变形观测与数据处理讲解

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，同时还要解释变形的原因。

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.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、动态式静态变形: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；对高大建筑物：还应观测瞬时变形、可逆变形、扭转；位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测（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。

4.引起变形的因素？（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（6）与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。

5.变形观测的特点？（1）精度要求高（2）周期性重复观测（3）综合运用各种观测方法（4）数据处理要求严密（5）需要多学科知识的配合6.变形监测技术答：在全球性方面，空间大地测量是最基本且最适用的技术，包括全球定位系统GPS、甚长基线射电干涉测量VLBI、卫星激光测量SLR、激光测月技术LLR以及卫星重力探测技术（卫星测高、卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量）等技术手段。

《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。

变形监测数据处理与分析方法探讨引言：变形监测数据是指通过使用不同设备和技术手段进行道路、桥梁、建筑物等结构物的变形监测所得到的数据。

这些数据对于评估结构物的稳定性和安全性至关重要。

然而，要从这些数据中获取有用的信息，需要进行数据处理和分析。

本文将探讨变形监测数据处理与分析的一些主要方法和技术。

一、数据处理方法：1.数据清洗：变形监测数据通常会受到传感器误差、环境干扰和人为因素等的影响，导致数据中存在一些噪声和异常值。

因此，在进行数据处理之前，需要对原始数据进行清洗。

这包括去除异常值、平滑数据、填补缺失值等。

常用的数据清洗方法包括均值、中位数、插值等。

2.数据变换：有时候，为了更好地展示和分析数据，需要对数据进行变换。

常见的数据变换方法包括对数变换、归一化、平移和缩放等。

这些变换可以帮助减少数据的偏态、尺度效应和噪声影响，使数据更符合分析要求。

3.数据归类：根据变形监测数据的特征，可以将其分为几个不同的类别，比如线性变形、非线性变形、周期性变形等。

通过将数据进行归类，可以更好地理解和比较不同类别之间的差异。

常见的数据归类方法包括聚类分析、特征提取等。

二、数据分析方法：1.统计分析：统计分析是变形监测数据处理与分析中最常用的方法之一、通过统计分析，可以计算数据的平均值、方差、相关性等指标，帮助理解数据的分布和变化趋势。

常用的统计分析方法包括频率分布分析、回归分析、相关分析等。

2.时频分析：变形监测数据通常是时间序列数据，可以通过时频分析方法来分析其频域和时域特性。

时频分析可以帮助识别数据中的周期性或突变特征，提取变形信号的频率成分和强度等信息。

常用的时频分析方法包括傅里叶分析、小波分析等。

3.模型建立：对于变形监测数据的分析，有时候需要建立数学或物理模型来描述变形行为的规律性。

基于模型的方法可以更好地预测和解释数据中的变化，同时也可以评估结构物的稳定性和安全性。

常见的模型方法包括回归模型、神经网络等。

如何进行变形监测数据的处理与分析引言近年来，随着现代科技的发展，变形监测在工程领域中扮演着越来越重要的角色。

通过对变形监测数据的处理与分析，可以及时发现安全隐患，为工程问题的解决提供参考依据。

本文旨在介绍如何进行变形监测数据的处理与分析，使其能够更好地发挥作用。

一、数据采集与预处理变形监测的第一步是数据采集，常用的数据采集方法有全站仪、GPS、激光测距仪等。

采集到的数据需要进行预处理，包括数据清洗、去除异常值等。

数据清洗的目的是保证采集到的数据的准确性和可靠性。

去除异常值则可以排除由于设备故障或人为因素导致的异常数据，确保后续的数据处理和分析结果的准确性。

二、数据可视化与统计分析变形监测数据的可视化与统计分析是了解数据分布特征和趋势变化的重要手段。

常用的方法有绘制时序曲线、频率直方图、箱线图等。

时序曲线可以直观地显示变形量随时间的变化趋势，通过观察曲线的形状和走势，可以初步判断工程变形的规律。

频率直方图可以显示变形量在不同范围内的分布情况，有助于了解变形量的集中程度和离散程度。

箱线图则可以展示变形量的最大值、最小值、中位数等统计指标，有助于判断变形量是否存在异常值和异常波动。

三、趋势分析与预警通过趋势分析，可以了解变形数据的长期变化趋势和可能的发展方向，为后续的工程处理提供依据。

常用的方法有线性回归分析和趋势线拟合等。

线性回归分析可以通过拟合一条最佳拟合线来描述变形数据之间的线性关系，从而预测未来的变形趋势。

趋势线拟合则是将数据拟合成一条规律明显的曲线，通过观察曲线的变化趋势，可以预测后续的变形情况。

在趋势分析的基础上，可以设置预警阈值，一旦数据超过预警阈值，及时采取措施，避免工程安全事故的发生。

四、变形与因素关系分析变形监测数据往往受多种因素的影响，例如季节、温度、湿度、荷载等。

为了揭示这些因素与变形数据之间的关系，可以进行变形与因素关系分析。

常用的方法有方差分析、回归分析等。

方差分析可以判断不同因素对变形数据的影响程度，从而确定主导因素。

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。