[建筑]变形观测与沉陷工程学课程设计书学习资料
变形监测复习资料
第一章引论1、变形：变形体在各种荷载作用下，其形状、大小和位置在时间域和空间域中的变化。
2、变形监测：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。
3、变形监测的内容：①工业与民用建筑物——基础的沉陷观测：均匀沉陷、不均匀沉陷；建筑物本身的变形观测：倾斜与裂缝、动态变形（振动的幅值、频率和扭转）。
②水工建筑物——水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。
③城市或矿区——地面沉降。
4、变形监测所研究的理论和方法主要涉及的内容：变形信息的获取、变形信息的分析与解释以及变形预报。
5、变形监测工作的意义：①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的信息，以便及时发现问题并采取措施；②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。
6、地表变形监测的方法：①常规地面测量法（可进行一定范围内无人值守、全天候、全方位的自动监测；但受测程的限制，测站点一般都处在变形区域的范围之内）；②地面摄影测量（摄影距离不能过远，绝对精度较低）；③利用特殊和专用的监测仪器进行自动监测（应变测量、准直测量和倾斜测量）；④以GPS为代表的现代空间定位技术（周期性和连续性观测）。
7、变形物理解释的方法：统计分析法、确定函数法和混合模型法。
第三章变形监测技术1、变形监测技术：①地面监测方法与测量机器人；②地面摄影测量方法；③GPS变形监测及自动化系统；④三维激光扫描技术及应用。
2、地面监测方法的优点：①能提供变形体的变形状态，以有效地监测确定变形体的变形范围和绝对位移量；监控面积大，可②观测量通过组成网的形式可以进行测量结果的校核和精度的评定；③灵活性大，能适用于不同精度的要求、不同形式的变形体和不同的外界条件。
3、地面摄影测量的优点：①可以同时测定变形体上任意点的变形；②提供完全和瞬间的三维空间信息；③大量减少野外的测量工作量；④可以不需要接触被测物体；⑤有了摄影底片，可以观测到变形体以前的状态。
建筑沉降变形观测方案技术设计书三篇
建筑沉降变形观测方案技术设计书三篇篇一：建筑沉降变形观测方案技术设计书一、工程概况：***大学***校区教三楼位于校道南侧，东临山丘，南临图书馆，西临教四楼，北面三栋广场，钢筋混凝土结构，地面高六层；场地地形较平坦，地基为粘性土地基。
由**建筑综合设计研究院设计，**公司第三分公司施工，*****公司监理，工程竣工日期为二0XX 年六月。
二、编制依据1、《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-20XX ）2、《工程测量规范》（GB 50026--20XX ）3、《国家一、二等水准测量规范》（GB12987-91）4、****大学***校区教三栋1：500平面图5、教三楼结构情况及周边环境实况三、沉降观测方案（一）沉降观测精度、时间、次数：（1）、观测精度本次采用二级观测精度。
沉降基准网观测采用一级水准测量，往返高差较差或高差闭合差应n 3.0±≤mm ，(n 为测站数)，最大不超过n 5.0±≤mm ，沉降观测往返高差较差或高差闭合差应n 0.1±≤mm ，(n 为测站数)，最大不超过n 5.1≤mm 。
观测点测站高差中误差：≤0.5mm ；观测的视线长度：≤50m；前后视视距差：≤1.0m；视距累积差≤3.0m；观测成果在限差内按观测距离或测站数分配闭合差计算高程。
观测时一定要爱护观测标志，尺子放在观测点上应用力轻，立尺一定要直，每次把尺子立在观测标志之前，都要把观测标志点和尺子擦干净，以防止观测标或尺底粘泥土而影响观测精度。
（2）观测时间、次数观测周期每月一次，每期观测时间三个小时，总共进行6期观测。
首次观测时间为20XX年12月7日。
首次观测时，应观测多次取其平均值，以提高初始值的可靠性。
（二）基准点和工作点的布设1、观测点的设置：按照设计院的要求，并根据沉降观测的有关规定，布置沉降观测点依据以下原则布设：（1）参照设计图纸；（2）建筑物的各拐角极大转角处；（3）高低层建筑物、纵横墙的交接处两侧；（4）建筑物沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处。
变形监测与沉降技术设计书
变形监测与沉降技术设计书一、工程概况为了掌握XX 学四舍在施工期间的工作状态，通过对科技大学四舍的定期观测，揭示出井点降水、荷载、时效对科技大学四舍的影响及其规律，校核原设计的各种基本假定和计算结果的正确性，及时发现问题以便采取措施，保证施工能安全稳定地运行。
为此，对该科技大学四舍进行了垂直沉降变形观测。
二、采用的技术规1、《国家水准测量规》2、《建筑变形测量规程》3、《工程测量规》三、变形监测控制网（一）观测的精度要求根据建筑物的特点及规要求：为了能准确反映科技大学四舍的变形情况，达到监视科技大学四舍安全的目的，本工程使用SDL30型电子水准仪，对科技大学四舍进行二级沉降观测。
（二）使用的仪器设备1、对二级沉降观测，可使用SDL30型电子水准仪，采用变换仪器高法进行监测2、仪器精度论证沉降点按四等水准测量的要求观测，测站高差中误差主要有置平误差m平，瞄准误差m瞄，读数误差m读，对仪器进行检校。
三、点位设计（一）变形点布置1、为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。
