《工程測(cè)量概論-孫現(xiàn)申》26變形測(cè)量概述-2h.ppt

變形測(cè)量概述 軍事工程測(cè)量學(xué) 二院一室孫現(xiàn)申 635306sunxianshen123 向同學(xué)們問好 變形測(cè)量概述 內(nèi)容 一 稱謂 二 變形測(cè)量概念 二 變形測(cè)量概念 三 物體變形形式 四 變形測(cè)量的任務(wù) 五 變形測(cè)量的意義 七 變形測(cè)量的精度要求 八 變形測(cè)量的觀測(cè)周期 六 變形測(cè)量原理 九 參考點(diǎn)與參考網(wǎng) 十 變形測(cè)量的特點(diǎn) 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 十二 變形測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 十三 變形測(cè)量發(fā)展趨勢(shì) 一 稱謂 變形觀測(cè)deformationobservation 變形監(jiān)測(cè)deformationmonitoring 變形測(cè)量deformationsurvey或deformationmeasurement 變形測(cè)量概述 精密工程測(cè)量preciseengineeringsurvey精密工程測(cè)量是工程測(cè)量的現(xiàn)代發(fā)展和延伸 它以絕對(duì)測(cè)量精度達(dá)到毫米級(jí) 相對(duì)測(cè)量精度達(dá)到1 10 5 以先進(jìn)的測(cè)量方法 儀器 和設(shè)備 在特殊條件下進(jìn)行的測(cè)量工作 GB T15314 94精密工程測(cè)量規(guī)范3 1 變形測(cè)量的典型精度是絕對(duì)測(cè)量精度達(dá)到1mm或相對(duì)測(cè)量精度達(dá)到1 10 6 陳永奇 1998 二 變形測(cè)量概念 為獲取物體變形信息而進(jìn)行的測(cè)量工作 用測(cè)量的手段研究物體的變形 對(duì)建筑物 構(gòu)筑物及其地基或一定范圍內(nèi)巖體及土體的位移 沉降 傾斜 撓度 裂縫等所進(jìn)行的測(cè)量工作 工程測(cè)量基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)7 1 1 變形測(cè)量概述 三 物體變形的形式 變形測(cè)量概述 變形測(cè)量概述 三 物體變形的形式 變形測(cè)量概述 三 物體變形的形式 變形測(cè)量概述 三 物體變形的形式 變形測(cè)量概述 三 物體變形的形式 變形測(cè)量概述 三 物體變形的形式 絕對(duì)變形 相對(duì)變形 位移 平面位移 的簡(jiǎn)稱 沉降 垂直位移 的簡(jiǎn)稱 傾斜 變化 純粹變形 如撓度變化等 注 位移 沉降 傾斜在物理學(xué)中稱為物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng) 四 變形測(cè)量的任務(wù) 所研究的物體是否發(fā)生變形 若發(fā)生變形 變形多大 變形測(cè)量的任務(wù)是 應(yīng)用各種測(cè)量手段 測(cè)定變形體之形狀 位置在時(shí)空域中的變化特征 并解釋其發(fā)生的原因 發(fā)生變形的原因是什么 變形測(cè)量概述 具體原因 而不是力學(xué)的概括 從產(chǎn)生的實(shí)際影響 而不能從哲學(xué)角度 從測(cè)量誤差中區(qū)分出來 進(jìn)一步的發(fā)展 治理方案 五 變形測(cè)量的意義 關(guān)于物體的變形規(guī)律 人們已取得很多研究成果 但還不能滿足實(shí)際需要 這是變形測(cè)量存在的基礎(chǔ) 對(duì)物體變形規(guī)律認(rèn)識(shí)的不足帶來的問題 設(shè)計(jì)的工程建筑物不是絕對(duì)安全 對(duì)物體變形規(guī)律需要繼續(xù)探索 變形測(cè)量概述 全球性的變形測(cè)量主要是研究地極移動(dòng) 地球旋轉(zhuǎn)速度的變化以及地殼板塊的運(yùn)動(dòng) 區(qū)域性的變形測(cè)量用以研究地殼板塊范圍內(nèi)變形狀態(tài)和板塊交界處地殼相對(duì)運(yùn)動(dòng) 局部性的變形測(cè)量主要是研究工程建筑物的沉陷 水平位移 撓度和傾斜 滑坡體的滑動(dòng)以及采礦 采油和抽地下水等人為因素造成的局部地面變形 五 變形測(cè)量的意義 變形測(cè)量概述 安全監(jiān)測(cè) 主要是檢查各種工程建筑物 地質(zhì)構(gòu)造 工業(yè)構(gòu)件等的穩(wěn)定性 以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和采取應(yīng)對(duì)措施 