岩土工程监测技术-第三章 监测仪器与监测原理
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当两水准点间的距离较近，可设站一次测定两点间的高 差，此时水准尺应直接立于水准点上。当两水准点相距较远， 需在两点间设若干站，分别测出各站的高差，各测站高差之 和，即为两水准点AB间的高差hAB。
索佳自动安平水准仪
DS30 DS32 等(天津欧波)
苏光DSZ3水准仪
高精度水准仪---美国天宝
徕卡精密水准仪
2、水准仪
4、读数 水准仪精平后，应立即用十字丝的中横丝在水准尺上读
数。读数时先看估读的毫米数，然后以毫米为单位报出四位 读数，如2.753米读成2753，这样读数可防止读、记及计算 中的错误和不必要的误会。
2、水准仪
1、水准点位：水准高程的标志，有永久和临时点两类。
2、两水准点间高差测定的基本方法：
2、水准仪
2、瞄准 松开制动螺旋，先用望远镜的外瞄准器瞄准水准尺，
制动照准部，调焦使水准尺成像清晰，调目镜使十字丝清 晰，消除视差，该过程称粗略瞄准。在望远镜内找到水准 尺像，再用微动螺旋使十字丝的竖丝与水准尺的一边重合， 称为精确瞄准。 3、精平
调节微倾螺旋，使水准管观察孔中的两半部分气泡精 确吻合，此时望远镜的视准轴精平。
2、水准仪
水准仪由照准部和基座两部分组成。 1）基座
用于支撑照准部，上有三个脚螺旋，其作用是整平仪器。 2)照准部
照准部由望远镜、水准器和控制螺旋等组成，能绕水准仪的竖轴在 水平面内作全圆转。 望远镜:作用是照准和提供一条水平线(视准轴)，并在水准尺上读数。 水准器：照准部上有两个水准器。—个是圆水准器，其水准管轴与竖轴 平行，水准器格值8′／2mm，；另一个是管水准器(又称水准管)，格值 为20″／2mm，用于视准轴精密置平。 控制螺旋：制动螺旋，使照准部固定 水平微动螺旋：用于精确瞄准；微倾螺旋，用于精确整平。
2、水准仪
水准仪的使用方法 （一）水准仪的操作步骤 在安置仪器之前，应选择合适的 地点放好仪器的三脚架，其位置应位于两标尺中间。高 度适中，架头大致水平，上架后的仪器要立即用中心螺 丝固定于三脚架上，脚架要踩实。用水准仪进行水准测 量的操作程序如下：粗平——瞄准——精平——读数 1、粗平 转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，称为粗平。
2、水准仪
(1) 普通水准尺 材料：用木料、铝材和玻璃钢制成。 结构：尺长多为3m，两根为一副，且为双面（黑、红
面）刻划的直尺，每隔1cm印刷有黑白或红白相间的分划。 每分米处注有数字，对一对水准尺而言，黑、红面注记 的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数，两尺 的红面尺底端分别从常数4687mm和4787mm开始，称为尺 常数K。即K1=4.687 m， K2=4.787 m。 设尺常数是为了检核用。
2、水准仪
精密水准仪
威尔持N3型精密水准仪
该仪器物镜的有效孔径为 50mm，望远镜放大倍率为40倍， 水 准 器 格 值 为 10″ ／ 2mm 。 倾 斜 螺旋上有分划盘，其转动范围约 七周。转动测微螺旋可使水平视 线在—厘米范围内平移，测微器 分划尺相应有100格．故测微器分 划尺最小格值为0.1mm。
2、水准仪
（2）精密水准尺
材料：框架用木料制成，分划部分用镍铁合金做成带状。
结构：尺长多为3m，两根为一副。在尺带上有左右两排 线状分划，分别称为基本分划和辅助分划，格值1cm。这 种水准尺配合精密水准仪使用。
（3）尺垫（尺台）
水准测量中有许多地方需要设置转点(中间点)，为防 止观测过程中尺子下沉而影响读数的准确性，应在转点处 放一尺垫。尺垫一般由平面为三角形的铸铁制成，下面有 三个尖脚，便于踩入土中，使之稳定。上面有一突起的半 球形小包，立水准尺于球顶，尺底部仅接触球顶最高的一 点，当水准尺转动方向时，尺底的高程不会改变。
2、水准仪
按精度水准仪可分为DS05、DS1、DS3、DS10等几个等级： DS05-----每千米水准测量的全中误差为±0.5 mm，用于 高等级水准测量； DS1-----每千米水准测量的全中误差为±1.0 mm，用于 高等级水准测量； DS3-----每千米水准测量的全中误差为±3.0 mm，用于 一般工程测量和地形测量； DS10-----每千米水准测量的全中误差为±10.0 mm，用 于一般工程测量和地形测量。 DS为“大地”、“水准仪”的汉语拼音缩写。
