变形监测技术与应用9章

变形监测探讨摘要：人类社会的进步，国民经济的发展，加快了工程建设的进程，并且对现代工程建筑物的规模、造型、难度提出了更高的要求。

与此同时，变形监测工作的意义更加重要。

众所周知，工程建筑物在施工和运营期间，由于受多种主客观因素的影响，会产生变形，变形如果超出了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全，给人民生命财产带来巨大损失。

尽管工程建筑物在设计时采用了一定的安全系数，使其能安全承受所考虑的多种外荷载影响，但是由于设计中不可能对工程的工作条件及承载能力做出完全准确的估计，施工质量也不可能完美无缺，工程在运行过程中还可能发生某些不利的变化因素，因此，国内外仍有一些工程出现事故。

根据变形体的研究范围，可以将变形监测研究队形分为三类：第一类：全球变形研究，如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率的变化、地潮等；第二类：区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降等；第三类：工程和局部形变研究，如监测工程建筑物的三维变形、滑坡提的滑动、地下开采使引动的地表和下沉等。

变形是自然界的普遍现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时空域中的变化。

变形体的变形在一定范围内被认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。

自然界的变形危害现象时刻都在我们周边发生着，如地震、滑坡、岩崩、地表沉陷、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。

所谓变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。

其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。

变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段。

变形监测的相关事例1984年长江三峡地区发生了一次大滑坡，由于该地区进行了广泛的变形测量，对可能发生的滑坡做了正确的预报，使滑坡体上1100多位居民在滑坡滑动前一种进行搬离，避免了一场灾难的发生。

利用地球物理大地测量反演理论，于1993年准确预测了1996年发生的丽江大地震；1985年6月12日长江三峡新滩滑坡的成功预报，使得灾害损失减少到最低程度，被誉为我国滑坡预报研究史上罕见的奇迹；隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统在1998年长江流域抗洪错峰中所发挥的巨大作用，确保了安全渡汛，避免了荆江大堤灾难性的分洪。

大坝坝体变形监测的技术方法与应用摘要：面对溃坝事件带来的巨大损失，人们深刻的认识到大坝的安全监测的重要性。

采用监测技术对大坝坝体进行变形监测，测出大坝上各点的位置变化，才能分析大坝安全运行状态，并建立大坝的变形预测模型，实现大坝变形的定量预测。

只有这样，才能及时发现大坝的异常变化，对其安全性能做出准确的判断，然后采取必要措施，防止事故的发生。

关键词：大坝变形监测；位移量；监测点；近年来，随着我国水利工程建设的快速发展，如何保证水电站施工质量的安全运行已经引起了各大水电站的广泛关注。

在水电站的建设中，大坝的变形监测在水利工程安全监测中尤为重要。

一、大坝变形监测的主要技术1.视准线法，通过视准线或经纬仪建立一个平行或通过坝轴线的铅直平面作为基准面，定期观测坝上测点与基准面之间偏离值的大小，即为该点的水平位移，适用于直线形混凝土闸坝顶部和土石坝坝面的水平位移观测。

当采用这一方法时，主要要求它们的端点稳定，所以必须要作适当的布置，只能定期地测定端点的位移值，而将观测值加以改正。

视准线观测方法具有速度快、精度较高、原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点，在水平位移观测中得到了广泛应用。

不足的是对较长的视准线而言，由于视线长，使照准误差增大，甚至可能造成成照困难。

当视准线太长时，目标模糊，照准精度太差且后视点与测点距离相差太远，望远镜调焦误差较大，无疑对观测成果有较大影响。

2.引张线法。

利用张紧在两工作基点之间的不锈钢丝作为基准线，测量沿线测点和钢丝之间的相对位移，以确定该点的水平位移，适用于大型直线形混凝土的廊道内测点的水平位移观测，主要用于测定混凝土建筑物垂直于轴线方向的（顺水流方向）水平位移。