是地震預(yù)報(bào)的首要工作 測(cè)量控制點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn) 科研 包括更好地理解變形的機(jī)理 驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論 以及建立正確的預(yù)報(bào)變形的理論和方法 變形測(cè)量與政績(jī)工程和形象工程對(duì)立 六 變形測(cè)量原理 變形測(cè)量的基本方法是在變形體的變形特征處設(shè)置一些點(diǎn) 稱為目標(biāo)點(diǎn)或變形點(diǎn) 監(jiān)測(cè)點(diǎn) 重復(fù)測(cè)算這些點(diǎn)的坐標(biāo) 從點(diǎn)的坐標(biāo)變化中獲取變形信息 變形測(cè)量概述 六 變形測(cè)量原理 其中 稱為沉降靈敏度 反映該系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)沉降的能力 變形測(cè)量概述 變形靈敏度 在一定置信水平和檢驗(yàn)功效下 可發(fā)現(xiàn)的最小變形值 七 變形測(cè)量的精度要求 在上面的簡(jiǎn)例中 可以看出 靈敏度與觀測(cè)精度直接相關(guān) 或者說 若規(guī)定了靈敏度 則可直接求出觀測(cè)的必要精度 變形測(cè)量概述 如果變形測(cè)量是為了確保建筑物的安全 使變形值不超過某一允許的數(shù)值 則其觀測(cè)值的誤差應(yīng)小于變形允許值的1 10 1 20 如果是為了研究變形的過程 則其誤差應(yīng)比上面這個(gè)數(shù)值小得多 小于變形允許值的1 20 1 100 甚至應(yīng)采用目前測(cè)量手段和儀器所能達(dá)到的最高精度 FIG 1971 變形測(cè)量概述 七 變形測(cè)量的精度要求 變形測(cè)量概述 七 變形測(cè)量的精度要求 八 變形測(cè)量的觀測(cè)周期 就變形測(cè)量的性質(zhì)來說 觀測(cè)周期越短越好 最好實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè) 變形測(cè)量概述 變形測(cè)量重復(fù)觀測(cè)的時(shí)間間隔稱為觀測(cè)周期 也稱監(jiān)測(cè)周期 九 參考點(diǎn)與參考網(wǎng) 為了得到目標(biāo)點(diǎn)的位置變化 需要一個(gè)穩(wěn)定的點(diǎn)作參考 稱參考點(diǎn) 變形測(cè)量概述 參考點(diǎn)必須穩(wěn)固 對(duì)平面來說 參考點(diǎn)不能水平移動(dòng) 對(duì)高程來說 參考點(diǎn)不能升降 設(shè)立參考點(diǎn)的措施不外 遠(yuǎn)離 和 深埋 遠(yuǎn)離 參考點(diǎn)遠(yuǎn)離變形體 使參考點(diǎn)在變形影響范圍之外 深埋 將參考點(diǎn)設(shè)立在基巖或深部穩(wěn)定土層上 如深埋雙金屬管標(biāo)志和倒錘 九 參考點(diǎn)與參考網(wǎng) 但是 措施不是結(jié)論 注 參考點(diǎn)也稱為基準(zhǔn)點(diǎn) 參考網(wǎng)也稱為基準(zhǔn)網(wǎng) 變形測(cè)量概述 測(cè)量人靠數(shù)據(jù)說話 多個(gè)參考點(diǎn)形成參考網(wǎng) 對(duì)參考網(wǎng)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè) 參考網(wǎng)穩(wěn)定性判斷 平均間隙法 九 參考點(diǎn)與參考網(wǎng) 參考點(diǎn)對(duì)絕對(duì)變形信息至關(guān)重要 但對(duì)相對(duì)變形信息的求取卻無直接關(guān)系 變形測(cè)量概述 傾斜 變化 靈敏度 變形測(cè)量概述 九 參考點(diǎn)與參考網(wǎng) 撓度 變化 靈敏度 另外 實(shí)踐中還存在工作基點(diǎn)的概念 介于上兩者之間 在多數(shù)工程變形問題中 人們較多關(guān)心工程建筑物的相對(duì)變形 而對(duì)絕對(duì)變形信息僅作為了解性的參考資料 變形測(cè)量概述 九 參考點(diǎn)與參考網(wǎng) 一般來說 相對(duì)變形值的精度容易得到保證 但對(duì)大壩等工程物 絕對(duì)變形與相對(duì)變形具有同等重要的地位 十 變形測(cè)量的特點(diǎn) 變形與測(cè)量誤差的區(qū)分 測(cè)量數(shù)據(jù)的管理 相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用 