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09测绘任启飞2009210452建筑物变形监测1工程背景2. 坐标系统依据收集到的现有资料及技术设计的要求，平面控制网的起算数据为SBY02，SBY05，SBY09，垂直位移监测的起算数据为SBY01，SBY05.因此变形监测利用的基准和系统为：(1).1954 年北京平面坐标系(2).高斯－克吕格投影3°带(3).中央子午线111° (4).1956 年吴淞高程系3 3.1 建筑物变形观测与动态位移监测变形概述建筑物在工程建设和使用过程中，由于基础的地质结构不均匀，土壤的物理性质不同，土基的塑性变形，地下水位的变化，大气温度的变化，建筑物本身的荷重（如风力，震动等）的作用，会导致工程建筑物随时间的推移发生沉降，位移，扰曲，倾斜及裂缝等现象。
这些现象统称为变形。
工程建筑物的变形，按其类型可以分为：静态变形和动态变形.静态变形通常是指变形观测的结果只表示在某一时期内的变形值，也就是说，它只是时间的函数；动态变形是指在外力影响下而产生的变形，故它是以外力为函数来表示的动态系统对于时间的变化，其观测结果是表示建筑物在某一时刻的瞬时变形.变形按时间长短可分为：长周期变形（建筑物自重引起的沉降和变形），短周期变形（温度变化引起的变形）。
按研究的范围可以分为：全局性变形，区域性变形，局域性变形。
按成因可以分为：人工干预变形，自然原因变形，综合原因变形。
3.2 变形观测概述 3.2.1.变形观测所谓变形观测，是用测量仪器或者专用仪器测定建筑物及地基建筑物在荷载和外力作用下随时间变形的工作.通过变形观测，可以检查、各种工程建筑物和地质构造的稳定性，及时发现问题，确保质量和使用安全；更好的了解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，建立正确的预报变形的理论和方法；以及对某种新结构，新材料，新工艺的性能做出科学的客观的评价。
变形观测属于安全监测。
变形观测有内部观测和外部观测两方面。
变形测量１７．１一般规定１７．１．１变形测量应包括在工程施工和运营阶段自身建筑物、工程沿线变形区内地表建筑物、道路以及地下建筑物、地下管线设施等的变形测量。
１７．１．２变形测量应包括如下内容：１施工阶段支护、结构工程的变形测量。
２施工阶段沿线环境的变形测量。
３运营阶段线路、结构和环境的变形测量。
１７．１．３应根据地层岩土条件、埋深和结构特点、支护类型、开挖方式以及环境状况等因素统一制定变形测量方案，并按工程需要适时开展变形测量工作。
１７．１．４应根据变形体的特点，作业环境和观测精度要求可选择大地测量和近景摄影测量等方法，也可选择位移计、收敛计、测斜仪、沉降仪等物理仪器进行变形测量。
１７．１．５应按下列要求建立变形监测控制网：１水平位移监测控制网的布设应符合下列要求：１）水平位移监测控制网的布设独立控制网；２）水平位移监测控制网可采用三角网、导线网、边角网和视准轴线等形式，当采用视准轴线控制时，轴线上必须设立检核点；３）水平位移监测控制网中的控制点应埋设在变形区外，按变形测量精度要求可建造具有强制对中器的观测墩，亦可采用对中误差小于０．５ｍｍ的光学对中装置。
在变形观测中应定期对其稳定性进行检测。
２垂直位移监测控制网的布设应符合下列要求：１）垂直位移监测控制网宜采用地下铁道、轻轨交通工程高程系统；２）垂直位移监测控制网可布设成闭合、附合或结点水准路线等形式；３）垂直位移监测控制网高程控制点不应少于３个，控制点可按本规范附录Ｂ图Ｂ．０．１、图Ｂ．０．２、图Ｂ．０．３埋设在变形区外的露头基岩、密实的砂卵石层或原状土层中，也可埋设在稳固建筑物的墙上。
受条件限制时，在变形区内也可按本规范附录Ｌ图Ｌ．０．１埋设在地铁变形影响深度以下的深层金属管高程控制点。
在变形观测中应定期对高程控制点进行检测。
１７．１．６可按本规范附录Ｌ图Ｌ．０．２在变形体上能反出变形特征的部位埋设变形观测点。
变形观测点应埋设牢固并易于识别。
变形测量的名词解释变形测量（Deformation Measurement）是一种用于测量物体形状、大小和变形程度的技术。
它是应用于世界各个领域的一项关键技术，包括工程、建筑、地质、环境科学等。
一、变形测量的原理和方法变形测量的原理基于物体在受力或环境变化下产生的形状变化。
通过测量变形前后物体的形状差异，可以得出物体变形的大小和方向。
不同的变形测量方法适用于不同尺度和用途的物体。
1. 光学法光学法是应用广泛的变形测量方法之一。
它利用光的传播特性，通过测量光线在物体表面的反射、折射或干涉，可以获得物体的形状信息。
常见的光学测量方法包括投影仪法、激光扫描法和立体视觉法。
投影仪法通过投射光线形成图案，然后通过摄像机或传感器捕捉图案在物体表面的形状，从而测量物体的变形情况。
激光扫描法则是通过激光与物体表面的相互作用，利用三角测量原理计算物体表面上各点的坐标，从而得出物体的形状。
