现代变形监测技术1
毕业论文--现代变形监测的技术分析与发展趋势
毕业论文--现代变形监测的技术分析与发展趋势现代变形监测技术：现状分析与未来发展趋势
摘要：
随着现代工程建设的飞速发展，变形监测技术的需求日益增长。本文首先分析了现代变形监测技术的发展现状，然后讨论了新的监测技术在变形监测中的应用，最后预测了变形监测技术的发展趋势。研究结果表明，现代变形监测技术正朝着自动化、网络化、多层次的方向发展。
一、引言
变形监测是工程建设中的重要环节，对于保障工程安全、预防灾害具有重要意义。随着现代科技的发展，变形监测技术也在不断进步。本文旨在深入分析现有的变形监测技术，探讨新型技术在变形监测中的应用，并展望未来的发展趋势。
二、现代变形监测技术的发展现状
现代变形监测技术已经从传统的手动测量和定性描述转向自动化、定量测量和数据分析。其中，空间信息和近景摄影测量为变形监测提供了新的技术手段。这些技术能够实现大范围、高精度的数据获取和处理，极大地提高了变形监测的效率和精度。此外，基于GIS的变形监测数据管理和分析也得到了广泛应用。GIS能够实现数据的集成、可视化与分析，为研究人员提供强有力的决策支持。
三、新型技术在变形监测中的应用
随着科技的不断发展，新型的变形监测技术也在逐步得到应用。其中，基于近景摄影测量的三维激光扫描技术和基于GPS的自动化监测系统是最具代表性的两种技术。
近景摄影测量结合了传统的摄影测量和计算机视觉技术，可以实现大范围、高精度的数据获取和处理。三维激光扫描技术则可以获取高精度的三维地形数据，对建筑物等对象的变形进行精确分析。
GPS技术则以其高精度、高效率的优点，广泛应用于自动化监测系统中。通过接收GPS信号并处理分析，可以实现对建筑物的实时、自动化监测。
桥梁工程变形监测方案
桥梁工程变形监测方案
一、引言
桥梁是现代城市重要的交通基础设施，其结构的稳定性和安全性对于
保障交通运输的顺利进行起着至关重要的作用。然而，桥梁在长期使用过
程中，由于自身的疲劳、老化以及外部荷载的作用，往往会引起一定程度
的变形，严重的甚至导致桥梁结构失稳和倒塌。因此，为了及时发现和解
决桥梁中存在的变形问题，必须进行有效的变形监测。
二、变形监测技术
目前，桥梁变形监测主要采用以下几种技术：激光测距仪监测技术、
红外线测温技术、GPS技术、网络监测技术和传感器监测技术。
1.激光测距仪监测技术：该技术通过激光测距仪对桥梁各个部位进行
扫描，并根据扫描数据计算出相应部位的变形情况。这种技术的优点是测
量精度高，可以实时监测桥梁的变形情况，缺点是设备成本较高。
2.红外线测温技术：该技术利用红外线测温仪对桥梁结构进行扫描，
通过测量不同部位的温度差异来判断桥梁的变形情况。这种技术的优点是
设备成本较低，操作简单，适用范围广，缺点是测量精度相对较低。
3.GPS技术：该技术通过GPS接收器对桥梁的位置进行定位，并通过
多次测量来判断桥梁结构的变形情况。这种技术的优点是测量范围广，可
以在大范围内进行监测，缺点是精度相对较差。
4.网络监测技术：该技术通过在桥梁结构上设置传感器，实时监测桥
梁各个部位的变形情况，并将监测数据通过网络传输到监测中心进行分析。这种技术的优点是实时监测能力强，缺点是设备成本较高。
5.传感器监测技术：该技术通过在桥梁结构上设置传感器来实时监测桥梁的变形情况。传感器可以根据需要选择不同类型，如应变传感器、挠度传感器等。这种技术的优点是监测范围广，精度高，缺点是设备成本较高。
建筑物变形监测与控制技术
建筑物变形监测与控制技术随着城市建设的迅速发展，建筑物的安全问题越来越受到关注。为了确保建筑物的结构稳定和使用安全，建筑物变形监测与控制技术应运而生。本文将介绍建筑物变形监测的原理和方法，并探讨建筑物控制技术的应用。
一、建筑物变形监测原理
建筑物变形监测通过测量建筑物的结构变形情况，以及分析监测数据，来评估建筑物结构的稳定性。常用的建筑物变形监测方法包括测量控制网的建立和测点的布设等。
1. 测量控制网的建立
为了准确测量建筑物的变形情况，首先需要建立一个测量控制网。测量控制网的主要作用是提供一个基准点，以便后续的测量和分析。
2. 测点的布设
在建立好控制网后，需要在建筑物中设置一系列测点。这些测点可以通过各种传感器来实现。一般而言，测点的设置应涵盖建筑物的主要结构部位，以便全面了解建筑物的变形情况。
二、建筑物变形监测方法
建筑物变形监测方法多种多样，包括基于导线测量的测量方法、全站仪监测方法、激光扫描测量方法等。
1. 基于导线测量的监测方法
基于导线测量的监测方法是一种传统而可靠的监测方法。通过在建筑物上架设测量导线，并使用测距仪等工具进行测量，可以准确地获取建筑物的变形情况。
2. 全站仪监测方法
全站仪监测方法是一种高精度的监测方法。通过全站仪测量建筑物上一系列测点的坐标，可以实时获取建筑物的变形情况，并进行数据分析和处理。
3. 激光扫描测量方法
激光扫描测量方法是一种非接触式的监测方法。通过使用激光扫描仪，可以在短时间内获取建筑物表面的点云数据，并通过数据处理和分析得出建筑物的变形情况。
三、建筑物控制技术的应用
论变形监测技术的现状与发展趋势
论变形监测技术的现状与发展趋势
1 变形监测技术的概述
变形监测技术是指以先进的传感器和监测设备为核心，结合运用
计算机技术和通讯技术，对建筑物、桥梁、地铁隧道、水库、大坝等
土木工程和交通运输设施的变形进行实时监测，从而能及时掌握结构
