现代变形监测技术3-课件
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现代挖掘机GPS培训ppt课件
• 线束连接器接触不良 • 车载终端损坏
– 处理方法
用应急备用插头短接CN-125连接器，观察 19
• 机械KEY ON后无电
– 故障现象 机械设备KEY ON后全车无电，仪表无显示
– 机械开机后无电的原因（由GPS引起时）
• 线束CN-125连接器接触不良或断路 • 车载终端损坏
– 处理方法
• 用备用插头短接CN-125，观察故障现象
– 经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以 全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点， 赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于 大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工 具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、2
• GPS 系统组成
– 空间部分
• 21颗工作卫星，3颗备用卫星。 • 在每个平面内有8颗卫星，这保证至少有5颗卫星发出的信号能同时被
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网页中的总工作小时与机械设备工作小时计数值不符 机械设备一直在正作，而网页显示的总工作小时不变 网页显示的总工作小时突然由多而变少 网页显示的总工作小时时大时小
网页 显示
机械 设备
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原因
监控查询系统显示错误 工作小时计损坏或线路故障 GPSU通信中断 GPSU与MCU通讯不良 工时计或MCU有更换记录，未对时间进行校正 GPSU或MCU故障
注意：无论因何种问题更换车载终端后，都需立即把新更换的 终端编号通知监控中心的相关人员。
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定位异常
故障现象 监控查询系统中机械设备无位置信息，机械设备使用正常
车载终端不能定位的原因
机械设备所处的环境造成卫星信号遮挡或屏蔽（如隧道、立交桥、 车间内、高耸的楼宇间以及矿山等）
GPS天线接头松动或GPS天线摆放位置不正确 GPS天线或GPS模块损坏
– 处理方法
用应急备用插头短接CN-125连接器，观察 19
• 机械KEY ON后无电
– 故障现象 机械设备KEY ON后全车无电，仪表无显示
– 机械开机后无电的原因（由GPS引起时）
• 线束CN-125连接器接触不良或断路 • 车载终端损坏
– 处理方法
• 用备用插头短接CN-125，观察故障现象
– 经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以 全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点， 赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于 大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工 具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、2
• GPS 系统组成
– 空间部分
• 21颗工作卫星，3颗备用卫星。 • 在每个平面内有8颗卫星，这保证至少有5颗卫星发出的信号能同时被
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网页中的总工作小时与机械设备工作小时计数值不符 机械设备一直在正作，而网页显示的总工作小时不变 网页显示的总工作小时突然由多而变少 网页显示的总工作小时时大时小
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机械 设备
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原因
监控查询系统显示错误 工作小时计损坏或线路故障 GPSU通信中断 GPSU与MCU通讯不良 工时计或MCU有更换记录，未对时间进行校正 GPSU或MCU故障
注意：无论因何种问题更换车载终端后，都需立即把新更换的 终端编号通知监控中心的相关人员。
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定位异常
故障现象 监控查询系统中机械设备无位置信息，机械设备使用正常
车载终端不能定位的原因
机械设备所处的环境造成卫星信号遮挡或屏蔽（如隧道、立交桥、 车间内、高耸的楼宇间以及矿山等）
GPS天线接头松动或GPS天线摆放位置不正确 GPS天线或GPS模块损坏
变形监测技术与应用14章PPT课件
•裂缝监测点应选择有一定代表性的位置，布设在裂缝的
两侧。
2020/3/23
中南大学测绘与国土信息工程系
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测线布设示意图
3
第
节
监 测 技 术 设 计
（a）十字形布设 （b）放射形布设 ○ 测站 × 照准点 ● 监测点
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中南大学测绘与国土信息工程系
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监测期限和频率（1）
