現(xiàn)代變形監(jiān)測(cè)重點(diǎn)內(nèi)容與思考題答案

第1章變形監(jiān)測(cè)概述一、什么是工程建筑物的變形？對(duì)工程建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的意義何在？工程建筑物的變形：由于各種相關(guān)因素的影響，工程建筑物及精密設(shè)備都有可能隨時(shí)間的推移發(fā)生沉降、位移、撓曲、傾斜及裂縫等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為變形。變形監(jiān)測(cè)：利用專門(mén)的儀器和設(shè)備測(cè)定建(構(gòu))筑物及其地基在建(構(gòu))筑物荷載和外力作用下隨時(shí)間而變形的測(cè)量工作。外部變形監(jiān)測(cè)又稱變形觀測(cè)，其主要內(nèi)容有建(構(gòu))筑物的沉降觀測(cè)、位移觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、裂縫觀測(cè)、撓度觀測(cè)等。程質(zhì)量和使用安全；更好地了解建(構(gòu))筑物變形的機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼運(yùn)動(dòng)的假說(shuō)，建立正確的變形預(yù)報(bào)理論和方法；以及對(duì)某種工程的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝的性能作出科學(xué)的客觀評(píng)價(jià)。二、工程建筑物產(chǎn)生變形的主要原因，及變形的分類？建筑物的影響等。(2)與建筑物本身相聯(lián)系的原因：如建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)、形式以及動(dòng)荷載的作用、工藝設(shè)備的重量等。分類：(1)按變形性質(zhì)可以分為周期性變形和瞬時(shí)變形(2)按變形狀態(tài)則可分為靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形三、變形監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)和目的？其在兩個(gè)觀測(cè)周期間的變化量；或采用自動(dòng)遙測(cè)記錄儀監(jiān)測(cè)建(構(gòu))筑物的瞬時(shí)變形。目的：(1)監(jiān)測(cè)——以保證建(構(gòu))筑物的安全為目的，通過(guò)變形觀測(cè)取得的資料，可以監(jiān)視工程建筑物的變形的空間狀態(tài)和時(shí)間特性；在發(fā)生不正?，F(xiàn)象時(shí)，可以及時(shí)分析原因，采取措施，防止事故發(fā)生，以保證建(構(gòu))筑物的安全。(變形的幾何分析)究其資料，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論，所采用的各項(xiàng)參數(shù)與施工措施是否合理，為以后改進(jìn)設(shè)計(jì)與施工方法提供依據(jù)。(變形的物理解釋)四、高層建筑的主要變形特點(diǎn)？(1)基礎(chǔ)較深，需進(jìn)行基坑回彈測(cè)量(2)沉降量較大，需進(jìn)行沉降觀測(cè)(3)樓體高力矩大，需進(jìn)行傾斜觀測(cè)(4)風(fēng)荷載大，需進(jìn)行風(fēng)振測(cè)量(5)墻體溫差大，需進(jìn)行日照變形觀測(cè)五、制約變形監(jiān)測(cè)質(zhì)量的主要因素有哪些？(1)觀測(cè)點(diǎn)的布置；(2)觀測(cè)的精度與頻率；(3)觀測(cè)所進(jìn)行的時(shí)間。六、確定變形監(jiān)測(cè)精度的目的和原則？變形監(jiān)測(cè)的精度，取決于建筑物預(yù)計(jì)的允許變形值的大小和進(jìn)行觀測(cè)的目的。如何根據(jù)允許變形值來(lái)確定觀測(cè)的精度，因其與觀測(cè)條件和待測(cè)建(構(gòu))筑物的類型以及觀測(cè)的目的相關(guān)。七、確定變形監(jiān)測(cè)的頻率主要由哪些因素決定？應(yīng)遵循什么原則？(一)因素:觀測(cè)的頻率取決于變形值的大小和變形速度，同時(shí)與觀測(cè)目的也有關(guān)系。(二)原則:1.變形監(jiān)測(cè)的頻率應(yīng)以既能系統(tǒng)地反映所測(cè)變形的變化過(guò)程，又不遺漏其變化的時(shí)刻為原則，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)變形量的大小及外界因素的影響來(lái)確定。2.當(dāng)實(shí)際觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，則應(yīng)及時(shí)相應(yīng)地增加觀測(cè)次數(shù)。