2、水准仪
水准仪的基本结构及功能
（一）水准测量仪器
水准测量用的仪器、工具：
1.水准仪
水准仪的作用就是提供一条水平视线(视准轴)。
2、水准尺和尺垫
水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制 造用材有优质木材、合金材和玻璃钢等几种，有2m，3m， 5m等多种长度和整尺、折尺、塔尺等多种类型。水准尺按 精度高低Байду номын сангаас分为精密水准尺和普通水准尺。
第三讲 监测仪器与工作方法
1、表面变形(外观)观测仪器 2、内部相对位移观测仪器 3、岩土体的倾斜变形观测仪器 4、沉降变形观测 5、应力应变监测 6、压力测量仪器 7、地下水监测 8、TDR监测
第一节 表面变形（外观）观测仪器
1、表面变形观测方法（外观法）概述： 外观法是以被观测物体的表面变形为观测对象的
一种方法。特点：观测点在被观测物体的表面；测点 或仪器具有可接触、可更换、非完全埋入等特点。 外观仪器可分通用仪器和专用仪器 。
通用仪器：光学经纬仪、光学水准仪、电磁波测距 仪、电子全测仪、电子水准仪等。通用仪器主要是工 程测量仪器。
专用仪器：主要应用在精密工程测量领域。其中， 包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测 量系统。特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。
如正、倒锤与垂线观测仪、引张线，激光准直仪、 铅直仪、静力水准测量系统等。
第一节 表面变形观测仪器
1、表面变形观测方法（外观法）概述： 外观法中以精密大地测量技术最为成熟、精度较高，是
目前广泛使用的最有效的外观方法。 精密大地测量技术是从工程测量方法发展起来的。 工程测量的主要功能为定位：测点的三维座标。 精密大地测量的主要功能是：测点三维座标随时间的变
化。其精度要求较高。 对精度要求较高的变形监测，一般应形成变形观测控制网
进行观测，包括水平位移监测网和垂直位移监测网。 变形监测网由三种点（基准点、工作基点、变形监测点）
和两种等级的网：基准网、次级网（由工作基点、变形监测 点形成）。
观测方法：测距、测角、测水准、准直线等。 视准线、边角网、交会法、导线法等。
索佳自动安平水准仪
DS30 DS32 等(天津欧波)
苏光DSZ3水准仪
高精度水准仪---美国天宝
徕卡精密水准仪
2、水准仪
4、读数 水准仪精平后，应立即用十字丝的中横丝在水准尺上读
数。读数时先看估读的毫米数，然后以毫米为单位报出四位 读数，如2.753米读成2753，这样读数可防止读、记及计算 中的错误和不必要的误会。
2、水准仪
1、水准点位：水准高程的标志，有永久和临时点两类。
2、两水准点间高差测定的基本方法：
2、水准仪
2、瞄准 松开制动螺旋，先用望远镜的外瞄准器瞄准水准尺，
制动照准部，调焦使水准尺成像清晰，调目镜使十字丝清 晰，消除视差，该过程称粗略瞄准。在望远镜内找到水准 尺像，再用微动螺旋使十字丝的竖丝与水准尺的一边重合， 称为精确瞄准。 3、精平
调节微倾螺旋，使水准管观察孔中的两半部分气泡精 确吻合，此时望远镜的视准轴精平。
2、水准仪
水准仪由照准部和基座两部分组成。 1）基座
用于支撑照准部，上有三个脚螺旋，其作用是整平仪器。 2)照准部
照准部由望远镜、水准器和控制螺旋等组成，能绕水准仪的竖轴在 水平面内作全圆转。 望远镜:作用是照准和提供一条水平线(视准轴)，并在水准尺上读数。 水准器：照准部上有两个水准器。—个是圆水准器，其水准管轴与竖轴 平行，水准器格值8′／2mm，；另一个是管水准器(又称水准管)，格值 为20″／2mm，用于视准轴精密置平。 控制螺旋：制动螺旋，使照准部固定 水平微动螺旋：用于精确瞄准；微倾螺旋，用于精确整平。
2、水准仪
水准仪的使用方法 （一）水准仪的操作步骤 在安置仪器之前，应选择合适的 地点放好仪器的三脚架，其位置应位于两标尺中间。高 度适中，架头大致水平，上架后的仪器要立即用中心螺 丝固定于三脚架上，脚架要踩实。用水准仪进行水准测 量的操作程序如下：粗平——瞄准——精平——读数 1、粗平 转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，称为粗平。