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第 •不同的边坡工程，由于边坡类型、规模、所
法 •近景摄影测量法在地表水平位移监测中也有较多的
应用；
•GPS已经在许多重要工程的变形监测中得到应用
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中南大学测绘与国土信息工程系
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2
仪表监测法（1）
•采用精密仪表监测边坡地表及深层的位移、沉降及倾斜、
第 裂缝相对变化、地声、应力应变和环境因素等。
节
•按采用的仪表可分为机械式仪表监测法（简称机测法） 和电子仪表监测法（简称电测法），两种方法都具有仪
测缝法
三向测缝仪、位移计、伸长仪等
量测法
声发射仪、地震仪等
应变计量测法
管式应变计、位移计、滑动测微计等
水位自记仪法
地下水位自记仪等
压力计量测法
孔隙水压力计等
量测法
水位标尺等
量测法
三角堰、量杯等
雨量计法
雨量计、雨量报警器等
记录仪法
温度记录仪等
地震仪法
地震仪等
中南大学测绘与国土信息工程系
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2
监测方法
第 •我国目前的边坡监测方法，已由过去利
降雨量
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地温
地震
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监测方法
现代变形监测技术2-2
• 瞄准B点并指挥Pi点上的活动觇牌标志移动至十字丝 上，记录游标读数，反方向移动觇牌重新对准十字丝 并读数；上述重复4次为一测回。共观测2~4测回。 • 以上是往测，仪器移至B点同法返测Pi点，按距离长 短加权平均作为最后结果。
31 2015年6月6日星期六
§2.6
视准线法测量水平位移
一、视准线法测量原理 二、观测方法与要求 2.测小角法
水平位移观测网可采用测角网、测边网、 边角网和GPS网等多种布网形式
8 2015年6月6日星期六
§2.4
水平位移观测网及观测标志
一、水平位移测量控制网 二、强制对中装置 由于水平位移监测网精度高，长期重复观测，所 以要求在测站点位上建立观测墩，实行强制对中保 证每次仪器或照准标志的对中误差小于±0.1mm。 常用对中装臵有： 1．点线面对中装臵 2．三叉式对中装臵 3．球孔式对中装臵 4．柱椎式对中装臵 5．螺旋式对中装臵
4 2015年6月6日星期六
§2.4
水平位移观测网及观测标志
建筑物（基础）沉降观测、基坑回弹测量、 地基土分层沉降和建筑场地的沉降观测 等。 体倾斜观测、挠度和裂缝观测、日照变形、 风振变形以及场地滑坡观测 等。
◆ 本节重点介绍水平位移观测的相关内容。
◆ 沉降观测在前面已作了介绍，主要包括
◆ 位移观测包括水平位移观测、建筑物主
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§2.4 水平位移观测网及观测标志
一、水平位移测量控制网 二、强制对中装置 三、平面标志体 平面基准点、工作基点必须长期稳定：远离或深埋。 常用方法主要有： （一）建立观测墩 1．岩层点观测墩 2．土层点观测墩 （二）倒锤 1．有水倒锤 2．无水倒锤 （三）光线传递式标志
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测绘技术应用基础知识优秀课件
测量学中常用的是长度、角度、面积等度量 单位。亦要用到重量、温度、气压、时间等度 量单位。下面分别介绍测量上常用的三种度量 单位。
测绘技术应用基础知识优秀课件
一、长度单位
国际单位制中，常用的长度单位的名称和符号
如下：基本单位为米（ m） ，还有千米
（ km） ，分米（ dm） ，厘米（ cm） ，毫
测绘技术应用基础知识优秀课件
图 3 参考椭球体的定位
测绘技术应用基础知识优秀课件
我国1980 年国家大地坐标系采用了 1975年国 际椭球，该椭球的基本元素是：
测绘技术应用基础知识优秀课件
第三节 测量上的基准线和基准面
一、基准线 任何地面点都受着地球上各种力的作用，其中
主要的有地球质心的吸引力和地球自转所产生 的离心力，这两个力的合力称为重力，如图 （4）所示。如果在地面点上悬一个垂球，其 静止时所指的方向就是重力方向，这时的垂球 线，称为铅垂线，如图 （4）所示。
（2）高斯投影3度带：它的中央子午线一部分同6 度带中央子午线重合，一部分同6度带的分界子午 线重合，如用 n表示3度带的带号， 表示L带中央 子午线经度，它们的关系L=3n。我国3度带共计22 带（24～45带）。
测绘技术应用基础知识优秀课件
测量上以每一带的中央子午线的投影为直角坐 标系的纵轴x ，向上（北）为正、向下（南） 为负；以赤道的投影为直角坐标系的横轴 y， 向东为正、向西为负，两轴的交点o为坐标原 点。由于我国领土全部位于赤道以北，因此， x值均为正值，而y值则有正有负，为了使计算 中避免y值出现负值，故规定每带的中央子午 线各自西移500km ，同时为了指示投影是哪 一带，还规定在横坐标值前面要加上带号。
水准面：处于自由静止状态的水面称为水准面。 大地体：在测量工作中，把一个假想的、与静止
测绘技术应用基础知识优秀课件
一、长度单位
国际单位制中，常用的长度单位的名称和符号
如下：基本单位为米（ m） ，还有千米
（ km） ，分米（ dm） ，厘米（ cm） ，毫
测绘技术应用基础知识优秀课件
图 3 参考椭球体的定位
测绘技术应用基础知识优秀课件
我国1980 年国家大地坐标系采用了 1975年国 际椭球，该椭球的基本元素是：
测绘技术应用基础知识优秀课件
第三节 测量上的基准线和基准面
一、基准线 任何地面点都受着地球上各种力的作用，其中