變形測(cè)量概述 重復(fù)觀測(cè) 精度要求高 多種技術(shù)綜合應(yīng)用 目標(biāo)量是變形模型的參數(shù) 而不是點(diǎn)的坐標(biāo) 變形網(wǎng)允許形虧 充分利用對(duì)變形規(guī)律的已有認(rèn)識(shí) 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 粗差檢驗(yàn) 變形物理解釋 方差估計(jì) 平差 變形幾何分析 變形分析 變形測(cè)量概述 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 變形分析的步驟 變形測(cè)量概述 函數(shù)式的求解與檢驗(yàn) 將變形觀測(cè)結(jié)果匯總成表 展點(diǎn)成圖 如變形分布圖 變形過程圖等 為變形分析選配一個(gè)函數(shù)式 可通過對(duì)變形展點(diǎn)圖的觀察 回歸分析法 或基于對(duì)變形規(guī)律的物理認(rèn)識(shí) 確定函數(shù)法 變形測(cè)量概述 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 變形測(cè)量概述 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 變形測(cè)量概述 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 變形測(cè)量概述 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 某區(qū)域地表下沉速率 擬合結(jié)果 這里需要研究的問題 變形測(cè)量概述 十一 變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 3 是否還有更好的模型 1 模型何來 2 該模型是否合適 參數(shù)過多或過少 參數(shù)是否統(tǒng)計(jì)顯著 十二 變形測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ T8 2007建筑變形測(cè)量規(guī)程 建設(shè)部2007 09 04發(fā)布 2008 03 01實(shí)施 北京 中國建筑工業(yè)出版社2007 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YS5229 1996巖土工程監(jiān)測(cè)規(guī)范 有色金屬工業(yè)總公司1996 11 20發(fā)布 1997 05 01實(shí)施 北京 中國計(jì)劃出版社 1996 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB T15314 1994精密工程測(cè)量規(guī)范 S 國家技術(shù)監(jiān)督局1994 12 22發(fā)布 1995 10 01實(shí)施 北京 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社1995 變形測(cè)量概述 十三 變形測(cè)量發(fā)展趨勢(shì) 遠(yuǎn)程在線監(jiān)控或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控將在重大工程安全監(jiān)控管理中發(fā)揮巨大作用 變形測(cè)量概述 在測(cè)量技術(shù)方面 多種傳感器 數(shù)字近景攝影 測(cè)量機(jī)器人和GPS的應(yīng)用 將極大促進(jìn)實(shí)時(shí) 連續(xù) 高效 自動(dòng)化 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立 變形測(cè)量自動(dòng)化將極大提高時(shí)空采樣率 這將為變形分析提供極豐富的數(shù)據(jù)信息 高度可靠 實(shí)用 先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和自動(dòng)化系統(tǒng) 將在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行 在變形分析方面 十三 變形測(cè)量發(fā)展趨勢(shì) 變形測(cè)量概述 變形幾何分析和物理解釋的綜合 變形非線性系統(tǒng)問題的研究將逐步展開 以知識(shí)庫 方法庫 數(shù)據(jù)庫和多媒體為主題的安全監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)的建立是未來發(fā)展的方向 數(shù)據(jù)處理與分析將向自動(dòng)化 