3.激光准直法。

利用激光束代替视线进行照准的准直方法，使用的仪器有激光准直仪、波带板激光准直系统和真空管道激光准直系统等，适用于大型直线形混凝土坝观测。

对于布设在直线型的土石坝或混凝土坝顶上观测点的水平位移，主要是采用视准线法和激光准直方法观测。

1.什么是变形? .什么是变形监测?变形监测的目的是什么?变形监测的意义? 变形监测的主要内容有哪些?答：变形是物体在外来因素作用下产生的形状和尺寸的改变。

变形监测是对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。

目的：1、分析和评价建筑物的安全状态。

2、验证设计参数。

3、反馈设计施工质量。

4、研究正常的变形规律和预报变形的方法。

意义：1、对于机械技术设备：则保证设备安全、可靠、高效地运行：为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据。

2、对于滑坡：通过监测其随时间的的变化过程：可进一步研究引起滑坡的成因：预报大的滑坡灾害。

3、通过对矿山由于矿藏开挖引起的实际变形的观测：可以控制开挖量和加固等方法：避免危险性变形的发生：同时可以改进变形预报模型。

4、在地壳构造运动监测方面：主要是大地测量学的任务。

但对于近期地壳垂直和水平运动等地球动力学现象、粒子加速器、铁路工程也具有重要的工程意义。

内容：现场巡视、环境量监测、位移监测、渗流监测、应力、应变监测、周边监测。

2.变形监测技术的发展趋势。

答：由于变形监测的特殊要求：一般不允许监测系统中断监测：就要求监测系统能精确、安全、可靠长期而又实时地采集数据：而传统的设备难以满足要求：因此：科研人员在现有自动化监测技术的基础上：有针对性的研发精度高、稳定性好自动化监测仪器和设备。

这方面成果有：自动化监测技术、光纤传感检测技术、CT技术的应用、GPS 在变形监测中应用、激光技术的应用、测量机器人技术、渗流热监测技术、安全监控专家系统3. 变形监测工作有何特点：常用变形监测技术方法有哪些?答：特点：1、周期性重复观测2、精度要求高3、多种观测技术的综合运用4、监测网着重于研究点位的变化。

测量技术：1、常规大地测量方法。

如：三角测量、交会测量、水准测量。

2、专门的测量方法。

如：视准线、引张线测量方法。

3、自动化监测方法。

4、摄影测量方法。

5、GPS等新技术的应用。

变形监测试题
2012—2013学年第2学期研究生课程“变形监测与分析”
试题（开卷）
将下列题目抄写在答题纸上并作答
1． 简述目前建筑物基坑变形与沉降监测的技术方法。