的工作状态、变形状况和安全风险，为结构的健康管理提供科学依据，分类确定防护措施。
2 变形监测技术的现状
目前，变形监测技术已经成为土木工程和交通运输领域不可或缺
的技术手段之一。这种技术已经广泛应用于桥梁、地铁、隧道、公路、机场、码头、水库、大坝、建筑物等工程中。随着先进传感器、通信、计算机技术的发展，现代变形监测技术采取多元化测量方法，包括全
站仪、倾斜仪、水准仪、和应力应变传感器等，实现对工程的三维测量，对于工程变形，尤其是塑性变形的检测更为精准。
3 变形监测技术的发展趋势
随着时代的发展，变形监测技术正在朝着更为高精度、智能化的
方向发展。一方面，相关科研单位正在大力研制超声波、微波雷达等
新型传感器技术，不再局限于传统单一传感器测量，不同传感器覆盖
物理量的不同侧重点，通过集成进行全方位变形监测。另一方面，人
工智能技术已逐渐受到重视，研究者们正致力于开发智能变形监测技
术，构建智能化变形诊断和应急处置平台，旨在提高结构的安全可靠性，为工程部门的决策提供更为科学的依据。
总之，变形监测技术将会在土木工程和交通运输领域发挥越来越重要的作用。未来，科学研究人员将会以更加领先的科技手段，进一步推动变形监测技术的不断发展和应用，让变形监测技术更好地服务于社会。
变形监测技术与应用
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? 变形监测的要紧内容有哪些?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信其空间位置及内部形态随时刻的转变特点。
目的：1、分析和评判建筑物的平安状态。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式。
意义：1、关于机械技术设备：那么保证设备平安、靠得住、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、关于滑坡：通过监测其随时刻的的转变进程：可进一步研究引发滑坡的成因：预报大的滑坡灾害。3、通过对矿山由于矿藏开挖引发的实际变形的观测：能够操纵开挖量和加固等方式：幸免危险性变形的发生：同时能够改良变形预报模型。4、在地壳构造运动监测方面：主若是大地测量学的任务。但关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.变形监测技术的进展趋势。
答：由于变形监测的特殊要求：一样不许诺监测系统中断监测：就要求监测系统能精准、平安、靠得住长期而又实时地搜集数据：而传统的设备难以知足要求：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、稳固性好自动化监测仪器和设备。这方面功效有：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、测量机械人技术、渗流热监测技术、平安监控专家系统
使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测的技巧
使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测
的技巧
随着现代科技的不断发展，数字摄影测量技术在建筑行业中的应用越来越广泛。借助数字摄影测量技术，建筑物变形的监测变得更加简便、准确。本文将就使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测的技巧进行探讨。
一、技术原理
数字摄影测量技术通过捕捉建筑物在不同时间点的影像，利用影像处理和三维
重构算法来量化建筑物的变形情况。这项技术可通过航空、陆地或无人机进行实施。通过对建筑物的连续监测，我们可以实时获取建筑物的形变信息，从而对潜在的结构安全问题做出及时响应。
二、数据收集
在使用数字摄影测量技术进行建筑物变形监测之前，我们需要收集高质量的图
像数据。这一步骤的关键是选择合适的摄影设备和参数设置。一般而言，我们可以选择像素数目较高的相机，以提高图像的分辨率。同时，合理选择拍摄间隔时间，以确保能够捕捉到建筑物变形过程中的每一个关键时刻。
三、图像处理
收集到图像数据后，我们需要对其进行处理和分析。首先，对图像进行校正，
消除因光照、畸变等原因导致的误差。然后，利用三维重建算法，构建出建筑物的三维模型。通过对比不同时间点的三维模型，我们可以计算出建筑物在空间上的变形量。
四、变形分析
得到建筑物的变形数据后，我们需要进行进一步的分析。通过对变形数据的统计、图表化处理，我们可以更直观地了解建筑物的结构变化情况。同时，我们还可以借助专业软件进行变形模拟，以预测建筑物可能出现的变形趋势和风险位置。五、报告撰写
建筑物变形监测的最终目的是为了提供合格的监测报告，以便决策者和工程师做出相应的调整和决策。在撰写报告时，应注意结构化和清晰的表达。报告应包括对建筑物变形数据的详细分析、评估和预测，以及相关的建议和建议。同时，为了便于读者的理解，可使用图表和图像来展示变形情况。
如何进行地面变形监测
如何进行地面变形监测
地面变形监测是一个重要的工程技术领域，它涉及到土地工程、地质灾害预测、大型基础设施建设等方面。在现代社会，随着城市化的不断推进，城市的地面变形问题也越来越受到关注。因此，如何进行地面变形监测成为了一项必备的技术能力。