主要的有地球质心的吸引力和地球自转所产生 的离心力，这两个力的合力称为重力，如图 （4）所示。如果在地面点上悬一个垂球，其 静止时所指的方向就是重力方向，这时的垂球 线，称为铅垂线，如图 （4）所示。
（2）高斯投影3度带：它的中央子午线一部分同6 度带中央子午线重合，一部分同6度带的分界子午 线重合，如用 n表示3度带的带号， 表示L带中央 子午线经度，它们的关系L=3n。我国3度带共计22 带（24～45带）。
测绘技术应用基础知识优秀课件
测量上以每一带的中央子午线的投影为直角坐 标系的纵轴x ，向上（北）为正、向下（南） 为负；以赤道的投影为直角坐标系的横轴 y， 向东为正、向西为负，两轴的交点o为坐标原 点。由于我国领土全部位于赤道以北，因此， x值均为正值，而y值则有正有负，为了使计算 中避免y值出现负值，故规定每带的中央子午 线各自西移500km ，同时为了指示投影是哪 一带，还规定在横坐标值前面要加上带号。
水准面：处于自由静止状态的水面称为水准面。 大地体：在测量工作中，把一个假想的、与静止
现代变形监测技术课件
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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)
总高度468米(118米+350米) 建成于1994年10月
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中科院合肥等离子研究所
——托特马克装置（用于等离子研究的核聚变装置）
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32
巨型对天射电望远镜
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。
上海金贸大厦
•高420.5 m •88层 •钢-混结构 •建成于1998年
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7
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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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
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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。
现代变形监测技术课件
未来发展趋势
未来变形监测技术将更加注重多源信息融合、大数据分析、智能化 预警等方向的发展，提高变形监测的时效性和预测能力。
变形监测技术的应用范围
建筑工程
交通工程
在建筑工程中，变形监测技术用于监测建 筑物的沉降、倾斜、裂缝等变形情况，确 保建筑物在施工和使用过程中的安全性。
在交通工程中，变形监测技术可用于监测 桥梁、隧道、路基等结构的变形和位移， 预防交通事故的发生。
现代变形监测技术课件
contents
目录
• 变形监测技术概述 • 变形监测技术原理与方法 • 变形监测数据处理与分析 • 变形监测技术在实际工程中的应用 • 现代变形监测技术发展趋势与挑战 • 实验与实训
01
变形监测技术概述
变形监测的定义与意义
定义
变形监测是对建筑物、构筑物、地基及其他工程结构在自然 环境或工作条件下所发生的形状、大小、位置等变化进行测 定和分析的技术过程。
介绍常用的数据分析方法，如统计分析、时间序 列分析、频谱分析等，并解释它们在变形监测中 的适用性和局限性。
数据可视化
阐述如何通过图表、图像等手段将数据以更直观 的方式进行展示，以便更好地理解和分析。
3
结果解读
详细解释数据分析结果的含义，以及如何根据这 些结果进行变形趋势的判断和预测。
变形预测与预警
位、土质参数等地质环境因素。
03
技术手段
通常采用的监测技术包括收敛计、水准仪、钢弦应变计等，结合无线传
感网络、实时数据处理等技术，实现地铁隧道变形的精细化监测和预警
。
05
现代变形监测技术发展趋 势与挑战
技术发展趋势
自动化与智能化
现代变形监测技术正朝着自动化和智 能化的方向发展。通过使用先进的传 感器、无人机和机器人等技术，实现 变形监测的自动化数据采集和处理， 提高监测效率和准确性。同时，借助 人工智能和机器学习等技术，实现对 监测数据的智能分析和预测，为变形 体的安全评估提供科学依据。
未来变形监测技术将更加注重多源信息融合、大数据分析、智能化 预警等方向的发展，提高变形监测的时效性和预测能力。
变形监测技术的应用范围
建筑工程
交通工程
在建筑工程中，变形监测技术用于监测建 筑物的沉降、倾斜、裂缝等变形情况，确 保建筑物在施工和使用过程中的安全性。
在交通工程中，变形监测技术可用于监测 桥梁、隧道、路基等结构的变形和位移， 预防交通事故的发生。
现代变形监测技术课件
contents
目录
• 变形监测技术概述 • 变形监测技术原理与方法 • 变形监测数据处理与分析 • 变形监测技术在实际工程中的应用 • 现代变形监测技术发展趋势与挑战 • 实验与实训
01
变形监测技术概述
变形监测的定义与意义
定义
变形监测是对建筑物、构筑物、地基及其他工程结构在自然 环境或工作条件下所发生的形状、大小、位置等变化进行测 定和分析的技术过程。
介绍常用的数据分析方法，如统计分析、时间序 列分析、频谱分析等，并解释它们在变形监测中 的适用性和局限性。
数据可视化
阐述如何通过图表、图像等手段将数据以更直观 的方式进行展示，以便更好地理解和分析。
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结果解读
详细解释数据分析结果的含义，以及如何根据这 些结果进行变形趋势的判断和预测。