八、簡(jiǎn)述變形監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)和數(shù)據(jù)處理分析的主要內(nèi)容。主要技術(shù)：(1)地面測(cè)量方法：包括常規(guī)幾何水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、方向角度測(cè)量、距離測(cè)量等；(2)空間測(cè)量技術(shù)：包括衛(wèi)星定位、合成孔徑雷達(dá)干涉等；(3)攝影測(cè)量和地面激光掃描；(4)專門(mén)測(cè)量手段：包括激光準(zhǔn)直、各類傳感器測(cè)量和應(yīng)變計(jì)測(cè)量等。1．成因分析(定性分析)：成因分析是對(duì)結(jié)構(gòu)本身(內(nèi)因)與作用在結(jié)構(gòu)物上的荷載(外因)，加以分析、研究，確定變形值變化的原因和規(guī)律性。2．統(tǒng)計(jì)分析(定量分析)：根據(jù)成因分析的結(jié)果和其他相關(guān)影響，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，剔的函數(shù)關(guān)九、我國(guó)開(kāi)展變形監(jiān)測(cè)工作的主要內(nèi)容?！境两涤^測(cè)】(1)基坑回彈測(cè)量(2)地基分層沉降觀測(cè)(3)建筑場(chǎng)地沉降觀測(cè)(4)建筑物的縫觀測(cè)(8)日照變形觀測(cè)和風(fēng)振測(cè)量第2章垂直位移與水平位移觀測(cè)1．測(cè)量標(biāo)志按其性質(zhì)和用途分別分為哪幾種？工作性質(zhì)分類：(1)平面標(biāo)志用來(lái)構(gòu)成測(cè)量建筑物平面位移的平面控制網(wǎng)。(2)高程標(biāo)志則構(gòu)成觀測(cè)建筑物沉降或進(jìn)行垂直位移觀測(cè)的高程控制網(wǎng)。(1)變形點(diǎn)又稱變形觀測(cè)點(diǎn)：直接埋設(shè)在所要觀測(cè)研究的建(構(gòu))筑物上，它們和待測(cè)建筑物一起移動(dòng)，以表明建筑物空間位置的變化。(2)工作基點(diǎn)即測(cè)量控制點(diǎn)：(包括測(cè)站點(diǎn)、聯(lián)系點(diǎn)、檢核點(diǎn)和定向點(diǎn)等工作點(diǎn))，儀器安置在工作基點(diǎn)上以測(cè)定變形點(diǎn)的平面位置和高程。(3)基準(zhǔn)點(diǎn)：是變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，通常埋設(shè)在變形地區(qū)之外，便于長(zhǎng)期保存和具有很好的穩(wěn)定性，是建(構(gòu))筑物是否產(chǎn)生變形的參照點(diǎn)2．什么叫變形點(diǎn)？有哪些結(jié)構(gòu)要求？ (1)變形點(diǎn)(觀測(cè)點(diǎn))應(yīng)與研究的建筑物牢固地連接在一起，隨建筑物的變形而移動(dòng)。(2)標(biāo)志能長(zhǎng)期保存，不受破壞。(3)變形點(diǎn)與工作基點(diǎn)能互相通視，目標(biāo)鮮明，便于觀測(cè)。(4)可安置相應(yīng)的儀器設(shè)備等。平高點(diǎn)即平面高程控制點(diǎn)4．什么叫基準(zhǔn)點(diǎn)？基準(zhǔn)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和埋置分別有哪些要求？(1)標(biāo)志能長(zhǎng)期保存。這種標(biāo)志通常采用鋼筋混凝土或金屬材料制成。(2)標(biāo)志應(yīng)穩(wěn)定不動(dòng)。標(biāo)志的埋設(shè)位置應(yīng)仔細(xì)選擇，遠(yuǎn)離變形區(qū)域，并將其基礎(chǔ)埋設(shè)到可靠的(3)標(biāo)志的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)便于測(cè)量?jī)x器和設(shè)備以要求的精度進(jìn)行安置和對(duì)中。標(biāo)志露出地面的高度要適當(dāng)，標(biāo)志之間通視良好，便于觀測(cè)。(4)標(biāo)志頭上應(yīng)有可微動(dòng)的裝置，以便將標(biāo)志中心移到設(shè)計(jì)的位置。5．高程基準(zhǔn)點(diǎn)為何采用雙金屬標(biāo)志？試用公式推導(dǎo)說(shuō)明雙金屬標(biāo)志的原理。為了避免由于溫度變化對(duì)標(biāo)志高程的影響，可設(shè)計(jì)并埋設(shè)雙金屬標(biāo)志。利用鋼管和鋁管具有不同的溫度膨脹系數(shù)，在變形監(jiān)測(cè)的同時(shí)，測(cè)定兩管長(zhǎng)度的變化差值并加以改正，即可達(dá)到消除由于溫度變化對(duì)標(biāo)志高程影響的目的。