地面变形监测是利用各种现代技术手段来观测地面的形变现象，为工程建设和
地质灾害预测提供数据支持。在过去，地面变形监测主要依靠传统的测量工具和方法，如全站仪、水准仪等。这些方法虽然精度较高，但操作复杂、费时费力，并且只能局限于小范围内的监测。
随着技术的进步和应用的需求，现代地面变形监测主要采用了遥感、测绘和卫
星导航等技术。其中，遥感技术是一种通过卫星或飞机等遥感平台获取地面信息的方法。它可以实现大范围、高效率的地面变形监测，为工程建设、城市规划等提供准确的数据支持。
在地面变形监测中，测绘技术也发挥着重要作用。通过精确的地面测绘，可以
获取地面的基础数据，为变形监测提供准确的基础。同时，测绘技术还可以结合全球定位系统（GPS）等卫星导航技术，实现对地面变形的实时监测和动态分析。
近年来，高精度测量技术在地面变形监测中得到了广泛应用。这些技术包括激
光扫描测量、摄影测量和遥感影像分析等。激光扫描测量技术可以以极高的速度获取地面的三维形状信息，十分适用于进行地面变形监测。摄影测量技术则通过对一系列照片进行处理，可以实现对地面的高精度变形监测。
除了传统的测量方法和现代技术手段，地面变形监测还可以利用物联网技术进行。通过将传感器部署在地面上，可以实现对地面变形的远程监测和实时数据传输。这种方法拥有较高的自动化程度和实时性，不仅可以大大提高监测效率，还可以降低监测成本。
变形监测知识点
变形监测知识点
变形监测是一项广泛应用于工程领域的技术，它可以帮助工程师们实时监测结构物的变形情况，从而及时发现潜在的问题并采取相应的维修措施。本文将介绍变形监测的几个重要知识点，包括其定义、常见的监测方法以及应用领域。
一、定义
变形监测是通过使用各种传感器来测量结构物的形状、位置、位移和变形等参数的技术。它主要通过测量传感器的输出信号来得到结构物的实际变形情况。变形监测的目标是实时获取结构物的变形数据，并与设计值进行对比，以确定结构物的稳定性和安全性。
二、常见的监测方法
1. 接触式测量：这种测量方法使用接触式传感器来直接测量结构物的位移或形变。常见的接触式测量方法包括测量螺栓伸缩量、挠度和应变等。
2. 非接触式测量：这种测量方法使用非接触式传感器来测量结
构物的位移或形变。常见的非接触式测量方法包括激光测距、摄像
测量和红外测温等。
3. 无线传输技术：为了方便数据的实时传输和监测，无线传输
技术被广泛应用于变形监测中。无线传输技术可以通过无线传感器
网络将变形数据传输到远程监测中心，实现对结构物的远程监测和
控制。
三、应用领域
1. 桥梁监测：桥梁是重要的交通基础设施，它们承受着巨大的
荷载和变形，因此需要进行定期的变形监测。通过变形监测，可以
及时发现桥梁的变形情况，并采取相应的维修措施，以确保桥梁的
安全运行。
2. 隧道监测：隧道是重要的交通工程，为了保证隧道的安全运行，需要进行定期的变形监测。通过变形监测，可以检测隧道的形变、位移和应力等参数，以及时发现潜在的问题并采取相应的措施。
3. 建筑物监测：对于高层建筑和大型工业设施等建筑物，变形
现代工程变形监测PPT课件
对未来研究的展望
技术创新
多学科交叉
随着传感器技术、数据处理技术和人工智 能的发展，变形监测技术将更加精准、高 效。
未来研究应加强多学科交叉融合，如结构 工程、地球物理学、地理信息系统等，以 提供更全面的变形监测解决方案。
智能化预警系统
标准化和规范化
发展智能化预警系统，实现实时监测、自 动分析、自动预警等功能，提高预警的准 确性和及时性。
通过对监测数据的处理和分析，评估 建筑物的变形状况，预测未来的变形 趋势，为工程维护和加固提供依据。
监测方法
采用全站仪、水准仪等测量设备，对 建筑物的沉降、倾斜、裂缝等进行定 期监测。
大跨度桥梁的变形监测
监测目的
确保大跨度桥梁在运营过程中的 安全性和稳定性，及时发现和预
警潜在的变形风险。
监测方法
采用GPS、红外线等测量技术，对 桥梁的挠度、倾斜、位移等进行定 期监测。
详细描述
除了上述几种监测技术外，还有一些其他先进的变形监测技术，如雷达干涉测量、激光扫描等。这些技术各有特 点，可根据工程需求选择合适的监测手段，以实现更高效、更精确的变形监测。
04 工程实例分析
高层建筑物的变形监测
监测目的
监测数据分析
确保高层建筑在施工和使用过程中的 安全性和稳定性，及时发现和预警潜 在的变形风险。
光纤传感器监测
建筑物变形监测的测绘技术与应用实例
建筑物变形监测的测绘技术与应用实例
近年来，随着城市化进程的加速和摩天大楼的林立，建筑物的变形监测成为了一个备受关注的话题。建筑物的变形监测是通过测绘技术来对建筑物的变形情况进行实时、定量的监测和分析。在建筑物的设计、施工和运营过程中，变形监测技术的应用具有极大的重要性。本文将探讨建筑物变形监测的测绘技术，并给出几个应用实例。
一、建筑物变形监测的测绘技术
1.全站仪技术
全站仪是一种高精度的测量仪器，可以同时测量水平角、垂直角和斜距，精度可达毫米级。在建筑物变形监测中，全站仪可以通过设置不同的网格点，对建筑物的形变进行高精度测量和记录。
2.激光扫描技术
激光扫描技术是一种通过发射激光束来测量建筑物表面点的三维坐标的技术。在建筑物变形监测中，激光扫描技术可以通过在建筑物上设置多个扫描点，并进行时间序列扫描，来实时监测建筑物的变形情况。
3.遥感技术
遥感技术是一种通过卫星、航空器或无人机获取地表信息的技术。在建筑物变形监测中，遥感技术可以通过获取建筑物的高分辨率影像，并进行影像配准和形变分析，来实现对建筑物变形的长程监测。