变形预测与预警
位、土质参数等地质环境因素。
03
技术手段
通常采用的监测技术包括收敛计、水准仪、钢弦应变计等，结合无线传
感网络、实时数据处理等技术，实现地铁隧道变形的精细化监测和预警
。
05
现代变形监测技术发展趋 势与挑战
技术发展趋势
自动化与智能化
现代变形监测技术正朝着自动化和智 能化的方向发展。通过使用先进的传 感器、无人机和机器人等技术，实现 变形监测的自动化数据采集和处理， 提高监测效率和准确性。同时，借助 人工智能和机器学习等技术，实现对 监测数据的智能分析和预测，为变形 体的安全评估提供科学依据。
INSAR技术ppt课件
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（4）细微地形变化，主要包括滑坡、地面沉降等 地表形变。Fruneau等（1996）通过对法国阿尔卑 斯地区滑坡体进行研究，首次论证了INSAR技术 具有确定中等滑坡体运动的能力。Refice通过对意 大利南部滑坡进行研究，指出植被覆盖、大气影 响及实验区小尺度等因素的影响，导致干涉处理 中相位失相干、分辨率及时间不一致等问题。对 于地面沉降，主要是由于过量开采承压含水层中 的水而引起的地质灾害，此外由于开采煤矿和石 油，地热及人工建筑也会造成地面沉降，与前面 的地震、火山形变不同，这种地面沉降一般为缓 慢，时间跨度数年，因此时间去相干及大气影响 成为限制INSAR应用于地面沉降的主5月12号汶川地震发生后，科学家们 运用各种手段对此次地震的成因进行了研究， 但是因为此次地震破坏面积广，且大部分在 山区，震后出现了多天的阴雨天气，给高分 辨率光学影像的解译带来了很大困难，所以 我们选用地震前后SAR幅度图像变化检测、 干涉相干图像的相于系数相结合，对地震灾 害地区进行快速识别与评估。
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4.地球动力学应用: INSAR技术在地球动力学方面的应用最令 人瞩目，主要包括以下几个方面：
（1）地震形变研究，包括同震、震间、震后 的机理研究。中国汶川大地震（2008）、海 地地震、中国玉树地震（2010）等。这些研 究均主要利用INSAR技术获取同震位移和震 后形变，分析由于地震的主震所造成的地表 形变，结合形变模型模拟结果，分析形变场， 推算震源参数，解释发震机理，从而分析地 震周期及演化过程。
班级：1050122
组号：第四组
成员：朱家宇、 张鹏、欧阳害中的应用(屈春燕 单新建等） 利用SAR相干系数图像的失相干性来探讨震
害程度(屈春燕 单新建等） 总结（第四小组）
现代工程变形监测PPT课件
制定和完善变形监测相关的标准和规范， 提高监测数据的可比性和可靠性。
感谢您的观看
THANKS
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。
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。
按监测周期可分为
长期监测、中期监测和短期监 测。
变形监测的方法
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02
03
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常规大地测量法
全球定位系统 （GPS）法
合成孔径雷达干 涉（In…
光纤光栅传感器 法
其他方法
利用全站仪、水准仪等常 规测量仪器进行变形体的 平面位移和垂直位移监测 ；
利用GPS卫星信号进行高 精度定位，可实现大范围 、全天候、高精度的变形 监测；
全球定位系统（GPS）监测技术以其高精度、高效率、实时性等优点，广泛应 用于各类工程结构的变形监测。通过接收卫星信号，可以快速获取监测点的三 维坐标，实现连续、动态的变形监测。
现代力学测试技术PPT课件
第3页/共39页
计量 计量的主要任务是建立统一的基准单位，使测量有客观标准。
测试 测试的基本任务是获取有用的信息，通常包含了测量、计量、计算、
检验，判断等多层含义，具有比单纯的测量更为丰富的内容。
第4页/共39页
测试的范畴有：
1、将被测量与标准量进行比较，以获得 被测对象的数值结果。
2、将被测量与设定值进行比较，以获得 被测对象在性能、参数、质量、功能等方面的 评价。这种评价常采用通过／不通过、合格／ 不合格、正常／越限、好／坏等定性指标来表 示或采用分成若干等级的分类值来表示。
第16页/共39页
常用方法： （1）基于固有频率变化的识别技术； （2）基于振型变化的识别技术： （3）基于柔度变化的识别技术； （4）基于刚度变化的识别技术； （5）基于能量变化的识别技术； （6）基于传递函数变化的识别技术； （7）基于统计信息的识别技术。
第17页/共39页
2．超声波法检测 超声检测是利用超声波在介质内传播时的反射、透射和散射特性进行的。
利用振动响应和动力特性参数的变化来进行 故障的监测、预报，是结构故障诊断中的重要研究 手段之一。任何结构都可以看作是由刚度、质量、 阻尼矩阵组成的力学系统。结构动力特性是结构的 固有特性。结构的损伤必然引起结构动态响应的变 化，进而引起结构实验获取的模态参数的变化。因 此，模态参数的改变可视为结构损伤发生的标志。 实验模态分析技术就是对被测结构系统进行激励， 通过振动测试、数据采集和信号分析，由输入和输 出确定结构的动力特性。
第37页/共39页
参考文献： 1．《土木工程监测技术》中国建筑工业出版社 2．《基坑工程手册》，中国建筑工业出版社 3．《结构混凝土现场检测技术》，湖南大学出版社 4．《无损检测手册》，机械工业出版社 5．《结构损伤检测与智能诊断》，科学技术出版社 6．《现代光测力学技术》，哈尔滨工业大学出版社
计量 计量的主要任务是建立统一的基准单位，使测量有客观标准。
测试 测试的基本任务是获取有用的信息，通常包含了测量、计量、计算、
