变形观测数据处理(2013)

三维变形监测-后处理解决方案一. 项目概况测区: 某小型水电站时间： 2014年1月13日海拔高度: 2000米测量仪器: 徕卡TS30技术参数： 0.5〃 1+1ppm季节: 冬季室外温度: 2-8摄氏度（干湿温度计）气压： 846mba （精密气压计）控制点： 3个（TL01 TL02 TL03） TL01为复核点监测点： 4个（TP01 TP03 TP05 TP07）测点局部被损坏/临时遮挡目标：墩+强制型对中盘采用对中螺丝+基座棱镜组，由于基座使用的磨损墩上对中盘的自然侵蚀，所以量取每个目标高都不一样，就很正常采集软件：徕卡机载三维变形监测软件可任意设站采集边角数据（本次采用）多测回测角中国版可任意设站，采集边角数据多测回测角国际版区别极坐标可直接察看坐标值（未精密平差）测回数:一共2个测站每测站9测回数TL02测站09:17:33am 开始测量（气压为846mba 干温2℃湿温1.5℃） TL03测站11:33:32am 开始测量（气压为846mba 干温8℃湿温6.5℃）其它参数：折光系数选取 0.13/0.14 （考虑到山区，冬季本次采用0.13）地球曲率半径标准为6371000米（本次特殊，使用的是6366358）投影面高程本次采用 1996米处理方法：外业数据采集导出原始数据tpt txt tzt文件导入DAM6.0平差处理EDM设置：除棱镜常数-34.4采用外（leica仪器直接选用圆棱镜），其余气象均不改正（PPM=0）。

所有改正在软件内部完成过程描述：第一站全站仪架站TL02-以TL03定向-学习-采集（记录气象数据）第二站全站仪架站TL03-以TL02定向-学习-采集（记录气象数据）本次采用软件：格式转换+中铁一院地面通用控制处理包 /科傻/四院/二院相关软件控制网点位图：控制点已知坐标TL02,153.4613,188.2105,2018.1597 TL03,81.2320,22.4400,1991.5280 TL01,68.1052,199.1692,2016.0374外业记录信息检定证书相关值二. 仪器设置 (leica为例) 输出文件格式设置为TXT三. 后处理过程 (转换后)测量机器人TPT TXT TZT 原始数据后处理平差作业流程➢利用转换工具(该软件支持仪器高目标高棱镜常数的事后录入 ), 整理出每一个测站SUC格式文件的数据,以待备用。

如何进行变形监测数据的处理与分析变形监测是工程领域中一个重要的技术手段，用于实时观测和分析建筑物、桥梁、坝体等工程结构的变形情况，以便及时评估结构的稳定性和安全性。

而变形监测数据的处理与分析是确保监测数据准确可靠、为工程安全评估提供可用依据的重要步骤。

本文将探讨如何进行变形监测数据的处理与分析。

首先，变形监测数据的处理应从数据采集的角度出发。

在进行监测前，需要选择合适的监测手段和仪器设备，如全站仪、位移传感器等，以确保监测数据的准确性和可靠性。

同时，还需要设置合理的监测点，以覆盖结构的重要部位和关键位置，确保监测数据全面、全面。

在数据采集过程中，需要注意操作规范，避免误操作或仪器故障导致的数据失真。

其次，进行变形监测数据的处理时，需要注意数据的质量控制。

在数据处理前，需要对采集的原始数据进行初步筛查和清理，剔除异常值和明显错误数据。

然后，需要对数据进行有效性验证和信度分析，通过对数据的序列分析、相关性分析等手段，评估监测数据的准确性和可靠性。

同时，还需要进行数据的去趋势处理和周期性处理，以消除季节性和周期性影响，提取出变形的趋势和规律。

在变形监测数据处理的基础上，进行数据的分析与解释是至关重要的。

首先，需要进行定量分析，计算各监测点的位移、变形速率等指标，以量化变形的程度和变化趋势。

此外，还可以对某些关键位置的变形数据进行空间插值，绘制等值线图或变形云图，以直观显示结构变形的分布情况。

同时，还可以通过时间序列分析、趋势预测等方法，预测和评估结构未来的变形趋势和稳定性。

此外，进行变形监测数据处理与分析时，还需要进行案例比对和评估。

通过与历史数据、设计数据或模型仿真数据对比，评估监测数据的一致性和可信度，及时发现并解决可能存在的问题。

同时，可以通过对不同类型结构的监测数据进行跨结构比对，建立监测数据的统计模型和分析模型，为今后类似结构的变形监测和安全评估提供参考。

综上所述，进行变形监测数据的处理与分析是确保工程结构安全评估的重要环节，需要从数据采集、数据质量控制、数据分析和解释等多个方面综合考虑。

参考书目：《工程测量》（李青岳、陈永奇）《变形监测数据处理》（武大出版社）1 变形监测的概念，目的，意义？概念：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。