4.振动传感器技术
振动传感器技术是一种通过感知建筑物振动信号的技术。在建筑物变形监测中，振动传感器可以通过安装在建筑物结构上，并与数据采集系统相连，来实时监测建筑物的振动情况。
二、应用实例
1.地铁隧道变形监测
地铁隧道是大规模地下工程，其结构的稳定性对运行安全至关重要。通过利用
全站仪、激光扫描和振动传感器等技术，可以对地铁隧道的变形情况进行实时监测。在监测过程中，如果发现隧道变形超过预定阈值，就可以采取相应的措施，确保地铁隧道的稳定运行。
变形监测有哪些内容
变形监测有哪些内容
变形监测是指对工程结构或地质体进行形变的监测和分析，以及对变形进行预测和预警的一种技术手段。变形监测通常应用于地质灾害预警、工程结构安全监测、地下水开采引起的地面沉降等领域。在实际工程和地质勘察中，变形监测具有重要的意义，可以及时发现和预警可能出现的问题，保障工程安全和地质环境稳定。下面将介绍一下变形监测的相关内容。
一、监测对象。
变形监测的对象包括但不限于以下几个方面：
1. 工程结构，如建筑物、桥梁、隧道、坝体等工程结构的变形监测，可以通过监测结构的位移、变形、裂缝等情况，及时了解工程结构的变形情况，确保结构的安全性。
2. 地质体，如山体、边坡、岩体等地质体的变形监测，可以通过监测地表位移、地下水位变化、地下裂缝等情况，及时了解地质体的变形情况，预防地质灾害的发生。
3. 地下水位，地下水开采引起的地面沉降是一种常见的地质灾害，通过监测地下水位的变化，可以及时预警地面沉降的可能性，采取相应的措施进行治理。
二、监测方法。
1. GNSS监测，GNSS（全球导航卫星系统）是一种常用的变形监测技术，通过布设在监测对象周围的GNSS接收机，实时监测接收机的位置坐标，从而得到监测对象的位移和变形情况。
2. 雷达干涉监测，雷达干涉监测是一种利用合成孔径雷达（SAR）技术进行地表形变监测的方法，可以实现对大范围地表的高精度监测，对地质灾害的监测具有重要意义。
3. 激光测距监测，激光测距监测是一种利用激光测距仪进行变形监测的方法，可以实现对监测对象的高精度三维形变监测，适用于对工程结构的变形监测。
如何应用测绘技术进行地表变形监测与分析
如何应用测绘技术进行地表变形监测与分析
现代科技的发展让我们在许多领域取得了巨大的进步，其中之一就是测绘技术
的应用。测绘技术可以帮助我们对地表的变形进行监测与分析，为城市规划、交通建设、地质灾害预警等提供重要的参考依据。本文将深入探讨如何应用测绘技术进行地表变形的监测与分析，以及其应用前景和挑战。
一、地表变形监测技术的原理与方法
地表变形监测技术主要有全球定位系统（GPS）、激光雷达测量（LiDAR）、
卫星遥感、地形测量等。其中，GPS是最为常用的一种技术，它利用卫星系统上
的定位设备来测量地表的三维坐标信息，从而实现对地表变形的监测。激光雷达测量技术则通过测量激光脉冲与地表反射的时间差来计算出目标点的距离，并进一步得出地表的高程信息。卫星遥感技术则可以利用航天卫星或无人机等载体获取地表变形的影像信息，通过图像处理和解译来获得地表的变形数据。
二、地表变形监测与分析的应用领域
地表变形监测与分析技术在许多领域得到了广泛的应用，例如城市规划、交通
建设、地质灾害预警等。在城市规划方面，地表变形监测与分析可以帮助规划师了解城市的地形起伏、地下管网的情况，从而为城市的道路、建筑物等设计提供参考。在交通建设方面，地表变形监测与分析可以帮助交通规划师确定道路的起伏和变形情况，从而为道路的修建和维护提供指导。在地质灾害预警方面，地表变形的监测与分析可以帮助地质学家提前预警可能发生的地质灾害，从而减少人员伤亡和财产损失。
三、地表变形监测与分析的应用案例
1. 城市规划案例
以某市城市规划为例，通过测绘技术对城市的地下管网进行精确测量和监测，
使用测绘技术进行建筑物变形监测的步骤和工具
使用测绘技术进行建筑物变形监测的步骤和
工具
引言
随着城市化进程的不断加快，建筑物的增加和改造已经成为现代社会发展的关
键要素之一。然而，建筑物在长期使用过程中会受到自然和人为因素的影响而产生变形。这些变形可能会对建筑物的结构完整性和安全性产生不利影响。因此，建筑物的变形监测成为了一项重要的任务。本文将介绍使用测绘技术进行建筑物变形监测的步骤和工具，旨在进一步推动建筑物监测技术的发展和应用。
第一部分：建筑物变形监测的步骤
建筑物变形监测包括变形测量、数据处理与分析和监测报告三个主要步骤。
1. 变形测量
变形测量是建筑物变形监测的首要任务。传统的变形测量方法包括水准测量、
经纬测量和倾斜测量。然而，这些方法不仅需要大量的人力和物力投入，还存在测量误差较大的问题。随着测绘技术的发展，全站仪、高精度GPS和卫星测量等现
代化测量仪器的应用为建筑物变形监测提供了更加准确和快捷的手段。
2. 数据处理与分析
在获得测量数据后，下一步是对数据进行处理和分析。数据处理的关键在于对
数据进行筛选和校正，以消除不必要的误差和提高数据的精度。数据分析则是利用统计学和传感器技术等方法对数据进行评估，以获得建筑物变形的具体情况和趋势。
3. 监测报告
监测报告是建筑物变形监测的最终结果，对于变形情况的分析和评估，以及变形监测的建议和措施应在监测报告中详细阐述。监测报告的撰写应该准确、简明扼要，并能够清晰地向相关人员传达监测结果和建议。
第二部分：建筑物变形监测的工具
1. 全站仪