检验，判断等多层含义，具有比单纯的测量更为丰富的内容。
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测试的范畴有：
1、将被测量与标准量进行比较，以获得 被测对象的数值结果。
2、将被测量与设定值进行比较，以获得 被测对象在性能、参数、质量、功能等方面的 评价。这种评价常采用通过／不通过、合格／ 不合格、正常／越限、好／坏等定性指标来表 示或采用分成若干等级的分类值来表示。
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常用方法： （1）基于固有频率变化的识别技术； （2）基于振型变化的识别技术： （3）基于柔度变化的识别技术； （4）基于刚度变化的识别技术； （5）基于能量变化的识别技术； （6）基于传递函数变化的识别技术； （7）基于统计信息的识别技术。
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2．超声波法检测 超声检测是利用超声波在介质内传播时的反射、透射和散射特性进行的。
利用振动响应和动力特性参数的变化来进行 故障的监测、预报，是结构故障诊断中的重要研究 手段之一。任何结构都可以看作是由刚度、质量、 阻尼矩阵组成的力学系统。结构动力特性是结构的 固有特性。结构的损伤必然引起结构动态响应的变 化，进而引起结构实验获取的模态参数的变化。因 此，模态参数的改变可视为结构损伤发生的标志。 实验模态分析技术就是对被测结构系统进行激励， 通过振动测试、数据采集和信号分析，由输入和输 出确定结构的动力特性。
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参考文献： 1．《土木工程监测技术》中国建筑工业出版社 2．《基坑工程手册》，中国建筑工业出版社 3．《结构混凝土现场检测技术》，湖南大学出版社 4．《无损检测手册》，机械工业出版社 5．《结构损伤检测与智能诊断》，科学技术出版社 6．《现代光测力学技术》，哈尔滨工业大学出版社
第十五章-建筑物的变形观测ppt课件(全)
三、变形观测的基本要求
4.各期的变形监测时，应满足下列要求：在较短的时间内完成；采 用相同的图形(观测路线)和观测方法；使用同一仪器和设备；观测人 员相对固定；记录相关的环境因素，包括荷载、温度、降水、水位等； 采用统一基准处理数据。
5.变形监测作业前，应收集相关水文地质、岩土工程资料和设计图 纸，并根据岩土工程地质条件、工程类型、工程规模、基础埋深、建 筑结构和施工方法等因素，进行变形监测方案设计。方案设计应包括 监测的目的、精度等级、监测方法、监测基准网的精度估算和布设、 观测周期、项目预警值、使用的仪器设备等内容。
6.每期观测前，应对所使用的仪器和设备进行检查、校正，并做好 记录。
7.每期观测结束后，应及时处理观测数据。当数据处理结果出现 下列情况之一时，必须即刻通知建设单位和施工单位采取相应措 施：变形量达到预警值或接近允许值，变形量出现异常变化，建 （构）筑物的裂缝或地表的裂缝快速扩大。
8.监测项目的变形分析，对于较大规模的或重要的项目，宜包括 下列内容；较小规模的项目，至少应包括前1-3项的内容：观测成 果的可靠性，监测体的累计变形值和相邻观测周期的相对变形量 分析，相关影响因素（荷载、气象和地质）的作用分析，回归分 析，有限元分析。
变形观测的数字摄影测量基本过程如下：影像获取，用摄影经纬仪对观测 目标进行摄像，获得像片后用扫描仪数字化，输入计算机得数字影像，或者用 数码相机直接获得数字影像；坐标量测，借助计算机进行，量测有关标志点的 坐标，分单像量测和立体量测；平差计算，建立变形体的表面数值模型。
二、GPS在变形观测中的应用
第十五章 建筑物的变形观测
第一节 概述 第二节 建筑物的沉降观测 第三节 建筑物的倾斜观测 第四节 建筑物水平位移观测 第五节 建筑物的裂缝观测与挠度观测 第六节 变形观测方法和自动化
现代变形监测技术
(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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2020年3月25日星期三
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。
——是本课程学习的重点内容。
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2020年3月25日星期三
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。
2020年3月25日星期三
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
17
2020年3月25日星期三
铜陵长江大桥
安庆长江大桥
18
2020年3月25日星期三
马鞍山长江大桥
§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。
42
2020年3月25日星期三
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。
——是本课程学习的重点内容。
36
2020年3月25日星期三
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。
2020年3月25日星期三
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
17
2020年3月25日星期三
铜陵长江大桥
安庆长江大桥
18
2020年3月25日星期三
马鞍山长江大桥
§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。