推導(dǎo)：鋼00鋼0鋼因?yàn)闇囟萾未知，且難以測(cè)定；故實(shí)際測(cè)量時(shí)，測(cè)定鋼、鋁兩管的伸縮差值，即鋼鋁0鋼鋁鋼0鋼鋁0鋁鋼鋁0鋼鋁鋼La鋼鋁鋼鋁鋼鋁鋼鋁6．垂直位移觀測(cè)的主要內(nèi)容和測(cè)量方法有哪些？垂直位移觀測(cè)主要包括：基坑回彈觀測(cè)、地基土分層沉降觀測(cè)、建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)本身的沉降觀測(cè)、地表沉降觀測(cè)等。常用方法主要有：水準(zhǔn)測(cè)量、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量等。7．簡(jiǎn)述沉降觀測(cè)點(diǎn)布置的基本要求與具體方法。有施工組織計(jì)劃者提出布置方案，在施工期間進(jìn)行埋設(shè)。便于觀測(cè)，并使其在整個(gè)觀測(cè)期間不被破壞。部位布置觀測(cè)點(diǎn)。當(dāng)建筑物較大時(shí)，沿著建筑物的周邊每隔10~15m布置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；對(duì)于混合結(jié)構(gòu)，觀測(cè)點(diǎn)布置在承重墻上；對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，可隔一、二個(gè)柱子設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)的布置視地基、建筑結(jié)構(gòu)及觀測(cè)要求而定。對(duì)于一般工業(yè)建筑來(lái)說(shuō)，除了柱子基礎(chǔ)上布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)之外，在主要設(shè)備基礎(chǔ)的四周以及動(dòng)荷載四周和地質(zhì)條件不良之處也要布置觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)于電視塔、水塔、煙囪、油罐、高爐等高聳建(構(gòu))筑物，應(yīng)沿周邊在與基礎(chǔ)軸線相交的對(duì)稱位置上布點(diǎn)，且點(diǎn)位不少于4個(gè)。時(shí)，以布設(shè)在基礎(chǔ)中心線上為宜，條件不允許時(shí)，也可布設(shè)在基礎(chǔ)邊緣。分層沉降觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)得最大深度應(yīng)達(dá)到理論計(jì)算的受壓層的底部，其余各層觀測(cè)點(diǎn)的深度和數(shù)量應(yīng)根據(jù)土層和應(yīng)力的大小而定。8．什么是沉降水準(zhǔn)測(cè)量？沉降觀測(cè)有哪幾種方法？為測(cè)定建筑物沉陷量所進(jìn)行的水準(zhǔn)測(cè)量工作稱為沉降水準(zhǔn)測(cè)量。幾何水準(zhǔn)測(cè)量、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量、短視線三角高程測(cè)量。9．沉降水準(zhǔn)測(cè)量的精度等級(jí)是如何確定的？沉降水準(zhǔn)測(cè)量精度等級(jí)的選取，取決于觀測(cè)對(duì)象預(yù)計(jì)沉降量的大小和觀測(cè)目的。由下列換算公式計(jì)算出單程觀測(cè)測(cè)站高差中誤差μ，則可得沉降水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)精度指標(biāo)m0。==M25010．沉降水準(zhǔn)測(cè)量的主要誤差來(lái)源？測(cè)站中誤差如何確定？1.觀測(cè)誤差(1)照準(zhǔn)誤差(2)符合水準(zhǔn)器氣泡居中的誤差(3)讀數(shù)誤差；2.儀器誤差(1)調(diào)焦誤差(2)水準(zhǔn)尺分劃誤差(3)尺底不平的誤差(4)水準(zhǔn)儀的i角誤差；3.外界條件的影響(水準(zhǔn)尺立尺不直的誤差和其他外界條件的影響)(1)單轉(zhuǎn)點(diǎn)法每測(cè)站的高差中誤差(2)雙轉(zhuǎn)點(diǎn)法每測(cè)站的高差中誤差11．水準(zhǔn)線路的環(huán)線閉合差及限差如何確定？(3)每測(cè)站的高差允許值=2m(取2倍測(cè)站高差的中誤差為每測(cè)站的高差允許值)h站(4)沉降水準(zhǔn)測(cè)量環(huán)線閉合差的限差nnnnn為水準(zhǔn)線路環(huán)線的測(cè)站數(shù)12．觀測(cè)點(diǎn)高程的中誤差如何計(jì)算(加權(quán))？若不考慮起始誤差的影響，則Hi1、Hi2的中誤差分別為：m=mH站nn1i點(diǎn)的高程Hi是Hi1和Hi2的加權(quán)平均值，即H==iP+Pn12i點(diǎn)的高程Hi的中誤差按加權(quán)平均值中誤差計(jì)算：13．