全站仪是一种高精度测量仪器，可以同时测量水平角、垂直角和斜距，具有测量速度快、测量精度高等优势。全站仪可以应用于建筑物的水平和垂直变形测量，快速准确地获取建筑物各部分的变形信息。
建筑物变形监测方法和技术的综述
建筑物变形监测方法和技术的综述导言：
建筑物是人类社会发展的重要标志和物质载体，它们承载着人们工作、学习和生活的场所。随着城市化的加速推进和建筑物规模的不断扩大，建筑物的安全问题也变得日益重要。为了及时发现建筑物的变形情况，监测建筑物的变形成为一项重要的工作。本文将综述建筑物变形监测的方法和技术。
一、传统的建筑物变形监测方法
传统的建筑物变形监测方法主要包括视觉监测、水平测量和应变测量三种。
1. 视觉监测：通过人工观察建筑物的外貌和形态变化，判断其是否存在变形情况。这种方法简单直观，但受人类主观因素的影响大，准确性较差。
2. 水平测量：利用水平仪、水准仪等仪器测量建筑物的倾斜角度，以及水平线的位置变化。虽然这种方法的测量结果相对较为准确，但需要进行频繁的测量，工作量较大。
3. 应变测量：通过测量建筑物各部位的应变情况来推断其变形情况。这种方法需要在建筑物的不同位置安装应变传感器，数据采集、处理比较复杂，但可以获得较为准确的变形结果。
二、现代的建筑物变形监测技术
随着科技的不断进步，现代的建筑物变形监测技术也得到了很大的发展。以下介绍几种常用的技术。
1. 激光扫描测量技术：利用激光束扫描建筑物的表面，通过测量激光束的反射时间和角度，得到建筑物表面点的三维坐标，进而计算出建筑物的形变情况。这种技术精度高、效率快，被广泛用于建筑物的变形监测。
2. 表面形变传感技术：通过在建筑物表面安装应变传感器或光纤传感器，测量
建筑物表面的形变情况。这种技术可以实时监测建筑物的变形情况，并将数据传输到中央处理系统进行分析和处理。
混凝土结构变形监测与测量方法
混凝土结构变形监测与测量方法
混凝土结构作为现代建筑中重要的组成部分，在承受载荷和外力作用下会发生
一定的变形。准确监测混凝土结构的变形情况对于确保建筑物的安全性和稳定性至关重要。因此，混凝土结构变形监测与测量方法的研究和应用显得尤为重要。
一、传统测量方法
在混凝土结构变形监测与测量中，传统的方法主要包括水准测量、全站仪测量
以及测量棒等手持工具的使用。
水准测量是一种基础的测量方法，通过确定不同位置的高程差来计算变形情况。然而，由于水准测量的应用范围受到限制，不能满足实时监测的需求。
全站仪测量则是一种较为精确的测量方法，它可以同时测量混凝土结构的水平
和垂直方向的变形情况。然而，全站仪测量需要专业人员进行操作，且操作过程较为繁琐，时间成本较高。
测量棒是一种简单易行的测量工具，通过对测量棒的安装和观测，可以对混凝
土结构的变形情况进行初步估测。然而，测量棒的测量结果存在较大的误差，并且不能满足高精度和大范围测量的要求。
二、近年来的新方法
近年来，随着科技的发展，一些新的监测与测量方法应运而生，为混凝土结构
变形监测带来了新的思路和技术手段。
1. 激光扫描法
激光扫描法是一种非接触式测量方法，通过激光扫描仪将混凝土结构表面的几
何形态和纹理信息记录下来，通过对比这些信息的变化，可以得到结构的变形情况。
激光扫描法具有高精度、高效率、不受环境和距离限制等优点，已被广泛应用于混凝土结构变形监测中。
2. 高精度传感器
高精度传感器是一种实时测量混凝土结构变形的技术手段。这些传感器可以将结构的变形情况转化为电信号，通过数据采集和传输系统实现对结构的实时监测。高精度传感器具有精确度高、灵敏度强、稳定性好等优点，但是其安装和维护成本较高。
常见地面变形监测方法与技术选择
常见地面变形监测方法与技术选择
地面变形监测是现代城市建设、地质灾害防治和工程施工过程中不可或缺的一项重要工作。地面的变形情况直接关系到土地利用、建筑安全和环境保护等方面，因此合理选择适用的监测方法和技术非常关键。
一、常见地面变形监测方法
在地面变形监测中，常见的方法包括全站仪法、GPS测量法、水准测量法和形变测量法等。
1. 全站仪法
全站仪法是通过使用全站仪设备对测量点进行定位和距离测量来获取地面变形情况的方法。该方法具有测量精度高、操作简便的特点，适用于几何形状复杂、地形起伏较大的地区。
2. GPS测量法
GPS测量法是利用全球卫星定位系统（GPS）进行地面变形监测的方法。该方法具有定位精度高、实时性强的特点，适用于广域地面变形监测和动态变形实时监测。
3. 水准测量法
水准测量法是通过使用水准仪设备对测量点进行高程测量来获取地面变形情况的方法。该方法适用于高程变形监测和较小范围的地面形变监测。
4. 形变测量法
形变测量法是通过使用激光测距仪、倾角仪等设备对目标进行多次测量，进而计算出地面的形变情况。该方法适用于对局部地面形变监测，如桥梁、隧道等工程的变形监测。
二、技术选择的考虑因素
在选择适用的地面变形监测方法和技术时，需要考虑以下几个因素：
1. 测量目的
不同的测量目的需要选择不同的监测方法和技术。如需要对大范围地面变形进行监测的，可以选择全站仪法或GPS测量法；而对局部地面形变的监测可以采用形变测量法。
2. 精度要求
不同的监测项目对测量精度的要求并不相同。一般情况下，全站仪法和GPS
测量法具有较高的精度，适用于对地面微小变形的监测。而水准测量法由于其高程测量的特点，适用于对高程变形的监测。
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2016年1月3日星期日