智能化 系統(tǒng)化 網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 時(shí)空模型和時(shí)頻分析 尤其是動(dòng)態(tài)分析 將得到重點(diǎn)研究 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù) 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將發(fā)揮重要作用 對(duì)各種方法和模型的實(shí)用性研究將得到加強(qiáng) 變形測(cè)量系統(tǒng)軟件的開發(fā)不會(huì)局限于某一固定模式 變形分析新方法仍將不斷出現(xiàn) 由系統(tǒng)論 控制論 信息論 耗散結(jié)構(gòu)論 協(xié)同學(xué) 突變論 分形與混沌動(dòng)力學(xué)等所構(gòu)成的系統(tǒng)科學(xué)和非線性科學(xué)將得到進(jìn)一步應(yīng)用 思考與練習(xí) 一 名詞解釋 變形測(cè)量 變形分析 相對(duì)變形 絕對(duì)變形 參考點(diǎn) 參考網(wǎng) 變形靈敏度 允許變形值 棄真概率 納偽概率 監(jiān)測(cè)周期 深埋雙金屬管水準(zhǔn)標(biāo)石 倒錘二 簡(jiǎn)答題 變形測(cè)量的任務(wù) 變形測(cè)量的意義 FIG1971確定的變形測(cè)量精度要求 監(jiān)測(cè)周期 變形速率 觀測(cè)精度之間的關(guān)系 變形測(cè)量概述 三 計(jì)算題 在一長(zhǎng)度為10m的條形基礎(chǔ)的兩端設(shè)置兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn) 擬用水準(zhǔn)測(cè)量的方法監(jiān)測(cè)該基礎(chǔ)的傾斜變化 欲發(fā)現(xiàn)1 1000的傾斜變化量 求兩觀測(cè)點(diǎn)間高差觀測(cè)的必要精度 為監(jiān)測(cè)某直線形大橋6個(gè)橋墩相對(duì)于2個(gè)橋臺(tái)的橫向位移 擬分別在2個(gè)橋臺(tái)設(shè)站用小角法測(cè)算各橋墩相對(duì)于2個(gè)橋臺(tái)連線的偏離值 然后取加權(quán)平均 已知相鄰墩臺(tái)間距均為100m 欲監(jiān)測(cè)的最小變形值為5mm 試求小角觀測(cè)的必要精度 對(duì)某高聳建筑物進(jìn)行傾斜測(cè)量 在30 00 00 方向上測(cè)得的傾斜為 13 精度為 3 在90 00 00 方向上測(cè)得的傾斜為 16 精度為 2 試求該建筑物的實(shí)際傾斜方向 傾斜值及其精度 思考與練習(xí) 變形測(cè)量概述 相關(guān)文獻(xiàn) 蘇 M E 皮斯庫諾夫 建筑物變形觀測(cè)的作業(yè)方法 孔祥元等譯 吳翼麟校 北京 測(cè)繪出版社 1985 蘇 B H 甘申等 建筑物垂直位移的觀測(cè)與水準(zhǔn)標(biāo)石穩(wěn)定性分析 高士純等譯 寧津生校 北京 測(cè)繪出版社 1986 張正祿 黃全義 文鴻雁 鄧躍進(jìn)等 工程的變形監(jiān)測(cè)分析與預(yù)報(bào) 北京 測(cè)繪出版社 2007 何秀鳳 變形監(jiān)測(cè)新方法及其應(yīng)用 北京 科學(xué)出版社 2007 候建國 王騰軍 變形監(jiān)測(cè)理論與應(yīng)用 北京 測(cè)繪出版社 2008 變形測(cè)量概述 相關(guān)文獻(xiàn) 朱建軍 賀躍光 曾卓喬 變形測(cè)量的理論與方法 長(zhǎng)沙 中南大學(xué)出版社 2004 黃聲享 尹輝 蔣征 變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理 武漢 武漢大學(xué)出版社 2003 吳子安 工程建筑物變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理 北京 測(cè)繪出版社1989 陶本藻 汪曉慶 杜方 監(jiān)測(cè)網(wǎng)理論與應(yīng)變分析方法 武漢 武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社1992 陳永奇 變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理 北京 測(cè)繪出版社 1988 陳永奇 吳子安 吳中如 變形監(jiān)測(cè)分析與預(yù)報(bào) 北京 測(cè)繪出版社 1998 變形測(cè)量概述 相關(guān)文獻(xiàn) 陶本藻 自由網(wǎng)平差與變形分析 北京 