GPS技术及其应用ppt课件
13
系统组成
卫星星座
3个独立的圆形轨道，30颗GNSS卫星（27颗工作 卫星，3颗备用卫星）；轨道倾角i =56°；公转周 期T=14h23m14s；轨道高度H=23616km。
地面系统
在欧洲建立2个控制中心；在全球构建监控网。
定位精度
导航定位精度比目前任何系统都高
14
计划实施
100%-300% 自动制图 各种工程测量 石油、天然气、矿藏开发 各种等级的控制测量 变形监测：路基、桥梁和隧道
的水平位移监测，滑坡和高边 坡的变形监测
35
相对经典的测量技术，GPS技术主要特点如下：
1、观测站之间无需通视。既要保持良好的通视条件，又 要保障测量控制网的良好结构，这一直是经典测量技术在 实践方面的困难问题之一。GPS测量不要求观测站之间相 互通视，因而不再需要建造觇标，这一优点既可大大减少 测量工作的经费和时间，同时也使点位的选择变得甚为灵 活。
9
系统组成
卫星星座
由3颗同步静止卫星组成（其中1颗在轨备用）；轨 道倾角i =0°；公转周期T=24h恒星时；轨道高度 H=36000km 。
地面系统
一个中心站、定轨观测网、校准站、测高站
10
技术特点
服务区域：
70°~145°E； 5°~55°N
用户设备：
定位收发机的瞬间发射功率较大
GPS计划经历了方案论证（1974～1978年），系统论 证（1979～1987年），试验生产（1988～1993年）三个阶 段，总投资300亿美元。
17
GPS系统组成
18
空间部分
24颗卫星 （21颗 工作卫星+3颗备用 卫星 ），6个近圆 形轨道面，高度约 20200km，轨道倾 斜 55 ， 轨 道 平 面 升交点赤经相差60 ， 周 期 约 11 小 时 58分
系统组成
卫星星座
3个独立的圆形轨道，30颗GNSS卫星（27颗工作 卫星，3颗备用卫星）；轨道倾角i =56°；公转周 期T=14h23m14s；轨道高度H=23616km。
地面系统
在欧洲建立2个控制中心；在全球构建监控网。
定位精度
导航定位精度比目前任何系统都高
14
计划实施
100%-300% 自动制图 各种工程测量 石油、天然气、矿藏开发 各种等级的控制测量 变形监测：路基、桥梁和隧道
的水平位移监测，滑坡和高边 坡的变形监测
35
相对经典的测量技术，GPS技术主要特点如下：
1、观测站之间无需通视。既要保持良好的通视条件，又 要保障测量控制网的良好结构，这一直是经典测量技术在 实践方面的困难问题之一。GPS测量不要求观测站之间相 互通视，因而不再需要建造觇标，这一优点既可大大减少 测量工作的经费和时间，同时也使点位的选择变得甚为灵 活。
9
系统组成
卫星星座
由3颗同步静止卫星组成（其中1颗在轨备用）；轨 道倾角i =0°；公转周期T=24h恒星时；轨道高度 H=36000km 。
地面系统
一个中心站、定轨观测网、校准站、测高站
10
技术特点
服务区域：
70°~145°E； 5°~55°N
用户设备：
定位收发机的瞬间发射功率较大
GPS计划经历了方案论证（1974～1978年），系统论 证（1979～1987年），试验生产（1988～1993年）三个阶 段，总投资300亿美元。
17
GPS系统组成
18
空间部分
24颗卫星 （21颗 工作卫星+3颗备用 卫星 ），6个近圆 形轨道面，高度约 20200km，轨道倾 斜 55 ， 轨 道 平 面 升交点赤经相差60 ， 周 期 约 11 小 时 58分
《现代工程变形监测》PPT课件
线等。
物理量监测(力学量测试)：
测试仪器——测试系统。 被测对象
传感器
信号变换、 测量电量
指示仪器 记录仪器 数据处理仪器
测试系统组成：荷载系统打印〔机 被测对象
〕、传感器、信号变换与测量电路、 荷载系统
测量系统
显示与记录系统
图1－显1 测示试记系录统系的组统成。
• 传感器：将测量的非电物理量〔位移、压力、应 力厚度〕转换成相应的便于检测的电量。
• 传感器形式：
• 电感式
•
•
电阻式——差动电阻式，钢弦式〔振弦式〕
•
• 电容式
•
• 差动变压形式
•
• 光电式
•
• 弹簧式
§1.6 监测精度
原那么上：应高于变形量 〔一个监测周期内的变形量〕 。
无法到达测试精度，可以通过变形趋 势。〔图〕
§1.7 监测频率
➢ 施工期： ① 按时间确定——每周，每天、每几个小时。时间
5. 土体分层的沉降监测
➢ 测量原理：分层沉降管由波纹柔性塑料管制成， 管外每隔一定距离安放一个钢环〔钢环位置根据 测量的土层位置而定〕，地层沉降时，带动钢环 同步下沉。当探头从钻孔中缓慢下放遇到钢环时， 电感探测装置上的蜂鸣器鸣叫，这是测读出孔口 处导线上的标尺刻度，以及孔口的标高，即可计 算出钢环所在位置的标高和沉降值。
➢ 测斜管埋设方法：
• 绑扎埋设——适用于砼桩墙体； • 钻孔埋设——适用于土体。
➢ 测斜仪量测原理图
4. 深层水平位移测量
➢ 测量原理
➢ 通过摆锤受重力作用来测量探头轴线与铅锤线之 间的倾角，计算出垂直位置各点的水平位移量：
➢
( Li 通常取0.5m～
1m ) i Li sin i
物理量监测(力学量测试)：
测试仪器——测试系统。 被测对象
传感器
信号变换、 测量电量
指示仪器 记录仪器 数据处理仪器
测试系统组成：荷载系统打印〔机 被测对象
〕、传感器、信号变换与测量电路、 荷载系统
测量系统
显示与记录系统
图1－显1 测示试记系录统系的组统成。
• 传感器：将测量的非电物理量〔位移、压力、应 力厚度〕转换成相应的便于检测的电量。
• 传感器形式：
• 电感式
•
•
电阻式——差动电阻式，钢弦式〔振弦式〕
•
• 电容式
•
• 差动变压形式
•
• 光电式
•
• 弹簧式
§1.6 监测精度
原那么上：应高于变形量 〔一个监测周期内的变形量〕 。
无法到达测试精度，可以通过变形趋 势。〔图〕
§1.7 监测频率
➢ 施工期： ① 按时间确定——每周，每天、每几个小时。时间
5. 土体分层的沉降监测