现代变形监测技术
深圳地王大厦 •高324.8m (塔顶高384m) •69层 •钢-混结构 •建成于1996年
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2016年1月3日星期日
现代变形监测技术
北京中央广播电视塔
•高380m (天线顶部405m) •建成于1997年
总高度468米(118米+350米) 建成于1994年10月
13
2016年1月3日星期日
上海环球 金融中心
•高492m， •101层 •钢-混结构 •2008年建成
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2016年1月3日星期日
武汉长江大桥
1957
南京长江大桥
1968
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2016年1月3日星期日
九江长江大桥
润扬长江大桥
16
2016年1月3日星期日
土木工程专业
现代变形监测技术
任课教师：高 飞
合肥工业大学土木与水利工程学院
1
2016年1月3日星期日
现代变形监测技术
课程性质：土木工程专业选修课 学时数：24 学时 教材及主要参考书
1.《工程测量学》第三版，测绘出版社 2.《工程测量学》张正禄，武汉大学出版社 3.《变形监测与数据处理》黄声享，武汉大学出版社 4.《变形监测理论与应用》侯建国，测绘出版社 5.《建（构）筑物变形监测》高飞，合肥工大讲义
此外，由于勘测、设计、施工以及运营管理方面 的工作缺陷，还会引起建筑物产生额外变形。 通常，这些大型建（构）筑物变形的原因都是互 相联系的，并贯穿于建（构）筑物的施工和运营管 理阶段。
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二、变形产生的原因与类型
2.变形的类型
(1)按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形 (2)按变形状态则可分为静态变形和动态变形 • 静态变形: 是指变形监测结果仅表示为时间的函数； • 动态变形 是指在外力作用下产生的变形，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 表示建筑物在某个时刻的瞬时变形。
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二、变形产生的原因与类型
1.变形产生的原因
(1) 自然条件及其变化 建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度的 变化，以及相邻建筑物的影响等。
例如，由于地基下的地质条件不同会引起建筑物的不均匀沉 降，使其产生倾斜或裂缝；由于温度和地下水位的季节性和周 期性的变化，而引起建筑物的规律性变形；新建的相邻大型建 筑物改变了原有建筑物周边的土壤平衡，使地面产生不均匀沉 降甚至出现地面裂缝，从而给原有建筑物造成危害等。
§1.1 变形测量的意义、目的和内容
四、变形监测的目的和意义
例一: 1985年6月12日长江三峡新滩大滑坡的成 功预报，确保灾害损失减少到最低限度。 它不仅使滑坡区内457户计1371人在滑坡前 夕全部安全撤离，无一人伤亡，而且使正在险 区长江上、下游航行的11艘船只及时避险。 为国家减少直接经济损失8700万元，被誉为 我国滑坡变形监测预报研究史上的奇迹。
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四、变形监测的目的和意义
2.国内出现的典型实例 (1)我国板桥和石漫滩两座土坝1975年洪水破坝失事， 造成灾害。 (2)在城市民用建筑方面，浙江某地一座住宅楼因其 旁边（仅相隔1m多）新建高层建筑物的影响，造成 地面开裂，该6层住宅楼发生严重倾斜，其顶部靠向 新建高层建筑成为危房而拆除。 (3)由于地下水位的严重下降，某大城市建于上世纪 初的一栋大型建筑，原来的一楼下沉为地下室。
安徽 佛子岭水电大坝
——新中国第一坝 始建于1952年 建成于1954年
2005年国家投资1.66 亿对其进行检测加固
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安徽金寨 梅山水电大坝
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利用全自动全站仪 进行大坝监测
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利用近景摄影测量方法 进行大坝监测
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万里长江第一坝 ——葛洲坝
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葛洲坝 发电厂房与泄洪闸
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长江三峡水电枢纽 ——三峡大坝全景
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三峡大坝 施工现场