目的：首要目的是掌握变形体的实际性状，为判断其安全提供必要的信息，其次获得变形体变形的空间状态和时间特性（几何分析），同时还要解释变形的原因（物理解释）。

意义：实用上的意义：主要掌握各建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时的发现问题并采取措施。

科学上的意义：更好的理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立正确的预报变形的理论和方法。

2 变形体：变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体,包括自然和人工的构筑物。

(对可能产生变形的各种自然的或人工的建筑物或构筑体的统称)3 引起变形的因素？(可总结为3个方面,自然因素工程自身与工程有关的勘测、设计、施工、运营等)（1）人类开发自然资源的活动会破会地壳上部平衡，造成地面变形。

（2）人口密集的地方大量抽去地下水，造成地面沉陷。

（3）地下采矿引起矿体上方岩层移动。

（4）地壳中的应力长期的积累,引起地壳位移甚至地震 （5）与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。

4 变形体的范畴：全球性变形研究（空间大地测量）、区域性变形研究（GPS、INSAR）、工程和局部性变形研究（地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术）。

5.变形监测的内容及其分类分类：（1）按研究范围分类：全球性的、区域性的、局部性的（2）按时间特性分类：运动式（变形总趋势朝一个方向）、动态式（观测主要得到振动的幅值，周期等信息） 静态变形:空间位置随时间的变化特性,占多数; 动态变形:变形体空间位置在外力作用下,在某一时刻的变化.内容：应根据建筑物的性质和地基情况来定。

（1）工业和民用建筑：对于基础而言：内容是均匀沉陷和不均匀沉陷；对建筑物本身而言：是倾斜和裂缝观测； 对工业企业等各种设备而言：是水平位移和竖直位移； 对高层和高耸建筑物：还应观测瞬时变形、可逆变形、扭转； （2）水工建筑物：水平位移、垂直位移、渗透（浸润线）以及裂缝观测（3）钢筋混泥土建筑物：外部观测：水平位移、垂直位移、伸缩缝的观测 内部观测（4）地表沉降：定期进行观测，掌握其沉降与回升的规律。

《变形监测与数据处理》复习资料整理总结变形监测：对被监测的对象或物体（简称变形体）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。

隧道施工过程中，使用各种类型的仪表和工具，对围岩、支护和衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价，称为监控量测变形监测的时间间隔称为观测周期变形监测又称变形测量或变形观测。

在水平方向所产生的位移叫做建筑物的水平位移，向上的垂直位移叫做上升，而向下的垂直位移叫做建筑物的沉降。

由于建筑物基础的不均匀沉降而使建筑物垂直轴线偏离其设计位置时，叫做建筑物的倾斜。

由基准点、工作基点组成的平面控制网叫做平面监测网也叫水平位移监测网由基准点、工作基点组成的高程控制网叫做高程监测网也叫垂直位移监测网为观测建筑物、构筑物的变形而建立的专用测量控制网叫变形监测网变形监测的目的与意义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变形监测的特点1周期性重复观测2精度要求高3多种观测技术的综合应用4监测网着重于研究点位的变化变形监测系统设计原则针对性、完整性、先进性、可靠性、经济性变形监测方案设计内容变形监测方案有哪些内容：1监测内容2监测方法和仪器3监测精度施测部位和测点布置4监测期限和频度5预警值及报警制度等实施计划6仪器设备及检定要求7观测与数据处理方法提交成果内容。

变形监测系统设计主要内容1技术设计书2有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述3观测的原则方案4控制点及监测点的布置方案5测量的必要精度论证6测量的方法及仪器7成果的整理方法及其它要求或建议。

8观测进度计划表9观测人员的编制及预算资料分析的常用方法：作图分析、统计分析、对比分析、建模分析。

沉降产生的原因1与地基的土力学性质和地基的处理方式有关；2与建筑物基础的设计有关；3与建筑物的上部结构有关，即与建筑物基础的荷载有关；4施工中地下水的升降对建筑物沉降也有较大的影响。

变形监测+数据整理+数据编制+科傻平差概述：（一）全站仪可以测斜距、平距、角度，普通工作在要求不高时，我们可以直接用平距，但是一旦涉及导线等精密测量时，“平距”必须通过别的渠道进行改正得到（斜距改平或边长改正）（二）当测量任务涉及到变形监测、导线网、多测回测角等精密测量时，不少测工受制于仪器、或者相关后处理软件的制约（如建策Dam6.0 徕卡三维变形软件）、其“数据整理归纳”和“斜距改平”的工作难以推进，困惑不前。

（三）本文主要交流探讨：①徕卡tca2003、tcr1201、tm30、tm50、ts15/16、ts60等徕卡测量机器人的非官方软件多测回测角测量的外业采集及数据后处理平差替代方法。