什么是水準(zhǔn)線路的最弱點(diǎn)？最弱點(diǎn)的沉降量及其精度是如何計(jì)算的？根據(jù)誤差理論可知，水準(zhǔn)環(huán)線最弱點(diǎn)就是環(huán)線的中點(diǎn)(最弱點(diǎn)即整個(gè)水準(zhǔn)路線中精度最低點(diǎn))nnmm=士m12巴m=士站nHi站nHmax214．沉降水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)施有哪些要求和注意事項(xiàng)？其觀測(cè)周期如何確定？要求：1．水準(zhǔn)線路應(yīng)力求站數(shù)最小，不得超過(guò)限制的測(cè)站數(shù)。m22．當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)較n=2.imaxmaxm2站開(kāi)環(huán)線上的最弱點(diǎn)。3．如果個(gè)別點(diǎn)難以編入環(huán)線時(shí)，可用中視法觀測(cè)兩次，并在環(huán)線上注明。注意事項(xiàng)：1．工程開(kāi)測(cè)前，應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。2．觀測(cè)前應(yīng)檢查各觀測(cè)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)是否符合要求，有無(wú)松動(dòng)情況，以便作業(yè)順利進(jìn)行。3．觀測(cè)時(shí)采取措施減少溫度和大工進(jìn)度，以便繪制沉降量與荷載關(guān)系曲線圖。5．沉降觀測(cè)中應(yīng)采取“三固定”的辦法來(lái)提高觀測(cè)點(diǎn)沉降量的精度，即在沉降觀測(cè)中固定觀測(cè)人員，固定所用儀器和在施測(cè)中固定施測(cè)路線(鏡位與轉(zhuǎn)點(diǎn))。15．為什么要進(jìn)行地基分成層沉降觀測(cè)？當(dāng)建筑物比較重要而地基情況復(fù)雜時(shí)，為了研究各土層壓實(shí)情況，應(yīng)布置分層沉降觀測(cè)點(diǎn)。布點(diǎn)時(shí)，以布設(shè)在基礎(chǔ)中心線上為宜，條件不允許時(shí)，也可布設(shè)在基礎(chǔ)邊緣。分層沉降觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)得最大深度應(yīng)達(dá)到理論計(jì)算的受壓層的底部，其余各層觀測(cè)點(diǎn)的深度和數(shù)量應(yīng)根據(jù)土層和應(yīng)力的大小而定。16．三角高程測(cè)量的基本原理？有哪些誤差？如何消除或減小誤差的影響？球氣差改正包括：球差改正f1和氣差改正f2D2D1h2RD2D22RRR117．傾斜測(cè)量的概念？地面傾斜測(cè)量主要有哪幾種方法？?jī)A斜測(cè)量應(yīng)包括兩類：(1)相對(duì)于水平面的傾斜測(cè)量；(2)相對(duì)于垂直面的傾斜測(cè)量。相對(duì)于水平面傾斜測(cè)量的主要方法有三種：(1)精密水準(zhǔn)測(cè)量方法(2)傾斜儀測(cè)量方法(3)液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法18．傾斜測(cè)量?jī)x如何分類？主要有哪幾種？?jī)A斜儀按用途分為兩類：(1)測(cè)量水平度的傾斜儀；(2)測(cè)量垂直度的傾斜儀。傾斜儀按構(gòu)造分為三類：(1)水準(zhǔn)管式傾斜儀(氣泡式)；(2)電子傾斜儀；(3)垂直鐘傾斜儀。19．液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理？其讀數(shù)方法有哪幾種？基本原理就是物理學(xué)中的連通管原理。假設(shè)兩容器中：1、液體的密度分別為ρ1、ρ2；2、液面所受壓強(qiáng)分別為p1、p2；3、液面至假定高程基準(zhǔn)面的高程為H1、H2；4、重力加速度為g根1112221212121．目視法采用容器壁上分劃線的讀數(shù)，直接目視讀取液面的位置。該法由于刻劃誤差以及人眼分辨率的限制，很難達(dá)到較高的精度，一般為±1mm。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。2．目視接觸法利用轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器(測(cè)微圓環(huán))，帶動(dòng)觸針(水位指針)上下移動(dòng)。根據(jù)光學(xué)折射原理，在液體表表面，當(dāng)觸針尖端的兩象正好該法具有較高的精度，其最小讀數(shù)可達(dá)0.01mm。且效率低。