➢ 测量原理：分层沉降管由波纹柔性塑料管制成， 管外每隔一定距离安放一个钢环〔钢环位置根据 测量的土层位置而定〕，地层沉降时，带动钢环 同步下沉。当探头从钻孔中缓慢下放遇到钢环时， 电感探测装置上的蜂鸣器鸣叫，这是测读出孔口 处导线上的标尺刻度，以及孔口的标高，即可计 算出钢环所在位置的标高和沉降值。
➢ 测斜管埋设方法：
• 绑扎埋设——适用于砼桩墙体； • 钻孔埋设——适用于土体。
➢ 测斜仪量测原理图
4. 深层水平位移测量
➢ 测量原理
➢ 通过摆锤受重力作用来测量探头轴线与铅锤线之 间的倾角，计算出垂直位置各点的水平位移量：
➢
( Li 通常取0.5m～
1m ) i Li sin i
现代变形监测技术3
H正 H正常高
ζ
似
N
11
2019年7月21日星期日
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 5．GPS大地高可用于垂直位移测量
• 由于GPS定位获得的是大地高，而用户需要的是正 常高或正高，它们之间有以下关系：
H大地高 =h正常高+ ξ； H大地高= h正高+N
B
根据变形的速率确定。
17
2019年7月21日星期日
§3.1 全球卫星定位系统
二、GPS变形观测的实施
1．观测站选择与标志建立 2．观测模式的选择 （2）连续性观测模式 • 连续性观测模式是将GPS接收机固定在测站上， 连续采集卫星信号，获得变形观测数据序列。该方 法实质上也是对监测点进行重复观测，但数据可以 是连续的，具有较高的时间分辨率和观测精度。 • 具体观测方法有两种：
27
2019年7月21日星期日
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 二、GPS变形观测的实施
4．GPS数据处理 （1）GPS静态数据处理：事后由计算机利用专门 基线解算和网平差软件进行数据处理与分析。 （2）GPS连续动态数据处理：从每台GPS接收机 传输数据开始，到处理、分析、变形显示为止，所 需总的时间小于10分钟，为此，必须建立一个局域 网，有一个完善的软件管理、监控系统。9年7月21日星期日
一、GPS变形观测的特点
5．GPS大地高可用于垂直位移测量
• 由于GPS定位获得的是大地高，而用户需要的是正 常高或正高，它们之间有以下关系：
H大地高 =h正常高+ ξ； H大地高= h正高+N 式中，高程异常ξ和大地水准面差距N的确定精度较 低，从而导致转换后的正常高或正高的精度不高。
桥梁检测评估及监测精品PPT课件
中LO交G桥O宇
活载 二期恒载 一期恒载
2、桥梁计算
（3）内力和应力包络图
charpter 1 桥梁工程基本知识
中LO交G桥O宇
正弯矩 剪力 负弯矩
2、桥梁计算
（3）内力和应力包络图
charpter 1 桥梁工程基本知识
中LO交G桥O宇
上缘压应力 下缘拉应力
2、桥梁计算
（3）内力和应力包络图
charpter 1 桥梁工程基本知识
中LO交G桥O宇
2.4 桥梁施工控制计算
（1）基本原则
charpter 3 桥梁施工监测与控制
中LO交G桥O宇
采用分阶段、逐步完成的施工方法，结构经历复杂的施工过程和 体系转换过程，应对施工过程的每个阶段进行模拟。
中LO交G桥O宇
2.3 桥梁承载力试验
（1）静载试验
4）数据分析、判定
charpter 2 既有桥梁的检测评估
中LO交G桥O宇
2.3 桥梁承载力试验
（2）动载试验
1）结构的振动特性
振动频率
阻尼比
charpter 2 既有桥梁的检测评估
中LO交G桥O宇
冲击系数
阵型
2.3 桥梁承载力试验
charpter 2 既有桥梁的检测评估
桥梁工程检测、评估及监测
2010年11月
近年来的桥梁事故
中LO交G桥O宇
辽宁安 昆四江盘徽 明川湖苏包锦阜 市宜江南常重头市广阳 小宾苏凤州庆市田东市 庄南昆凰运綦高庄九双 立门山桥村江架台江清 交大大施大虹桥大大路 桥洋工桥桥侧桥桥小 垮桥期单坍翻垮被桥 塌被间幅塌事垮撞垮 事撞垮坍事故塌塌 故塌塌故事故
C2 B2
D
跨中
A
活载 二期恒载 一期恒载
2、桥梁计算
（3）内力和应力包络图
charpter 1 桥梁工程基本知识
中LO交G桥O宇
正弯矩 剪力 负弯矩
2、桥梁计算
（3）内力和应力包络图
charpter 1 桥梁工程基本知识
中LO交G桥O宇
上缘压应力 下缘拉应力
2、桥梁计算
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2.4 桥梁施工控制计算
（1）基本原则
charpter 3 桥梁施工监测与控制
中LO交G桥O宇
采用分阶段、逐步完成的施工方法，结构经历复杂的施工过程和 体系转换过程，应对施工过程的每个阶段进行模拟。
中LO交G桥O宇
2.3 桥梁承载力试验
（1）静载试验
4）数据分析、判定
charpter 2 既有桥梁的检测评估
中LO交G桥O宇
2.3 桥梁承载力试验
（2）动载试验
1）结构的振动特性
振动频率
阻尼比
charpter 2 既有桥梁的检测评估
中LO交G桥O宇
冲击系数
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2.3 桥梁承载力试验
charpter 2 既有桥梁的检测评估
桥梁工程检测、评估及监测
2010年11月
近年来的桥梁事故
中LO交G桥O宇
辽宁安 昆四江盘徽 明川湖苏包锦阜 市宜江南常重头市广阳 小宾苏凤州庆市田东市 庄南昆凰运綦高庄九双 立门山桥村江架台江清 交大大施大虹桥大大路 桥洋工桥桥侧桥桥小 垮桥期单坍翻垮被桥 塌被间幅塌事垮撞垮 事撞垮坍事故塌塌 故塌塌故事故
C2 B2
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A
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5