測(cè)繪出版社 1984 陶本藻 自由網(wǎng)平差與變形分析 武漢 武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社 2001 伊?xí)詵| 李保平 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與應(yīng)用 鄭州 黃河水利出版社 2007 岳建平 田林亞 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與應(yīng)用 北京 國防工業(yè)出版社 2007 林文介等 建筑物安全監(jiān)測(cè)必要精度模式確定 地殼形變與地震 Vol 18增刊2 1998 有關(guān)工程測(cè)量教材和會(huì)議論文集如 FIG等 變形測(cè)量概述 思考與練習(xí) 變形測(cè)量概述 變形測(cè)量 為獲取物體變形信息而進(jìn)行的測(cè)量工作 變形測(cè)量 對(duì)建筑物 構(gòu)筑物及其地基或一定范圍內(nèi)巖體及土體的位移 沉降 傾斜 撓度 裂縫等所進(jìn)行的測(cè)量工作 GB T50028 1996工程測(cè)量基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)7 1 1 變形分析 根據(jù)變形觀測(cè)資料 通過計(jì)算確定變形的大小和方向 分析變形值與變形因素的關(guān)系 找出變形規(guī)律和原因 判斷變形的影響 并作出變形預(yù)報(bào)等工作的總稱 GB T5022896 7 3 26 工程測(cè)量基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn) 北京 中國計(jì)劃出版社 變形靈敏度 在一定置信水平和檢驗(yàn)功效下 測(cè)量系統(tǒng)可發(fā)現(xiàn)的最小變形值 反映系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)變形的能力 變形允許值 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的變形限值 思考與練習(xí) 變形測(cè)量概述 變形測(cè)量的任務(wù) 應(yīng)用各種測(cè)量手段 測(cè)定變形體之形狀 位置在時(shí)空域中的變化特征 并解釋其發(fā)生的原因 變形測(cè)量的意義 工程意義是安全監(jiān)測(cè) 主要是檢查各種工程建筑物 地質(zhì)構(gòu)造 工業(yè)構(gòu)件等的穩(wěn)定性 以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和采取應(yīng)對(duì)措施 科學(xué)意義包括更好地理解變形的機(jī)理 驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論 以及建立正確的預(yù)報(bào)變形的理論和方法 FIG1971確定的變形測(cè)量精度要求 如果變形測(cè)量是為了確保建筑物的安全 使變形值不超過某一允許的數(shù)值 則其觀測(cè)值的誤差應(yīng)小于變形允許值的1 10 1 20 如果是為了研究變形的過程 則其誤差應(yīng)比上面這個(gè)數(shù)值小得多 小于變形允許值的1 20 1 100 甚至應(yīng)采用目前測(cè)量手段和儀器所能達(dá)到的最高精度 思考與練習(xí) 變形測(cè)量概述 監(jiān)測(cè)周期 變形速率 觀測(cè)精度之間的關(guān)系 題 在一長(zhǎng)度為10m的條形基礎(chǔ)的兩端設(shè)置兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn) 擬用水準(zhǔn)測(cè)量的方法監(jiān)測(cè)該基礎(chǔ)的傾斜變化 欲發(fā)現(xiàn)1 1000的傾斜變化量 求兩觀測(cè)點(diǎn)間高差觀測(cè)的必要精度 解 傾斜度的計(jì)算公式為i h L 其中h為兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)間的高差 L為兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)間的距離 在本題中可取 L 10m 因此 有中誤差關(guān)系mi mh L 又 傾斜變化量等于兩期傾斜量之差 故其中誤差為 欲發(fā)現(xiàn)1 1000的傾斜變化量 則須使2m i 1 1000 亦即 從而 此即兩觀測(cè)點(diǎn)間高差觀測(cè)的必要精度 題 為監(jiān)測(cè)某直線形大橋6個(gè)橋墩相對(duì)于