②普通1″仪器（特指：无马达、无自动照准、无多测回测角）的外业测量-原始数据—整理—编制—科傻平差的流程作业。

（四）本文是关于：徕卡测量机器人和普通仪器对精密测量外业数据作用于后期数据平差的探讨和交流，交流指正（如测距仪的气象改正系数K1、K2）（五）仪器架设为控制点上（不用设站）采用全圆观测方法, (非极坐标方法)进行数据采集（仪器架设A点以B为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3.再以B测站点以A为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3）外业上不带入任何坐标，只采集边角数据。

内业用A/B的已知坐标，加入气象等条件后，通过软件解算得出C1/C2/C3坐标，可先做A/B/D为高等级控制网、再测量时候把D也测进去，用于复核（网形图片参考附件五）关键：全圆观测、变形监测、导线、网平差、边坡监测、三角高程平差难点：多测回测角、斜距化平、边长改正要点：（一）精密测量都是mm级别范畴、需要严谨的态度对待（注意：仪器对中精度、量取精度、温度、干湿、气压、成像条件等）（二）对变形监测、导线网、三角高程的外业数据采集步骤要有大致了解（三）明白“多测回测角”对于工作的重要性（四）关于“斜距化平”的突破（五）常用到的参数（大气折光系数K、地球曲率R、仪器加（乘）常数、温度℃、气压Pa 等）①仪器加（乘）常数通过该台仪器的检定证书查看如（常数主要是对测距改正）（加常数：K=-1.38mm 乘常数：R=1.78mm/km ）②更严谨的会涉及到激光的波长、及频率、周期等③测距仪气象改正系数K1，K2公式（请百度：查阅全站仪距离气象改正与推导）（六）针对从非自动仪器，下载出原始数据进行编制及—Cosa进行平差，我们得掌握Cosa 的高程in1、平面in2及其斜距化平.SV 文件的编写、明白其具体含义. （七）适合无马达、无ATR的普通全站仪外业采集数据—整理外业—编制cosa.SV文件进行后处理。

二等水准观测在沉降变形监测中的数据处理分析摘要：本文通过对某军区宿舍大楼的变形监测，详细的介绍了在变形监测工作中的周期确定，点位布设等技术，并分析了路线的精度。

变形监测是为了保证建筑物的施工和使用安全，必须要进行的一种措施，主要是研究建筑物的变形原因以及规律。

abstract： in this paper， through the deformation monitoring of dormitory building in a military region，technologies of point layout and cycle determination in the deformation monitoring were introduced， and the accuracy of the route was analyzed. deformation monitoring is the measure that must be carried out to the construction and the use of safety of the building. the causes of deformation and the law of the buildings were mainly studied.关键词：沉降观测；精度；数据分析key words： settlement observation；accuracy；data analysi 中图分类号：tu19 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）03-0076-021 工程概况本建筑项目的建筑面积是46735m2，建筑基础面积是8256m2，整个工程为5层的框架结构，高度大约在24m。

建筑项目从基础施工开始一直到竣工这一阶段，包括在之后的使用过程中，建筑本身都可能出现变形，当变形的程度超过了限值的时候就会影响到建筑物的正常使用和安全。

变形监测技术与应用时间：6/19/2013有关沉降监测论文报告沉降监测就是采用合理的仪器和方法测量建筑物在垂直方向上高程的变化量。

建筑物沉降是通过布置在建筑物上的监测点的沉降来体现的，因此沉降监测前首先需要布设监测点。

监测点布置应考虑设计要求和实际情况，要能较全面反映建筑物地基和基础的变形特征。

沉降监测一般在基础施工时开始，并定期检测到施工结束或结束后一段时间，当沉降趋于稳定时停止，重要建筑物有的可能要延续较长长一段时间，有的可能要长期监测。

为了保证监测成果的质量，应根据建筑物特点和监测精度要求配备监测仪器，采用合理的监测方法，在此，我来介绍以下几种监测方法。

一、精密水准测量法测量原理：采用该方法进行沉降监测，沉降监测的测量点分为水准基点、工作基点和监测点3种。

水准基点是沉降监测的基准点，一般3个—4个构成一组，形成近似正三角形或正方形。

为保证其坚固与稳定，应选埋在变形区以外的岩石上或深埋于原状土上，也可以选埋在稳固的建筑物上。

为了检查水准基点自身的高程是否变动，可在每组水准基点的中心位置设置固定测站，定期观测水准基点之间的高差，判断水准基点的变动情况。

也可以将水准基点构成闭合水准路线，通过重复观测的平差结果和统计检验的方法分析水准基点的稳定性。

采用精密水准测量方法进行沉降监测时，从工作基点开始经过若干监测点，形成一个或多个闭合或符合路线，其中以闭合路线为佳，特别困难的监测点可以采用支水准路线往返测量。

整个监测期间，最好能固定监测仪器和监测人员，固定监测路线和测站，固定监测周期和相应时段。

误差来源分析：i角误差、磁场和大气垂直折光的影响、受温度影响，导致i角误差发生变化，而且该误差在往返测不符值中不容易被发现、标尺零点差的影响等。

二、精密三角高程测量法高精度全站仪的发展，使得电磁波测距三角高程测量在工程测量中的应用更加广泛；电磁波测距三角高程测量代替水准测量进行沉降监测，将极大地降低劳动强度，提高工作效率。