最大的缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)觀測(cè)自動(dòng)化，不能進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。這就失去了液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量的一大特點(diǎn)，也限制了儀器的使用范圍。利用液面上的浮體與位移傳感器相連，當(dāng)液面高度變化時(shí)，使得浮體升降，引起傳感器電量發(fā)生變化，從而完成非電量(液體升降值)向電量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。4．光電接觸法采用控制電路裝置帶動(dòng)觸針上下移動(dòng)，當(dāng)針尖與液面(此時(shí)液體必須是導(dǎo)電液)接觸的瞬間，電路自動(dòng)記錄信號(hào)，經(jīng)處理后可計(jì)算出液面的位置，精度可達(dá)±0.02mm。20．液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量主要誤差來(lái)源？適用場(chǎng)合？誤差來(lái)源1．觀測(cè)誤差—有讀數(shù)、目視、接觸判斷誤差等2．儀器誤差①儀器的零點(diǎn)誤差②儀器安置誤差③觀測(cè)頭傾斜誤差④量測(cè)設(shè)備的誤差⑤觀測(cè)系統(tǒng)聯(lián)結(jié)部件溫度變形誤差⑥液體流失造成的誤差3．外界條件的影響①外界振動(dòng)的影響②溫度的影響③氣壓的影響④液體蒸發(fā)的影響⑤液體污染酒精和油等，各有優(yōu)缺點(diǎn)。2．應(yīng)用場(chǎng)合①大型水電樞紐的沉降位移觀測(cè)(廊道內(nèi))；②現(xiàn)代大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安裝、調(diào)試和監(jiān)測(cè)；③高速軌道和大型平面的抄平；④地震預(yù)報(bào)及地質(zhì)構(gòu)造和固體潮的測(cè)定；⑤輻射、污染地區(qū)和場(chǎng)所的自動(dòng)遙測(cè)等。第2章垂直位移與水平位移觀測(cè)一、簡(jiǎn)述基準(zhǔn)線法進(jìn)行水平位移觀測(cè)的基本原理，及需注意的主要問(wèn)題。視準(zhǔn)線法又稱基準(zhǔn)線法，測(cè)量的原理是以通過(guò)建筑物軸線或平行于建筑軸線的固定不變的鉛直平面為基準(zhǔn)面，并以此為根據(jù)測(cè)定建筑物的水平位移。視準(zhǔn)線法進(jìn)行水平位移觀測(cè)的主要問(wèn)題：1.保證基準(zhǔn)面穩(wěn)定(1)端點(diǎn)強(qiáng)制對(duì)中,對(duì)中誤差<0.1mm(2)檢核端點(diǎn)變化,并施加改正2.提高觀測(cè)精度(1)精密設(shè)計(jì)測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的照準(zhǔn)覘牌(2)選擇良好的觀測(cè)時(shí)段,優(yōu)化觀測(cè)程序二、基準(zhǔn)線法主要有哪幾種具體觀測(cè)方法？【各有何優(yōu)缺點(diǎn)？主要誤差來(lái)源？巴無(wú)】1.活動(dòng)覘牌法:活動(dòng)覘牌法又稱移動(dòng)覘牌法，是利用直接安置在觀測(cè)點(diǎn)上的移動(dòng)覘牌來(lái)測(cè)量偏離值。移動(dòng)覘牌讀數(shù)尺上最小分劃為1mm，利用游標(biāo)可以讀到0.01mm。2.測(cè)小角法:測(cè)量小角度法是利用精密經(jīng)緯儀(如DJ2型以上的經(jīng)緯儀)精確地測(cè)出基準(zhǔn)線與置鏡點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)視線之間所夾的微小角度，并按下式計(jì)算偏離值。3.激光準(zhǔn)直法：激光準(zhǔn)直法是由激光束建立基準(zhǔn)線的方法，根據(jù)其測(cè)定偏離值的原理不同，又可分為激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直與波帶板激光準(zhǔn)直。(1)激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直(2)波帶板激光準(zhǔn)直4.引張線法：在兩端工作基點(diǎn)A、B上用重錘拉緊一直徑約0.6mm~1.2mm的不銹鋼絲建立基準(zhǔn)線，測(cè)定中間各觀測(cè)點(diǎn)的偏離值。三測(cè)回觀測(cè)平均值的精度可達(dá)±0.03mm。三、基準(zhǔn)線端點(diǎn)的檢核主要有哪幾種方法？如兩端點(diǎn)確有位移，則對(duì)觀測(cè)點(diǎn)偏離值有何影響，推導(dǎo)公式并分析其精度。1.三角測(cè)量法；2.后方交會(huì)法；3.