变形监测知识点

第1章 概述

简述变形监测的定义。

答：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。变形监测又称变形测量或变形观测。变形体一般包括工程建筑物、技术设备以及其他自然或人工对象。

简述安全监测的主要目的。

答：分析和评价建筑物的安全状态；验证设计参数；反馈设计施工质量；研究正常的变形规律和预报变形的方法。

简述变形监测的特点。

答：周期性重复观测；精度要求高；多种观测技术的综合应用；监测网着重于研究点位的变化。

简述建筑物产生变形的原因。

答：主要可分为外部原因和内部原因两个方面。外部原因主要有：建筑物的自重、使用中的动荷载、振动或风力等因素引起的附加荷载、地下水位的升降、建筑物附近新工程施工对地基的扰动等等。内部原因主要有：地质勘探不充分、设计错误、施工质量差、施工方法不当等。

建筑物变形一般如何进行分类？

答：在通常情况下，变形可分为静态变形和动态变形两大类。静态变形主要指变形体随时间的变化而发生的变形，这种变形一般速度较慢，需要较长的时间才能被发觉。动态变形主要指变形体在外界荷载的作用下发生的变形，这种变形的大小和速度与荷载密切相关，在通常情况下，荷载的作用将使变形即刻发生。

建筑物变形监测的主要内容有哪几类？

答：对于不同类型的变形体，其监测的内容和方法有一定的差异。总的来说可以分成现场巡视、位移监测、渗流监测、应力监测、环境量监测等几个方面。

环境量监测的主要内容有哪些？

答：环境量监测一般包括气温、气压、降水量、风力、风向等。

现场巡视检查的主要方法有哪些？

答：巡视检查的方法主要依靠目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法，也可辅以锤、钎、量具、放大镜、望远镜、照相机、摄像机等工器具进行。

位移监测的主要内容有哪些？

答：位移监测主要包括沉降监测、水平位移监测、挠度监测、裂缝监测等。

渗流监测的主要内容有哪些？

答：渗流监测主要包括地下水位监测、渗透压力监测、渗流量监测等。对于水工建筑物，还要包括扬压力监测、水质监测等。

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载荷和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。

变形观测：对变形体在运动中的空间和时间域内进行周期性的重复观测，就称为变形观测。

根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为这样三类：

1全球性变形研究如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等；

2区域性变形研究如地壳形变监测、城市地面沉降等；

3工程和局部性变形研究如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。

变形监测的内容

1）工业与民用建筑物：主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测

2）水工建筑物：对于土坝，其观测项目主要为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。

3）地面沉降：对于建立在江河下游冲积层上的城市，由于工业用水需要大量地吸取地下水，而影响地下土层的结构，将使地面发生沉降现象。对于地下采矿地区，由于在地下大量的采掘，也会使地表发生沉降现象

变形监测的目的和意义 ：具有实用上的意义，主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要信息，及时发现问题，以便采取措施；具有科学上的意义，包括更好地理解变形的机理，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，以及建立有效的变形预报模型。

变形分析的研究内容涉及到变形数据处理与分析、变形物理解释和变形预报的各个方面，通常将其划为两部分：

1）变形的几何分析。变形的几何分析是对变形体的形状和大小的变形作几何描述，其任务在于描述变形体变形的空间状态和时间特性。

变形物理解释。变形物理解释的任务是确定变形体的变形和变形原因之间的关系，解释变形的原因。

变形监测技术的未来发展趋势：

1）多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪和GPS的应用，将向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向发展；

2）变形监测的时空采样率会得到大大提高，变形监测自动化可为变形分析提供极为丰富的数据信息；

变形监测简单易考知识点

一、名词解释：

1、 挠度：建筑物在应力的作用下产生弯曲和扭曲，弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度

2、工作基点：它是基准点与变形观测点之间起联系作用的点

3、视准线测量：它是利用经纬仪或视准仪的视准轴构成基准线，通过该基准线的铅锤面作为基准面，测定其他观测点相对于该铅锤面的水平位移量的一种方法。

4、水平位移 ：建筑物的水平位移是指建筑物整体平面移动

5、变形体：一般包括工程建筑物、技术设备以及其他自然或人工对象。

6、.变形监测：是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。变形监测又称变形测量或变形观测。

二、填空

1、水平位移监测常用方法：1）大地测量法，主要包括三角网测量法、精密导线测量法、交会法等；2）基准线法，主要包括视准线法、引张线法、激光准直法和垂线法等；3）专用测量法；4）GPS测量法。