2、水准仪
(1) 普通水准尺 材料：用木料、铝材和玻璃钢制成。 结构：尺长多为3m，两根为一副，且为双面（黑、红
面）刻划的直尺，每隔1cm印刷有黑白或红白相间的分划。 每分米处注有数字，对一对水准尺而言，黑、红面注记 的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数，两尺 的红面尺底端分别从常数4687mm和4787mm开始，称为尺 常数K。即K1=4.687 m， K2=4.787 m。 设尺常数是为了检核用。
2、水准仪
精密水准仪
威尔持N3型精密水准仪
该仪器物镜的有效孔径为 50mm，望远镜放大倍率为40倍， 水 准 器 格 值 为 10″ ／ 2mm 。 倾 斜 螺旋上有分划盘，其转动范围约 七周。转动测微螺旋可使水平视 线在—厘米范围内平移，测微器 分划尺相应有100格．故测微器分 划尺最小格值为0.1mm。
2、水准仪
（2）精密水准尺
材料：框架用木料制成，分划部分用镍铁合金做成带状。
结构：尺长多为3m，两根为一副。在尺带上有左右两排 线状分划，分别称为基本分划和辅助分划，格值1cm。这 种水准尺配合精密水准仪使用。
（3）尺垫（尺台）
水准测量中有许多地方需要设置转点(中间点)，为防 止观测过程中尺子下沉而影响读数的准确性，应在转点处 放一尺垫。尺垫一般由平面为三角形的铸铁制成，下面有 三个尖脚，便于踩入土中，使之稳定。上面有一突起的半 球形小包，立水准尺于球顶，尺底部仅接触球顶最高的一 点，当水准尺转动方向时，尺底的高程不会改变。
2、水准仪
按精度水准仪可分为DS05、DS1、DS3、DS10等几个等级： DS05-----每千米水准测量的全中误差为±0.5 mm，用于 高等级水准测量； DS1-----每千米水准测量的全中误差为±1.0 mm，用于 高等级水准测量； DS3-----每千米水准测量的全中误差为±3.0 mm，用于 一般工程测量和地形测量； DS10-----每千米水准测量的全中误差为±10.0 mm，用 于一般工程测量和地形测量。 DS为“大地”、“水准仪”的汉语拼音缩写。
2、水准仪
水准仪的基本结构及功能
（一）水准测量仪器
水准测量用的仪器、工具：
1.水准仪
水准仪的作用就是提供一条水平视线(视准轴)。
2、水准尺和尺垫
水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制 造用材有优质木材、合金材和玻璃钢等几种，有2m，3m， 5m等多种长度和整尺、折尺、塔尺等多种类型。水准尺按 精度高低Байду номын сангаас分为精密水准尺和普通水准尺。
第三讲 监测仪器与工作方法
1、表面变形(外观)观测仪器 2、内部相对位移观测仪器 3、岩土体的倾斜变形观测仪器 4、沉降变形观测 5、应力应变监测 6、压力测量仪器 7、地下水监测 8、TDR监测
第一节 表面变形（外观）观测仪器
1、表面变形观测方法（外观法）概述： 外观法是以被观测物体的表面变形为观测对象的
一种方法。特点：观测点在被观测物体的表面；测点 或仪器具有可接触、可更换、非完全埋入等特点。 外观仪器可分通用仪器和专用仪器 。
通用仪器：光学经纬仪、光学水准仪、电磁波测距 仪、电子全测仪、电子水准仪等。通用仪器主要是工 程测量仪器。
专用仪器：主要应用在精密工程测量领域。其中， 包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测 量系统。特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。
如正、倒锤与垂线观测仪、引张线，激光准直仪、 铅直仪、静力水准测量系统等。
第一节 表面变形观测仪器
1、表面变形观测方法（外观法）概述： 外观法中以精密大地测量技术最为成熟、精度较高，是
目前广泛使用的最有效的外观方法。 精密大地测量技术是从工程测量方法发展起来的。 工程测量的主要功能为定位：测点的三维座标。 精密大地测量的主要功能是：测点三维座标随时间的变
化。其精度要求较高。 对精度要求较高的变形监测，一般应形成变形观测控制网
进行观测，包括水平位移监测网和垂直位移监测网。 变形监测网由三种点（基准点、工作基点、变形监测点）
和两种等级的网：基准网、次级网（由工作基点、变形监测 点形成）。
观测方法：测距、测角、测水准、准直线等。 视准线、边角网、交会法、导线法等。