延長(zhǎng)基準(zhǔn)線法不再是Li’，而變成了Li。由圖不難看出，端點(diǎn)位移對(duì)偏離值的影響為:P點(diǎn)實(shí)際偏離AB基準(zhǔn)線的偏離值為:iiiiSiBAB假設(shè)Pi點(diǎn)首次觀測(cè)時(shí)，偏離基準(zhǔn)線的偏離值為L(zhǎng)’0i，則所求該點(diǎn)的實(shí)際位移值為:因觀測(cè)點(diǎn)至基準(zhǔn)線端點(diǎn)距離為一常數(shù)，令S因觀測(cè)點(diǎn)至基準(zhǔn)線端點(diǎn)距離為一常數(shù)，令K=iBiSAB故上式寫(xiě)成：Pi點(diǎn)位移值的精度計(jì)算公式:S1對(duì)上述中誤差計(jì)算公式進(jìn)行分析：(1)當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)線中點(diǎn)時(shí)，取K=iB=巴AB1m2=2m2+m2di測(cè)2端(2)當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)靠近任一端點(diǎn)時(shí)，對(duì)基準(zhǔn)線法的精度進(jìn)行分析：(1)當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)線中點(diǎn)時(shí)：取近似值：K=0或K=1巴m2=2m2+m2iid測(cè)端1m2=2m2+m2di測(cè)2端 (2)當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)靠近任一端點(diǎn)時(shí)：m2=2m2+m2d測(cè)端由此可見(jiàn)，觀測(cè)點(diǎn)越靠近基準(zhǔn)線端點(diǎn)，則端點(diǎn)位移對(duì)變形觀測(cè)的影響越大。但此時(shí)，實(shí)際測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)偏離值的精度較高，因此，在實(shí)際變形觀測(cè)工作中，仍認(rèn)為在整條基準(zhǔn)線上測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)位移值的精度均勻一致，即整條測(cè)線上任意點(diǎn)位移值的精度比較接近。四、推導(dǎo)并分析測(cè)小角法的精度公式，如何確定測(cè)小角法的觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)？測(cè)小角法基本公式：1.對(duì)距離的測(cè)量精度要求因測(cè)距精度明顯高于測(cè)角精度，通常取ipmm人smmm=編i巴m=編ii巴Si=編iiiiim1假設(shè)mΔi=0.5mm，Δi＝40mm，則K=SSi=253im1假設(shè)mΔi=0.5mm，Δi＝100mm，則K=SSi=632i1規(guī)定測(cè)小角法對(duì)距離的測(cè)量精度要求為：K共2.對(duì)角度的測(cè)量精度要求因?qū)嶋H工作中的測(cè)距誤差非常小，故略去中誤差公式右邊第二項(xiàng)后，即可得：11mm2=S2m2+a2m2巴m=aiS觀測(cè)小角度時(shí)主要誤差來(lái)源為照準(zhǔn)誤差，由誤差傳播定律可求得：avvipvpv角度測(cè)回?cái)?shù)n的確定設(shè)測(cè)站至觀測(cè)點(diǎn)的水平距離S=200m，測(cè)定偏離值的精度為m=0.5mm?，F(xiàn)用望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)為Δ40倍的DJ1級(jí)經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測(cè)，那么小角度應(yīng)觀測(cè)幾個(gè)測(cè)回？am編=s巴m=aSp206265p測(cè)量小角度必須滿足的精度M=m=士人0.5=士0.52paS編200人1000小角度觀測(cè)一測(cè)回的中誤差m=m=士=士1.5pav40所以要使小角度達(dá)到規(guī)定的精度，則小角度觀測(cè)的測(cè)回?cái)?shù)n應(yīng)滿足mm21.52aanM20.522a五、繪圖說(shuō)明前方交會(huì)法進(jìn)行水平位移觀測(cè)的基本原理，并計(jì)算位移值。待測(cè)點(diǎn)P待測(cè)點(diǎn)P的總位移量：P=P+P其位移方向由ΔxP和ΔyP的符前方交會(huì)法的基本原理是利用兩個(gè)或兩個(gè)以上穩(wěn)定的已知點(diǎn)作為測(cè)站點(diǎn)和定向點(diǎn)，分別用高精度光學(xué)經(jīng)緯儀(或電子全站儀)測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)方向與定向點(diǎn)方向之間的水平角，從而求出待定觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。