測點布設(shè)（1）第1節(jié)概述建筑物水平位移監(jiān)測的測點宜按兩個層次布設(shè)，即由控制點組成首級網(wǎng)（控制網(wǎng)）、由觀測點及所聯(lián)測的控制點組成次級網(wǎng)（拓展網(wǎng)）；對于單個建筑物上部或構(gòu)件的位移監(jiān)測，可將控制點連同觀測點按單一層次布設(shè)。2022-5-314測點布設(shè)（測點布設(shè)（2）第1節(jié)概述控制網(wǎng)可采用測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)等形式，擴(kuò)展網(wǎng)和單一層次布

2、網(wǎng)有角度交會、邊長交會、邊角交會、基準(zhǔn)線和附合導(dǎo)線等形式。各種布網(wǎng)均應(yīng)考慮網(wǎng)形強(qiáng)度，長短邊不宜懸殊過大。為保證變形監(jiān)測的準(zhǔn)確可靠，每一測區(qū)的基準(zhǔn)點不應(yīng)少于2個，每一測區(qū)的工作基點亦不應(yīng)少于2個?；鶞?zhǔn)點、工作基點應(yīng)根據(jù)實際情況構(gòu)成一定的網(wǎng)形，并按規(guī)范規(guī)定的精度定期進(jìn)行檢測。2022-5-315常用方法（常用方法（1）第1節(jié)概述大地測量法主要包括：三角網(wǎng)測量法、精密導(dǎo)線測量法、交會法等。該方法通常需人工觀測，勞動強(qiáng)度高，速度慢，特別是交會法受圖形強(qiáng)度、觀測條件等影響明顯，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，其類型主要包括：視準(zhǔn)線法、引張線法、激光準(zhǔn)直

3、法和垂線法等。2022-5-316常用方法（常用方法（2）第1節(jié)概述專用測量法即采用專門的儀器和方法測量兩點之間的水平位移，如：多點位移計、光纖等。GPS測量法利用GPS自動化、全天候觀測的特點，在工程的外部布設(shè)監(jiān)測點，可實現(xiàn)高精度、全自動的水平位移監(jiān)測，該技術(shù)已經(jīng)在水利、大型橋梁、超高層建筑等工程中得到廣泛應(yīng)用。 2022-5-3172 2交會法觀測交會法觀測 第三章水平位移監(jiān)測技術(shù)交會法是利用2個或3個已知坐標(biāo)的工作基點，測定位移標(biāo)點的坐標(biāo)變化，從而確定其變形情況的一種測量方法。該方法具有觀測方便簡單、費用低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，免棱鏡系統(tǒng)的應(yīng)用使得該方法常用于測量人員難以到達(dá)的變形體的監(jiān)測工

4、作，如：滑坡體、懸崖、壩坡、塔頂、煙囪等。該方法的主要缺點是測量的精度和可靠性一般，隨著高精密全站儀的發(fā)展，精度得到較大的提高。該方法主要包括測角交會、測邊交會和后方交會三種方法。 2022-5-3182 2交會法觀測交會法觀測 第三章水平位移監(jiān)測技術(shù)2022-5-319第2節(jié)交會法觀測在進(jìn)行交會法觀測時，首先應(yīng)設(shè)置工作基點。工作基點應(yīng)盡量選在地質(zhì)條件良好的基巖上，并盡可能離開承壓區(qū)，且不受人為的碰撞或震動。工作基點應(yīng)定期與基準(zhǔn)點聯(lián)測，校核其是否發(fā)生變動。工作基點上應(yīng)設(shè)強(qiáng)制對中裝置，以減小儀器對中誤差的影響。工作基點到位移監(jiān)測點的邊長不能相差太大，應(yīng)大致相等，且與監(jiān)測點大致同高，以免視線傾角過