（15分）
2． 简述D-INSAR 技术用于沉降监测的数据处理流程及目前存在的局限性。

（15分）
3. 简述煤矿地表移动观测站设计的基本原则、观测方法及数据处理与分析方法。

（15分）
4.简述工程变形监测的特点与技术要求。

（15分）
5.举例说明GPS 技术在变形监测中的应用。

（15分）
6.某近水平煤层采用走向长壁法开采，冒落法管理顶板。

开采厚度4.0m ，开采宽度120m ，走向方向已达到超充分采动，采深H=200m 。

已知概率积分法预计参数为下沉系数0.70，主要影响角正切=βtan 2.0，拐点偏移距H S 05.0=。

试用概率积分法预计（1）地表移动盆地倾向主断面上的下沉量并绘出下沉曲线，并分析其下沉特征。

（2）绘出地表倾向主断面的倾斜和曲率曲线（15分）
7.结合课程内容及本人感兴趣的研究领域自列一个题目，介绍该研究方向的国内外现状与发展趋势。

（10分）。

如何进行变形监测技术的应用引言：随着科技的不断发展，变形监测技术在各行各业中得到了广泛的应用。

这项技术能够帮助我们精确地测量和分析物体的变形情况，从而确保结构的稳定性和安全性。

本文将探讨如何进行变形监测技术的应用，包括其基本原理和常见的应用领域。

一、变形监测技术的基本原理变形监测技术主要通过感知和测量物体的尺寸、形状和位置的变化来进行变形监测。

这项技术利用传感器或设备将数据实时采集，并通过数据处理和分析得出结果。

基本原理包括以下几个方面：1.1 变形测量手段变形监测技术可以使用多种测量手段，如全站仪、GPS、激光扫描等。

全站仪可以通过角度和距离的测量，准确地确定物体的位置和形态。

GPS则通过卫星定位系统获取全球范围内的位置信息，适用于大范围的变形监测。

激光扫描可以非接触地获取物体表面的三维坐标，适用于复杂形状的变形监测。

1.2 数据采集与处理变形监测技术需要将传感器获取的数据进行实时采集，并进行必要的处理。

采集的数据可以包括位移、应变、角度等信息。

数据处理则包括滤波、去噪、数据对齐等步骤，以获取准确的变形信息。

1.3 结果分析与展示通过数据处理和分析，可以得到变形监测的结果。

这些结果可以通过图表、曲线等形式展示，直观地反映物体的变形情况。

同时，还可以与历史数据进行比较，以便及时发现和预测潜在的问题。

二、变形监测技术的应用领域变形监测技术在许多领域都有重要的应用价值。

下面将介绍几个常见的应用领域，并探讨其应用方法和意义。

2.1 建筑结构监测在建筑工程中，变形监测技术能够及时发现结构的变形和位移，确保建筑的稳定性和安全性。

通过对关键部位的变形监测，可以预测和检测龟裂、风险隐患等问题。

同时，还可以提供设计和施工的依据，以确保结构的正常使用寿命和维护工作的有效性。

2.2 地质灾害监测地质灾害如滑坡、地震等对人们的生命和财产安全构成威胁。

变形监测技术可以帮助我们及时获得地质体的变形信息，准确评估灾害风险。

工程测量监理中的变形监测技术和应用变形监测技术在工程测量监理中的应用引言：工程测量监理在工程施工过程中起着重要作用，其目的是确保工程质量和施工安全。

变形监测技术作为工程测量监理的一项重要内容，可以对工程结构或地表的形变进行实时监测和分析，从而及时发现并处理潜在的安全隐患。

本文将围绕着工程测量监理中的变形监测技术及其应用展开阐述。

一、变形监测技术的概述1. 变形监测的定义变形监测是指对工程结构或地表形变的实时监测和分析，以评估结构或地表的稳定性和安全性。

2. 变形监测的分类变形监测可分为两种基本类型：静态测量和动态测量。

静态测量主要应用于对工程结构整体的形变进行测量，如建筑物、桥梁等；而动态测量主要用于对工程结构振动、地震等自然和人为因素引起的变形进行监测。

3. 常用的变形监测技术常见的变形监测技术包括全站仪监测、GPS监测、倾斜仪监测、导线测量、振动测量、镜面变形测量等。

二、变形监测技术在工程测量监理中的应用1. 变形监测技术对工程质量的保障变形监测技术在工程测量监理中的应用可以及时发现并处理工程结构的变形问题，保障工程质量。

例如，在地铁隧道施工中，通过全站仪对隧道内的变形进行监测，及时发现隧道的沉降问题，并采取相应的措施进行修复，保障施工过程的稳定性。

2. 变形监测技术对施工安全的影响变形监测技术在工程测量监理中的应用可以提前发现施工过程中的安全隐患，避免事故的发生。

例如，在高楼施工中，通过倾斜仪实时监测建筑物的倾斜情况，一旦倾斜超过安全范围，及时采取措施维护建筑物的稳定性，避免施工事故的发生。