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长江三峡水电枢纽 ——三峡大坝卫星影像图
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(2) 与建筑物本身相联系的原因 如建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式以及动 荷载的作用、工艺设备的重量等。
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二、变形产生的原因与类型
1.变形产生的原因 (1) 自然条件及其变化
（地质、水文、气象、相邻建筑物的影响）
(2) 与建筑物本身相联系的原因 （结构形式、本身荷重、动态荷载）
1963年美国安装在波多黎各的阿雷西博射电 天文台的著名抛物面射电望远镜 (直径305米)
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§1.1 变形测量的意义、目的和内容
一、变形与变形监测
• 变形 由于各种相关因素的影响，这些工程建筑物及精 密设备都有可能随时间的推移发生沉降、位移、挠 曲、倾斜及裂缝等现象，这些现象统称为变形。 当变形值在一定限度之内时，可认为是正常现象， 如果超过了规定的限度，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和人民生命财产 的安全。 因此，在工程建（构）筑物的施工、使用和运营 期间，必须对它们进行必要的变形监测。
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现代变形监测技术
§1.1 变形测量的意义、目的和内容 一、变形与变形监测
工程建（构）筑物的变形监测，在我国还是一门比 较年轻的科学。它是随着我国建设事业的发展而兴起 的，并向着多学科融合的边缘科学方向发展。 ●高层（超高层）民用建筑物
●工业建筑群 （如上海宝钢、核电站等） ●交通建（构）筑物——大型桥梁 ●大型水工建筑物——大坝 ●现代科学试验设备——高科技
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广州塔（小蛮腰）
于2009年9月竣工， 广州电视观光塔整体高 度达到600米，取代加拿 大的西恩塔成为世界第 一高自立式电视塔。 其中塔身主体450米 (塔顶观光平台最高处 454米)，天线桅杆150米， 总高度600米。
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上海广播电视塔(东方明珠)
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一、变形与变形监测
• 从广义上说，变形监测的研究范围应包括： （1）全球性变形测量：研究地极移动、地球自转 速度以及地壳板块运动等变形测量工作。 （2）区域性变形测量：研究同一地壳板块范围内 的变形状态，以及相邻板块交界处的相对变形测量 工作。 （3）局部性变形测量：研究工程建（构）筑物的 变形、基坑或山体滑坡变形、地表沉陷变形，以及 工业设备构件的形位变形监测等 ——是本课程学习的重点内容。
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§1.1 变形测量的意义、目的和内容
四、变形监测的目的和意义
例二: 1998年长江流域大洪水，湖北隔河岩大 坝成功利用GPS自动化变形监测系统在抗洪 错峰中发挥了巨大作用，确保了长江安全渡 汛，避免了荆江大堤灾难性的分洪。
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§1.1 变形测量的意义、目的和内容
四、变形监测的目的和意义 (一)变形监测的意义
根据前面的分析可知，建（构）筑物产生变形 的因素是多方面的，而且多数变形由客观自然条 件及其变化所造成，因此建（构）筑物产生变形 是不可避免的。 当建筑物在施工和运营理过程中，产生不利于 建筑物稳定的变化因素时，变形就必然要发生。 当变形值超过允许的限值，建筑物就可能出现 危险甚至破坏，给人民的生命财产造成极大的损 失。
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§1.1 变形测量的意义、目的和内容
四、变形监测的目的和意义
为此，对于大型建（构）筑物的灾害变 形监测与防治已越来越受到全社会的普遍关 注和重视。 经过20多年的努力，广大测量科技工作者 和工程技术人员在变形监测领域取得了丰硕 的研究成果，并发挥了巨大的社会效益。
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§1.1 变形测量的意义、目的和内容
三、变形监测的主要任务
是周期性地对拟定的观测点进行重复观 测，求得其在两个观测周期间的变化量；或 采用自动遥测记录仪监测建（构）筑物的瞬 时变形。 至于变形观测的具体方法，则要根据建 （构）筑物的性质、观测精度、周围的环境以 及对观测的要求来选定，这将在以后各章节中 详细介绍。
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一、变形与变形监测