2、建筑物内部监测项目主要包括：位移监测、应力/应变监测、温度监测、渗流监测和挠度监测等。

3、变形监测的数学模型（4类）：灰色系统分析模型、时间序列分析模型、多元线性回归模型、逐步回归统计模型

4、变形监测的分类：一般分类，静态和动态；特征分类，分为变形体自身的形变（伸缩、错动、 弯曲、扭转）和变形体的刚体位移（整体平移、转动、升降、倾斜）按变形速度分类（长周期变形，短周期变形，瞬时变形）按变形特点分类（弹性变形，塑性变形）

5、简述灰色系统模型及其特点。一个贫信息的系统或灰色信息的系统，称为灰色系统。表征灰色系统行为的离乱观测数据，按生成原理处理后可建立系统的灰色模型。灰色系统理论提出了一种新的分析方法，它对样本量的多少没有过分要求，也不需要典型的分布规律，计算工作量小，因此，灰色系统在许多领域中得到应用。

6、垂直位移监测方法分类：常用的方法有几何水准测量方法、三角高程测量法、液体静力水准法，压力测量放，GSP测量

1 针对目前变形监测项目应符合以下规范要求

基坑开挖对临近轻轨高架结构的影响主要集中在以下方面：一是坑外土体的位移；二是既有高架桥与基坑相对位置的关系；三是轻轨高架上下部的结构关系；四是轻轨高架的结构基础和埋深情况。五是轻轨高架自身的结构自重和轻轨高架中动载荷的控制与变化情况等。基坑周边轻轨高架在基坑开挖中的变形情况是复杂的，变形的原因是多元的，变形的效果是动态的。在实践工程中，基坑开挖将要造成土体的不均匀沉降和水平方向的位移，不仅要做好岩土工程计算，制定可行性基坑开挖方案，同时还要做好变形监测工作，防止各种因素对轻轨高架桥产生的影响。对于建筑基坑施工对周边轻轨高架的变形影响，高程和平面控制可参考规范二级要求。

变形监测应设置平面和高程基准点，要求设置在变形区域以外，位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的情况而定，在建筑基坑施工过程中宜1~2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。

1、沉降观测的高程基准点不应少于3个，应与工作基点形成闭合环或附合线路。高程基准点和工作基点布设应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器震动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀或破坏的地方，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍。当使用静力水准测量方法测量沉降时，用于联测观测点的工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助 2 点传递高程。实际工作中采用精度不低于1mm级水准仪配合铟瓦尺或条码尺进行水准测量，观测方式其中高程控制测量、工作基点联测及首次观测值应采用往返测或单程双测站法，其他各次沉降观测点可采用单程观测或单程双测站法。起始点高程宜采用测区原有高程系统。较小规模的监测项目可假定高程系统，较大规模的项目宜与国家水准网联测。二级水准视线长度应≤50m，前后视距差≤2.0m，前后视距差累积≤3.0m，视线高度（下丝）≥0.3m。用数字水准仪观测时最短视线长度不宜小于3m，最低水平视线高度不应低于0.6m。限差要求往返较差及附合或环线闭合差≤1.0√n（mm），单程双测站所测高差较差≤0.7√n（mm），检测已测段高差之差≤1.5√n（mm）。ｎ为测站数。用于运营阶段的结构、轨道和道床的垂直沉降监测点高程中误差±0.5mm,相邻监测点高程中误差±0.3mm。同一项目在不同周期进行变形监测应采用相同的观测路线和观测方法，使用相同的仪器和设备，并应固定观测人员。首次观测应独立观测2次取平均值作为初始值。监测频率可按照设计要求结合基坑施工进度进行拟定，当发生较大沉降时可加密监测频率；连续一个月沉降趋势趋于稳定状态（无沉降差，纯属仪器误差）的情况下，可要求减少监测频率。在项目开始前和结束后应对使用的水准仪、水准标尺进行检验，二级水准观测仪器ｉ角不得大于１５”。水准仪i角的测定办法，如图所示： 3