3. 变形监测技术在工程管理中的作用变形监测技术在工程测量监理中的应用可以提供数据支持，帮助工程管理团队进行决策。

例如，在桥梁施工中，通过GPS监测桥梁的变形情况，可以及时了解桥梁的稳定性，提供数据支持给工程管理团队，协助其制定合理的施工计划和控制措施。

4. 变形监测技术对工程验收的影响变形监测技术在工程测量监理中的应用可以提供客观、科学的数据依据，为工程验收提供支持。

测绘技术中常见的变形监测方法与技巧随着科技的不断进步和发展，测绘技术在土地利用、城市规划、工程建设等方面的应用越来越广泛。

在实际的测绘工作中，变形监测是一项非常重要的任务，它能够及时发现并解决土地或建筑物的变形问题，以保障工程的安全和可持续发展。

本文将介绍测绘技术中常见的变形监测方法与技巧，并探讨其应用前景。

一、全站仪监测法全站仪监测法是一种常见的测量方法，它可以对目标进行精确的三维坐标测量。

利用全站仪监测法，可以及时获取地面或建筑物的变形数据，通过数据分析和处理，可以确定变形的细微变化，有助于提前预警和采取相应的措施。

全站仪监测法在大型工程项目的施工过程中得到了广泛的应用，比如高速公路建设、大桥施工等。

二、卫星遥感监测法卫星遥感监测法通过利用卫星遥感数据，对地表进行高精度、广覆盖的监测和测量。

卫星遥感监测法具有非接触、经济、快速等特点，可以大幅减少实地调查和测量的工作量。

同时，卫星遥感监测法还可以快速获取多期的遥感影像，通过比对分析，可以准确判断土地或建筑物是否发生变形。

这种方法在自然灾害监测、城市更新和环境保护等方面具有广泛的应用前景。

三、地面测量监测法地面测量监测法是一种传统但仍然有效的监测方法。

通过在地面安装测量设备，如测线、测点和测网等，可以实时监测地面或建筑物的变形情况。

地面测量监测法具有高精度、可靠性强的特点，对变形数据的采集和处理有着较好的灵活度。

在大型工程施工、地质灾害预警及城市地面沉降等方面，地面测量监测法都发挥着重要的作用。

四、监测数据处理技巧监测数据处理是保证测量准确性和数据有效性的重要环节。

在进行测量监测时，采集到的原始数据可能存在各种误差和偏差，因此需要进行数据处理和校正，以获取更为准确的结果。

数据处理技巧主要包括数据去噪、数据滤波、数据平差等方法。

此外，还可以借助数学模型和统计方法对监测数据进行分析，以获取变形特征、趋势和规律。

五、测绘技术在变形监测中的应用前景随着测绘技术的不断发展与完善，其在变形监测中的应用前景非常广阔。

变形监测知识点在土木工程、结构工程以及地质工程等领域中，变形监测被广泛应用于监测建筑物或地表的变形情况。

它能够提供实时、准确的数据，帮助工程师评估结构的稳定性并及时采取必要的措施。

本文将介绍变形监测的基本概念、常用监测方法以及一些相关的技术知识点。

1. 变形监测的基本概念变形指的是在一定时间内，地表、建筑物或其他工程结构的形状、尺寸或姿态发生的变化。

变形监测旨在通过测量和记录这些变化，分析结构的稳定性和安全性，并及时采取必要的维修或加固措施。

2. 常用的变形监测方法2.1. 精密水准仪监测精密水准仪是一种用于测量地面高程的仪器，常用于监测建筑物或地表的沉降情况。

通过在固定测点上放置精密水准仪，可以定期进行测量并记录数据，以评估结构的稳定性。

2.2. GNSS（全球导航卫星系统）监测GNSS是一种基于卫星定位的技术，例如全球定位系统（GPS），通过接收多个卫星信号来计算测点的位置。

它广泛应用于建筑物、桥梁等结构的变形监测中。

通过在监测点上安装GNSS接收器并持续记录位置数据，可以观察结构的变形情况。

2.3. 位移传感器监测位移传感器是一种用于测量结构位移的设备，常用于监测建筑物、桥梁等的变形情况。

常见的位移传感器包括应变计、测微计等。

它们可以安装在监测点上，并实时记录结构的位移数据，以便及时发现任何异常情况。

2.4. 激光扫描监测激光扫描是一种通过激光测距仪扫描目标物体，获取其三维坐标信息的技术。

在变形监测中，激光扫描可以用于建筑物、地表等的三维形变监测。

通过定期进行扫描并分析数据，可以了解结构的形变情况。

3. 监测数据的分析与处理变形监测所获得的大量数据需要进行分析和处理，以便得出结构变形及其影响的结论。

常用的数据分析方法包括：- 趋势分析：通过统计数据的变化趋势，判断结构是否存在变形。

- 相关性分析：分析不同监测点之间的相关性，找出结构中的热点区域。

- 空间分析：利用地理信息系统（GIS）等工具，对监测数据进行空间分析，以获取更清晰的结构变形信息。