目录摘要 (I)Abtract.............................................................................................................................................. I I1 工程概况 (1)2 监测目的 (2)3 编制依据 (3)4 控制点和监测点的布设 (4)4.1 变形监测基准网的建立 (4)4.2 监测点的建立 (4)4.3 监测级别及频率 (5)5 监测方法及精度论证 (6)5.1水平位移观测方法 (6)5.2沉降观测方法 (8)5.3基坑周围建筑物的倾斜观测 (9)6 成果提交 (10)7 人员安排及施工现场注意事项 (11)8 报警制度 (13)9 参考文献 (13)附录1 基准点布设示意图 (15)附录2 水准观测线路设示意图 (16)附录3 水平位移和沉降观测监测报表 (17)附录4 巡视监测报表样表 (18)附录5 二等水准测量观测记录手薄 (19)附录6 水平位移记录表 (20)1 工程概况黄金广场6#楼基坑支护工程位于合肥市金寨路和黄山路交口西南角，基坑开挖深度为12.4m~13.3m，为临时性工程,为一级基坑，重要性系数1.1，基坑使用期为六个月。

由于多栋建筑物与基坑侧壁距离较近，均在基坑影响范围内。

按照国家现行有关规范强制性条文，“开挖深度大于或等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。

”为了及时和准确地掌握基坑在使用期间的变形情况以及基坑相邻建筑物主体结构的沉降变化，需对基坑进行水平位移(或沉降)变形监测，并对相邻建筑物进行沉降监测。

为此，编制以下检测方案。

2 监测目的在基坑施工期间，由于坑内土体开挖，会引起基坑底面的回弹；在外侧土压力的作用下，会引起围护结构内力发生变化，同时产生变形；如果围护结构强度和刚度不足，将导致支护桩倾斜，甚至坍塌等严重事故；同时由于基坑降水，水位的下降会引起坑外土体的固结，使地面发生沉降，特别是如果支护防渗系统存在缺陷，将会发生渗漏，流沙等现象，结果导致地坪开裂以及周围建筑物产生不均匀沉降。

变形监测数据处理1.变形的类型（了解）：按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形；按变形状态则可分为静态变形和动态变形静态变形：指变形监测结果仅表示为时间的函数；动态变形：指在外力作用下产生的变形。

它是动力系统随时间的变化，表示为外力的函数。

其观测结果是建筑物在某一时刻的瞬时变形。

2.变形监测的主要任务（理解）：定期重复对拟定观测点的观测，以获得两个观测周期之间的变化；或使用自动遥测记录仪监测建筑物（构筑物）的瞬时变形。

3.变形监测分类（理解）：（1）按监测范围分类：全球变形监测：如监测全球板块运动、极移、地球自转速率变化等；区域形变监测：如地壳形变监测、城市地面沉降等；工程和局部变形监测：如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采引起的沉降变形、，等（2）按监测位置分类：内部变形监测：内容主要包括工程建筑物内应力、温度变化、动力特性、加速度等的测量；外部变形监测：也称变形观测，其主要内容包括沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测、挠度观测、，等（工程建筑物的内外变形观测关系密切，应同时进行，以相互验证和补充）4.测点分类：（1）水准基点：垂直位移监测的基准点。

一般3~4个点构成一组，形成近似正三角形或正方形，为保证其坚固与稳定，应选埋在变形区以外的岩石上或深埋于原状土上，也可以选埋在稳固的建构筑物上。

普通混凝土标准；地面岩石标记；浅埋钢管标准；井式混凝土标志；深埋钢管标准；深埋双金属标准（2）工作基点：用于直接确定监测点的起点或终点。

工作基点布置：应在变形区附近相对稳定的地方，其高程尽可能接近监测点的高程。

工作基点埋设：一般采用地表岩石标志。

当建筑物附近的覆盖层较深时，可以使用浅埋标记。

当新大楼附近有一座地基稳定的建筑物时，也可以设置在建筑物上。

工作基点观测：应经常与水准基点进行联测，通过联测结果判断其稳定状况，保证监测成果的正确可靠。

（3）监测点：垂直位移监测点的简称，布置在被监测的建（构）筑物上。