不同周期觀測(cè)所得到的坐標(biāo)差，即為該點(diǎn)的位移量。P1AP1BPP2AP2BPxx2y2六、簡(jiǎn)述建筑物產(chǎn)生傾斜和裂縫的主要原因。傾斜的主要原因:由于建筑物地基基礎(chǔ)的整體不均勻沉降(或其他工程質(zhì)量原因)。裂縫的主要原因:由于建筑物地基基礎(chǔ)的局部不均勻沉降(或其他工程質(zhì)量原因)。七、一般建筑物的傾斜觀測(cè)主要有哪幾種方法？?jī)A斜角、傾斜度和傾斜位移量如何計(jì)算？HHLB的不均勻沉降差；H－建筑的高度)維激光掃描儀八、簡(jiǎn)述經(jīng)緯儀投影法和經(jīng)緯儀測(cè)算法的【區(qū)別無(wú)】和觀測(cè)步驟。經(jīng)緯儀投影法:用經(jīng)緯儀對(duì)建筑物的上下墻角進(jìn)行投影，再用圖解的方法得到該建筑物的傾斜位經(jīng)緯儀測(cè)算法步驟：1.在建筑物延長(zhǎng)線上,距墻角1.5~2.0H(樓高)的地面P1點(diǎn)安置經(jīng)緯儀(或全站儀),并測(cè)量?jī)x器至2.測(cè)定建筑物頂部和下部?jī)捎^測(cè)點(diǎn)標(biāo)志間的水平角θ13.計(jì)算傾斜偏離值:9e=1L4.首次觀測(cè)得到e10,以后第i觀測(cè)周期結(jié)果為e1i,則建筑物的傾斜位移值為:5.在AP1的垂直位置上,用上述同樣方法選定P2點(diǎn)安置經(jīng)緯儀,測(cè)算得建筑物在該方向上PP1和Δ2得到該建筑物總的傾斜位移值:=2+2九、繪圖說(shuō)明利用縱橫軸線法進(jìn)行塔式建筑物傾斜觀測(cè)的原理和步驟。((1)在塔式建筑物縱橫兩軸線的延長(zhǎng)線上選定測(cè)站點(diǎn)C1，與建筑物之間的距離約為建筑物高度H的1.5~2倍，選一起始方向D點(diǎn)，1 (2)分別計(jì)算建筑物底部中心位置a1和頂部中心b1的方向值:βa1和βb1(3)計(jì)算建筑物頂部中心a1相對(duì)于底部中心b1的傾斜角:θ1若傾斜角θ1=0,則無(wú)傾斜(4)計(jì)算建筑物在C1a1垂直方向上的傾斜位移量:e1 (5)用上述同樣的方法,在C1a1的垂直方向上選定另一測(cè)站點(diǎn)C2,(6)計(jì)算建筑物在C2a2垂直方向上的傾斜位移量:e2(7)計(jì)算建筑物總傾斜位移值Δ及傾斜度i十、試推導(dǎo)前方交會(huì)法進(jìn)行塔式建筑物傾斜觀測(cè)的基本公式。(xA，yA)、(xB，yB)待測(cè)建筑物頂部中心點(diǎn)為P點(diǎn)。(1)在A、B兩點(diǎn)上分別安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)P點(diǎn)或其邊緣，測(cè)算出α(2)計(jì)算待定點(diǎn)P點(diǎn)坐標(biāo)(xP，yP),基本公式:由基本公式:B同理得到若首次觀測(cè)得到:則傾斜位移量為:〈第i次觀測(cè)時(shí),P點(diǎn)總位移量為:=x2+y2PiPi第3章變形觀測(cè)新技術(shù)及工程實(shí)例1．全球定位系統(tǒng)GPS進(jìn)行工程建(構(gòu))筑物變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)和應(yīng)用方式有哪些。特點(diǎn)：1．測(cè)站間無(wú)須通視;2．可同時(shí)提供監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維位移信息;3．全天候監(jiān)測(cè);4．監(jiān)測(cè)精度高;5．GPS大地高可用于垂直位移測(cè)量;6．操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控自動(dòng)化;7．具有嚴(yán)格定義的參考系統(tǒng)8．利用GPS進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，存在的缺點(diǎn)：(1)GPS觀測(cè)會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響(2)GPS信號(hào)受大氣的影響應(yīng)用方式：1．地殼形變觀測(cè)(1)甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量系統(tǒng)(VLBI)(2)衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)(SLR)(3)全球定位系統(tǒng)(GPS)2．大壩變形觀測(cè)3．高層建筑物變形觀測(cè)4．大型橋梁變形觀測(cè)2．GPS變形監(jiān)測(cè)的主要過(guò)程、步驟應(yīng)注意的問(wèn)題。