全球卫星定位系统 合成孔径雷达干涉测量 近景摄影测量 激光扫描技术 工程实例
4
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
GPS——全称是卫星授时测距导航系统/全球定 位系统（NAVSTAR/GPS）
Navigation System Timing And Ranging / Global Positioning System
8
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 1．测站间无须通视 2．可同时提供监测点的三维位移信息 3．全天候监测 GPS测量不受气候条件的限制，无论起雾
刮风、下雨下雪均可进行正常的监测。配备 防雷电设施后，GPS变形监测系统便可实现 长期的全天候观测，它对防汛抗洪、滑坡、 泥石流等地质灾害监测等应用领域极为重要。
13
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 7．具有严格定义的参考系统
GPS定位测量采用世界大地坐标系WGS84，很 容易与其它全球地心坐标系进行转换，纳入严格定 义的全球参考系统。
• 世界大地坐标系WGS 84 （ World Geodetic System - 1984）
• 在变形体上布置变形观测点，在变形区影 响范围之外的稳定地点设置固定观测站，用 高精度测量仪器定期监测变形区域内监测网 点的三维（X、Y、Z）或（X、Y、H）位移 变化，是获取待测物体变形的一种行之有效 的外部检测方法。
3
2020年12月21日星期一
现代变形监测技术
第3章 变形观测新技术及工程实例
• 协议地球参照系CTRS 2000 （Conventional Terrestrial Reference System 2000） • 国际地球参考框架ITRF 2000
5
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
• 全球定位系统GPS的应用是测量技术的一 项革命性的变革。 • 与传统变形监测方法相比较，应用GPS不 仅具有精度高、速度快、操作简便等优点， 而且利用GPS和计算机技术、数据通讯技术 及数据处理与分析技术进行集成，可实现从 数据采集、传输、管理到变形分析及预报的 自动化，达到远程在线网络实时监控的目的。
9
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 4．监测精度高
• 在变形监测中，如果GPS接受机天线保持固定不 动，则天线的对中误差、整平误差、定向误差、天 线高测定误差等不会影响变形监测的结果。 • 同样，GPS数据处理时起始坐标的误差，解算软 件本身的不完善以及卫星信号的传播误差中公共部 分的影响也可以得到消除或削弱。 • 实践证明，利用GPS进行变形监测可获得 ±0.5~2
关于GPS和GNSS？ GNSS——Global Navigation Satellite System
(全球卫星导航系统）
美国：GPS；俄罗斯：GLONASS；欧洲：GALILEO 中国：北斗导航系统 BeiDou Navigation Satellite System
简称BDS（原名COMPASS）
7
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 1．测站间无须通视 2．可同时提供监测点的三维位移信息 采用传统方法进行变形监测时，平面位
移和垂直位移是采用不同方法分别进行监测 的，不仅监测的周期长、工作量大，而且监 测的时间和点位很难保持一致，为变形分析 增加了难度。采用GPS可同时精确测定监测 点的三维位移信息。
• 但是，在垂直位移监测中我们关心的只是高程的 变化，对于工程的局部范围而言，完全可以用大地 高的变化来进行垂直位移监测。
12
20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 6．操作简便，易于实现监控自动化
• GPS接收机的自动化越来越高，趋于“傻瓜”， 而且体积越来越小，重量越来越轻，便于安装和操 作。 • 同时，GPS接收机为用户预留有必要的接口，用 户可以较为方便地利用各监测点建成无人值守的自 动监测系统，实现从数据采集、传输、处理、分析、 报警到入库的全自动化。
H正 H正常高
ζ
似
N
11
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 5．GPS大地高可用于垂直位移测量
• 由于GPS定位获得的是大地高，而用户需要的是正 常高或正高，它们之间有以下关系：
H大地高 =h正常高+ ξ； H大地高= h正高+N
mm的精度。
10
2020年12月21日星期一
一、GPS变形观测的特点
5．GPS大地高可用于垂直位移测量
• 由于GPS定位获得的是大地高，而用户需要的是正 常高或正高，它们之间有以下关系：
H大地高 =h正常高+ ξ； H大地高= h正高+N 式中，高程异常ξ和大地水准面差距N的确定精度较 低，从而导致转换后的正常高或正高的精度不高。
精品
现代变形监测技术 3
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
2
2020年12月21日星期一
现代变形监测技术
第3章 变形观测新技术及工程实例 • 随着现代科学技术的发展，变形监测的技 术和方法正在由传统的单一监测模式向点、 线、面立体交叉的空间模式发展。
6
2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 1．测站间无须通视 对于传统的地表变形监测方法，点之间只
有通视才能进行观测，而GPS测量的一个显 著特点就是点之间无须保持通视，仅需要测 站上空开阔即可，从而可使变形监测点位的 布设方便而灵活，并可省去不必要的中间传 递过渡点，提高工作效率，节省许多费用。