立体视觉法则利用多个摄像机或图像传感器以不同角度捕捉物体的图像，并通过图像处理技术恢复物体的三维形状。
2. 电子测量法电子测量法主要利用电子元件或传感器测量物体的变形。
例如，应变计是一种常用的电子测量仪器，它通过测量物体在受力下的应变情况，进而计算出物体的变形。
此外，电阻应变计、应力传感器、位移传感器等也是常用的电子测量设备。
3. 高精度测量法对于要求更高精度的变形测量，还可以采用激光干涉法、激光干涉测量系统或全局导航定位系统等高精度测量技术。
这些技术通常需要更复杂的仪器设备和数据分析方法。
二、变形测量的应用领域变形测量在工程和科学研究中具有广泛的应用。
1. 建筑工程在建筑工程中，变形测量可以帮助检测和监测建筑物的变形情况，确保建筑物的结构和安全性。
例如，在高楼大厦的建设过程中，可以通过变形测量监测建筑物的形状变化，以及地基和地下管道的变形情况。
这些数据可以用于及时调整施工方案，避免潜在的安全风险。
2. 地理勘探在地质和地理勘探中，变形测量可以用于监测地壳运动、地表沉降和地下水位变化。
第九章工程建(构)筑物的变形测量工程建(构)筑物有各种不同类型，如水利水电枢纽工程、桥梁、高层建筑、冶炼设施、精密输送带、尾砂坝、井塔和井架、架空索道、挡土墙、地下井巷、隧洞和硐室等。
由于建筑物的荷重，使建筑物地基压实，引起建筑物下沉与变形；也可能由于地基的地质条件变化而引起不均匀沉降与变形；还可能由于季节性或周期性的温度变化而引起变形。
例如，苏联的奥斯坦金电视塔的塔身高533m，由于温度的影响，塔顶天线的位置最大变化达2．5m湖北龟山电视塔高221m，受风荷载及日照温差的影响，塔身最大变形值为o．13m(一昼夜)。
此外建筑物还可能受某种外力而产生变形，如高层建筑受风力而引起的摆动，桥梁在车通行时的振动等。
工程建(构)筑物变形测量的量——变形量，主要有：沉陷(垂直位移)、水平位移、倾斜、挠度和扭转。
根据变形量及观测对象又可将工程建(构)筑物的变形测量分为若干项目：滑坡观测、基坑回弹观测、建(构)筑物沉降观测、建(构)筑物倾斜观测、裂缝观测、日照与风振观测。
对一项具体的变形测量工作，其内容一般是根据观测对象的性质、观测H的等因素决定，一般要求：(1)有明确的针对性；(2)要全面考虑以便能正确反映出建(构)筑物的变形情况，了解其规律，达到观测日的。
目前大型工程建(构)筑物的变形测量往往是在设计阶段就开始考虑，并做出相应的设计，如水坝、高层房屋等，然后在建(构)筑物施工期间以及整个运行期间都进行定期观测，但有时变形测量是在后期补设标志点来进行观测，如矿区地表移动范围内各种建(构)筑物。
第一节变形量及变形监测内容变形测量的结果用变形量来表示，变形测量的内容则由变形测量对象的性质、测量的目的等因素决定。
一、表达变形量的指标表达变形量的常用数据指标有移动指标：下沉wi、水平移动U；变形指标：倾斜i、曲率x、水平变形+e。
1．移动指标设i为变形测量点的编号，如图9—1所示。
则某点的下沉w：和水平移动U可按式(9-1)计算。
一、变形测量的常规方法变形观测的常规方法主要指经纬仪或全站仪平面位移测量和水准仪沉降观测。
平面位移经纬仪（全站仪）测量方法：1、小角法在测站上测量位移点的距离及固定方向与位移点方向间的夹角，以确定位移大小、位移方向的方法。
2、视准线法以两固定点间经纬仪的视线作为基准线，测量变形观测点到基准线间的距离，确定偏离值的方法。
3、极坐标法根据一个已知点的坐标和一个已知方向，在已知点上观测已知方向与待定方向的水平角和已知点到待定点之间的距离，确定待定点坐标的方法。
4、交会法根据两个以上已知点用方向或距离交会确定待定点坐标和高程的方法。
✓前方交会根据两个以上已知点的坐标及观测角值确定待定点坐标的方法。
✓后方交会在待定点上向三个以上已知点进行水平角观测然后根据三个已知点的坐标及两个水平角观测值确定待定点坐标的方法。
✓侧方交会根据两个已知点的坐标和一个已知点及待定点上观测的水平角确定待定点坐标的方法。
沉降观测水准测量法：用水准仪和水准尺，按照水准测量的方法，测定观测点两次高程之差，以确定观测点的沉降量。
二、变形测量的其他方法与仪器设备1、液体静力水准测量用装有联通管的贮液容器，根据其液面等高原理制成的装置进行高差测量的方法。
2、激光准直法以激光发射系统发出的激光束作为基准线，在需要准直的点上放置激光束的接收装置，确定偏离值的方法。
3、引张线法在两固定点间，以重锤和滑轮拉紧的金属丝作为基准线，测量变形观测点到基准线的距离，确定偏离值的方法。
4、经纬仪投点法用经纬仪在两个正交的方向将建筑物、构筑物顶部的观测点投影到底部观测点的水平面上，以测定位移大小、位移方向及倾斜度的方法。
5、正锤线法在固定点下，以金属丝悬挂重锤作为竖向基准线，测量建筑物、构筑物不同高度处的观测点与基准线的距离，确定偏离值的方法。
6、倒锤线法以下端固定在变形体下的基岩内，上端联接在油箱内的自由浮体上，拉紧的金属丝作为竖向基准线，测量建筑物构筑物不同高度处的观测点与基准线间的距离，确定偏离值的方法。