5、大，影響測量的精度。為減小大氣折光的影響，交會邊的視線應(yīng)離地面或障礙物在1.2m以上，并應(yīng)盡量避免視線貼近水面。在利用邊長交會法時，還應(yīng)避免周圍強(qiáng)磁場的干擾影響。注意事項注意事項2022-5-3110測角交會法測角交會法 第2節(jié)交會法觀測ctgctgyyctgxctgxxABBAPctgctgxxctgyctgyyABBAP采用測角交會法時，交會角最好接近90，若條件限制，也可設(shè)計在60120之間。工作基點到測點的距離，一般不宜大于300m，當(dāng)采用三方向交會時，可適當(dāng)放寬要求。 222sinsin)(sinDmmp2022-5-3111測角交會誤差橢圓測角交會誤差橢圓第2節(jié)交會法觀測2022-

6、5-3112測邊交會法測邊交會法 APAPAPAPbyybxxsincos22sin1bapmmm第2節(jié)交會法觀測在使用該法時應(yīng)注意下列幾點：角通常應(yīng)保持在60至120之間；測距要仔細(xì)，以減小測邊中誤差ma和mb；交會邊長度a和b應(yīng)力求相等，且一般不宜大于600m2022-5-3113后方交會法后方交會法 BPBPxxxBPBPxkyy)()()sin(2232112bsbsmsmp第2節(jié)交會法觀測在實際測量過程中，還應(yīng)注意工作基點和監(jiān)測點不能在同一個圓周上（危險圓），應(yīng)至少離開危險圓周半徑的20%。 2022-5-31144 4全站儀空間交會全站儀空間交會 第三章水平位移監(jiān)測技術(shù)原理：全站儀

7、架設(shè)在已知點上，只要輸入測站點、后視點的坐標(biāo)，瞄準(zhǔn)后視點定向，按下反算方位角鍵，則儀器自動將測站與后視的方位角設(shè)置在該方向上。然后，瞄準(zhǔn)待測目標(biāo)，按下測量鍵，儀器將很快地測量水平角、垂直角、距離，并利用這些數(shù)據(jù)計算待測點的三維坐標(biāo)。2022-5-3115ZSHZSYZSXcossinsincossin22222222222222222222222222222222222/sincos/cossin/sincossinsin/sinsin/coscoscossinZSHZSYZSXmZSZmMmZSmZSZmMmZSmZSZmM坐標(biāo)測量原理坐標(biāo)測量原理第4節(jié)全站儀觀測2022-5-31165 5

8、視準(zhǔn)線測量視準(zhǔn)線測量 第三章水平位移監(jiān)測技術(shù)視準(zhǔn)線法是基準(zhǔn)線法測量的方法之一，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)，測定其他觀測點相對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)點或工作基點。視準(zhǔn)線法所用設(shè)備普通，操作簡便，費用少，是一種應(yīng)用較廣的觀測方法。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，誤差不容易控制，精度會受到明顯的影響。 2022-5-3117第5節(jié)視準(zhǔn)線測量視準(zhǔn)線觀測原理及觀測點的布設(shè)視準(zhǔn)線觀測原理及觀測點的布設(shè)2022-5-3118小角法測量小角法測量 （1）

9、AiiDl11BiiDl2112221()()iiiiAilDiDlDmmmDmmm忽略，第5節(jié)視準(zhǔn)線測量2022-5-3119BiAiBiAiiDDDDl)180(0max2iAiBilAiBiAiBiilimDDmDDmDDDmD當(dāng)時，這種布置形式對提高測定偏離值的精度更為有利。 第5節(jié)視準(zhǔn)線測量若在待測點i上觀測，則：小角法測量小角法測量 （2）2022-5-3120活動覘牌法觀測的步驟活動覘牌法觀測的步驟 第5節(jié)視準(zhǔn)線測量視準(zhǔn)線端點架設(shè)好經(jīng)緯儀，在另一端點安置固定覘牌，經(jīng)緯儀嚴(yán)格照準(zhǔn)固定覘牌中心，并固定儀器。觀測點上架好活動覘牌，經(jīng)緯儀盤左位置，由觀測員指揮點上操作員，旋動覘牌中心線嚴(yán)