• 所谓变形监测，就是利用专门的仪器和设备测定建 （构）筑物及其地基在建（构）筑物荷载和外力作用 下随时间而变形的测量工作。 • 变形监测——包括内部监测和外部监测两部分。 • 内部变形监测内容主要有工程建筑物的内部应力、 温度变化的测量，动力特性及其加速度的测定等； • 外部变形监测又称变形观测，其主要内容有建（构） 筑物的沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测、 挠度观测等。 • 工程建筑物的内外部变形观测之间有着密切的联系， 一般应同时进行，以便互相验证和补充。
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四、变形监测的目的和意义
1.国外出现的典型实例
(1)法国马尔巴塞大坝（Malpasset），这座 高67m的拱坝建成5年后，于1959年12月倒塌， 其下游10km处的费雷加斯城在45分钟内被滚滚 而下的洪水夷为平地。
(2)意大利262m高的瓦依昂（Vajont）拱坝 1963年因上游库岸大滑坡，导致涌浪翻坝且水库 淤满而失效。
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现代变形监测技术
世界八大高塔
1.阿拉伯联合酋长国——迪拜塔828米 2.广州电视塔600米； 3.加拿大多伦多电视塔为553米； 4.莫斯科奥斯坦基诺电视塔为540米； 5.上海东方明珠电视塔为468米； 6.吉隆坡梅纳拉电视塔为421米； 7.天津电视塔为415米； 8.北京中央广播电视塔为405米
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阿拉伯联合酋长国——迪拜塔
哈利法塔（Burj Khalifa Tower）原名迪拜塔 （Burj Dubai），位于 阿拉伯联合酋长国。 2004年9月21日开始动工， 2010年1月4日竣工启用， 耗资10亿美元。 168层，钢混结构 总高828米=601+227米
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现代变形监测技术
本课程主要内容
第一章 变形监测概述 第二章 垂直位移与水平位移观测
第三章 变形监测新技术与工程实例
第四章 变形监测数据处理基础
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现代变形监测技术
第1章 变形监测概述
§1.1 变形测量的意义、目的和内容 §1.2 变形监测的特点 §1.3 变形监测技术和方法 §1.4 变形监测数据分析
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四、变形监测的目的和意义
2.国内出现的典型实例 (4)多起桥梁的倒塌事故给国家和地方造成了巨 大的损失。 (5)2007年11月20日湖北省恩施市高阳寨隧道 崩塌，证实31人死亡、1人失踪。08年杭州地铁 塌陷、09年合肥四牌楼道路下穿工程塌陷等。 (6)2007年11月24日下午3点山西省侯马市西客 站候车大厅举行封顶典礼，25日凌晨1点倒塌。
芜湖长江大桥
安徽省芜湖市的芜湖长江大桥，全长10616米，是 目前中国最长的公铁两用桥。跨江主桥长 2193 米， 大桥主跨312米，是我国迄今为止公铁两用桥中跨 度最大的桥梁
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铜陵长江大桥
安庆长江大桥
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马鞍山长江大桥
马鞍山长 江大桥全长约 36.274公里。 其中跨江主体 工程长11.209 公里，南岸接 线长19.320公 里，北岸接线 5.745公里， 项目总投资约 70.78亿元。 2013年12月 31日投入使用。
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浙 江 秦 山 核 电 站
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北京正负电子对撞机
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中国科技大学 同步辐射加速器
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中科院合肥等离子研究所
——托特马克装臵（用于等离子研究的核聚变装臵）
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巨型对天射电望远镜
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现代变形监测技术
●高层（超高层）民用建筑物
例如： 上海金贸大厦——高420.5m、88层； 深圳地王大厦——高324.8m； 大型电视塔——北京\上海\天津等； 上海环球金融中心 ——101 层，高度达 492m 。
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现代变形监测技术
上海金贸大厦