1．GPS觀測(cè)站選擇與標(biāo)志建立(1)GPS測(cè)站的設(shè)置應(yīng)盡可能避開(kāi)易產(chǎn)生多路徑效應(yīng)和易受電磁場(chǎng)影響的地方。(2)GPS測(cè)站應(yīng)設(shè)立穩(wěn)固的標(biāo)石，盡量采用強(qiáng)制對(duì)中裝置，保持點(diǎn)位的穩(wěn)定，便于長(zhǎng)期觀測(cè)。(3)GPS接收天線應(yīng)高出地面0.5米以上。(4)GPS參考站與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間距離不要太遠(yuǎn)。2．觀測(cè)模式的選擇GPS變形監(jiān)測(cè)分為定期重復(fù)觀測(cè)和連續(xù)性觀測(cè)兩種模式。3．?dāng)?shù)據(jù)采集與傳輸4．GPS數(shù)據(jù)處理3．SAR為什么要采用側(cè)視和合成孔徑雷達(dá)成像？斜視SAR波束指向靈活機(jī)動(dòng)，提高了載機(jī)平臺(tái)的安全性和隱蔽性。斜視SAR可對(duì)前方目標(biāo)提前成像，對(duì)后方目標(biāo)再次成像，能靈活的選擇成像區(qū)域。主要特點(diǎn)：高精度(可達(dá)毫米級(jí))、大范圍、全天候合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量是上世紀(jì)60年代逐步發(fā)展起來(lái)的一種遙感技術(shù)。簡(jiǎn)稱：InSAR；SAR是合成孔徑雷達(dá)遙感成像。InSAR是1．合成孔徑雷達(dá)遙感成像(SAR)2．電磁波干涉測(cè)量?jī)纱蠹夹g(shù)的融合局限：1、在實(shí)際干涉數(shù)據(jù)處理中，采用三角函數(shù)運(yùn)算則丟失了相位的整周數(shù)，只能得到干涉相位的主值(即纏繞相位)，必須通過(guò)解纏算法恢復(fù)相位完整值。2、由于相位差的周期性變化，干涉條紋比較模糊，主要由信號(hào)噪聲引起。5．二次差分干涉DInSAR的目的是什么？有哪幾種方法？在提取地表形變信息時(shí)從初始干涉圖中予以剔除，這就是所謂的二次差分干涉DInSAR(DifferentialInSAR)在忽略大氣和噪聲影響的前提下，DInSAR的具體方法主要有三種：兩軌法、三軌法、四軌法6．纏繞相位和相位解纏的含義是什么？則丟失了相位的整周數(shù)，只能得到干涉相位的主值(即纏繞相位)，必須通過(guò)解纏算法恢復(fù)相位完整值。7．近景攝影測(cè)量用于變形監(jiān)測(cè)主要有哪幾種攝影方式，繪圖表示并說(shuō)明其特點(diǎn)。地面立體攝影測(cè)量根據(jù)主光軸和攝影基線的相對(duì)位置不同，其攝影方式分為正直攝影、等偏攝影、交向攝影和等傾斜攝影等。1．正直攝影是立體像片對(duì)的攝影主光軸水平，相互平行并且都垂直與攝影基線方向。2．等偏攝影是立體像片對(duì)的攝影主光軸水平，相互平行且與攝影機(jī)基線的垂直方向偏離一定的角度。3．交向攝影方式是指左，右攝影機(jī)主光軸在保持水平的情況下，相交成γ角的攝影方式。4．等傾攝影將地面攝影儀的攝影機(jī)光軸向上或向下在左右攝影站上作等傾ω角的攝影。8．簡(jiǎn)述三維激光掃描儀的分類和技術(shù)特點(diǎn)。各種三維激光掃描儀的技術(shù)特點(diǎn)1．脈沖式三維激光掃描儀測(cè)距范圍最大(幾百到幾公里)、而且不受環(huán)境光線影響，但單點(diǎn)精度較差，掃描頻率較低，適合于室外和大型工程使用。高、掃描頻率快，適合用于室內(nèi)精度要求很高的環(huán)境。3．基于相位式的三維激光掃描儀結(jié)合了以上兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也繼承了兩種方式的缺點(diǎn)。測(cè)距范圍和受環(huán)境影響程度比三角式好，精度和掃描頻率比脈沖式好。第4章變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理1．變形監(jiān)測(cè)技術(shù)資料主要包括哪些內(nèi)容？變形監(jiān)測(cè)技術(shù)資料主要包括：1．變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方案設(shè)計(jì)(監(jiān)測(cè)方案編制)；2．變形監(jiān)測(cè)工作技術(shù)總結(jié)；3．變形觀測(cè)數(shù)據(jù)、計(jì)算、分析等成果的編制與匯總。2．變形監(jiān)測(cè)方案編制的步驟和主要內(nèi)容。監(jiān)測(cè)方案編制的步驟(1)收集監(jiān)測(cè)工作所需的基礎(chǔ)技術(shù)資料；(2)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了解掌握周圍環(huán)境；(3