10、格與視準(zhǔn)線重合，讀取測微器讀數(shù)。操作員反方向?qū)牖顒右椗疲蛊渲行木€嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合，讀取測微器讀數(shù)。以上是半測回工作。轉(zhuǎn)動經(jīng)緯儀到盤右位置，重新嚴(yán)格照準(zhǔn)B點覘牌，再重復(fù)盤左操作步驟，完成一測回的觀測工作。第二測回開始，儀器應(yīng)重新整平。根據(jù)需要，每個觀測點需測量24個測回。一般說來，當(dāng)用DJ1型經(jīng)緯儀觀測，測距在300m以內(nèi)時，可測23測回，其測回差不得大于3mm，否則應(yīng)重測。2022-5-31216 6引張線測量引張線測量 所謂引張線，就是在兩個工作基點間拉緊一根不銹鋼絲而建立的一條基準(zhǔn)線。以此基準(zhǔn)線對設(shè)置在建筑上的變形監(jiān)測點進(jìn)行偏離量的監(jiān)測，從而可求得各測點水平位移。引張線法是精密基準(zhǔn)線測

11、量的主要方法之一，廣泛應(yīng)用于各種工程測量。前蘇聯(lián)較早將其應(yīng)用于大壩水平位移觀測，20世紀(jì)60年代該方法引入國內(nèi)，并在我國大壩安全監(jiān)測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 第三章水平位移監(jiān)測技術(shù)2022-5-31227 7 垂線測量垂線測量 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、撓度觀測和傾斜測量等。倒垂線大多用于巖層錯動監(jiān)測、撓度監(jiān)測，或用作水平位移的基準(zhǔn)點。第六章水平位移監(jiān)測技術(shù)2022-5-3123倒垂線的觀測倒垂線的觀測 倒垂線觀測前，應(yīng)首先檢查鋼絲是否有足夠的張力，浮體有無與浮桶壁相接觸。若浮體與浮桶相接觸，應(yīng)把浮桶稍微移動直到兩者脫離接觸為止。待鋼絲靜止后，

12、用坐標(biāo)儀進(jìn)行觀測。 在大壩變形監(jiān)測中，到垂線一般要求精確觀測三測回，每測回中，應(yīng)使儀器從正、反兩個方向?qū)攵諟?zhǔn)鋼絲，兩次讀數(shù)差不得大于0.3mm，各測回間的互差不得大于0.3mm，并取三測回平均值作為結(jié)果。 2022-5-31248 8激光準(zhǔn)直測量激光準(zhǔn)直測量第六章水平位移監(jiān)測技術(shù)激光準(zhǔn)直測量按照其測量原理可分為直接測量和波帶板激光準(zhǔn)直測量兩種，按照其測量環(huán)境可分為大氣激光準(zhǔn)直和真空激光準(zhǔn)直。在大氣條件下，激光準(zhǔn)直的精度一般為10-510-6，影響其精度的主要原因是大氣折光的影響。在真空條件下，激光準(zhǔn)直的精度可達(dá)10-710-8 ，其精度較大氣激光準(zhǔn)直有明顯的提高，但其工程的造價和系統(tǒng)的維護(hù)費用也相應(yīng)的提高。2022-5-31258 8激光準(zhǔn)直測量激光準(zhǔn)直測量第六章水平位移監(jiān)測技術(shù)目前，在水利工程的變形監(jiān)測中，常采用波帶板激光準(zhǔn)直。 在高層建筑物水平位移變形監(jiān)測中，常采用激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直。2022-5-3126工作原理工作原理采用波帶板激光準(zhǔn)直法觀測水平位移，是將激光器和接收靶分別安置在兩端固定工作基點上，波帶板安置在位