一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以15—30米为宜，均匀地分布在建筑物的四周。
通常情况下，建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。
2、再就是，埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，非凡要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。
3、具体图见附图测区概况：科技大学四舍位于校东区，北方为纳米科技公司，西近科技大学二舍，交通便利。
基准点和监测点设计图：基准点共选四个，分别标号A B、CD监基准点是变形观测的基础，必须保证坚固和稳定，因此点位应选在变形区以外，地质条件好，又能够永久保存的地方。
为检核基准点的稳定，垂直位移监测的基准点均设置成基准点组。
对于埋设在基础上的观测点，在埋设之后就开始第一次观测，往后随着荷重的逐步增加（例如砌筑墙壁或安装设备后，机器开始工作之前等），重复进行观测。
沉降观测讲义
观测误差概述 观测误差的分类及其处理方法
标准差大小反映观测精度的高低，定义为：
ห้องสมุดไป่ตู้im n
[2 ] n
上式可知，σ的大小决定于一定条件下偶然误差出现的绝 对值的大小。
衡量观测值精度的标准
在相同观测条件下，对某一量所进行的一组观测，这一组中的 每一个观测值，都具有同样的精度。这个数值应该能反映误差分布 的密集或离散程度，即应反映其离散度的大小，作为衡量精度的指 标。
绝对值大于3σ的真误差出现的概率很小，因此可以认为±3σ是 真误差实际出现的极限，即3σ是极限误差：
衡量观测值精度的标准
极限 误 差和容许误差
⑵容许误差 测量实践中，是在极限误差范围内利用容许误差对偶然误差的 大小进行数量限制的。在实际应用的测量规范中，常以2倍或3倍中 误差作为偶然误差的容许值，称为容许误差，即
Δ容=2σ≈2m Δ容=2σ≈2m (5-15)
或
Δ容=3σ≈3mΔ容=3σ≈3m
(5-16)
误差传播定律
但在实际工作中，某些未知量不可能或不便于直接进行观测， 而需要由另一些直接观测量根据一定的函数关系计算出来。函数D 的中误差与观测值S及α的中误差之间，必定有一定的关系。阐述这 种函数关系的定律，称为误差传播定律。
由于独立观测中单个未知量的真值X是无法确知的， 因此真误差Δi也是未知的，所以不能直接求得中误差。但 可用有限个等精度观测值li求出最或是值x后，再计算最或 是误差，用最或是误差vi计算观测值的中误差。
m
[v2 ] n1
等精度观测中用最或是误差计算中误差。
不等精度直接观测平差
在对某一未知量进行非等精度观测时，各观测结果的中误差也 各不相同，各观测值便具有不同程度的可靠性。在求未知量的最可 靠估值时，就不能像等精度观测那样简单地取算术平均值。
变形观测课程设计
变形观测课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解变形观测的基本概念，掌握变形观测的原理与方法。
2. 使学生掌握变形观测数据的处理与分析技巧，能够运用相关公式进行计算。
3. 让学生了解变形观测在工程测量、地壳监测等领域的应用。
技能目标：1. 培养学生运用水准仪、全站仪等测量设备进行变形观测的能力。
2. 培养学生熟练操作数据处理软件，对变形观测数据进行处理、分析，并绘制相关图表。
3. 提高学生解决实际问题时，运用变形观测知识的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对待科学研究的严谨态度，注重实践操作与理论学习的结合。
2. 增强学生的团队合作意识，培养在团队中沟通、协作的能力。
3. 激发学生对测量学、地理信息科学等领域的兴趣，提高学生的专业认同感。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和学生实际情况，注重理论知识与实践操作的相结合。
在教学过程中，充分调动学生的主观能动性，引导学生通过小组合作、实践探究等方式，达到课程目标。
课程目标的设定旨在使学生在掌握变形观测基本知识和技能的同时，培养其科学研究精神和实际应用能力。
二、教学内容1. 变形观测的基本概念与原理- 变形现象的描述与分析- 变形观测的目的与意义- 变形观测的原理及方法分类2. 变形观测设备与操作- 水准仪、全站仪等测量设备的使用方法- 变形观测中设备的安装与调试- 数据采集与处理的基本技巧3. 变形观测数据处理与分析- 数据预处理与质量控制- 变形观测数据的计算与分析方法- 变形趋势预测与成果表达4. 变形观测在实际应用中的案例分析- 工程测量中的变形观测案例- 地壳监测与地质灾害预警中的应用- 其他领域变形观测的应用案例5. 实践教学与操作训练- 变形观测设备的实际操作训练- 变形观测数据处理的实际操作- 案例分析与讨论教学内容按照课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容安排和进度，结合教材相关章节，确保学生在掌握基本理论的基础上，提高实践操作能力。
建筑工程施工测量学习情境六建筑物变形观测
白铁板
二、水平位移观测
常用方法有 测角前方交会 测角后方交会 极坐标法 导线法 视准线法 引张线法等
学习情境六 建筑物变形观测
国家共享型教学资源库
测角前方交会
基准点：A与B
观测量：角度a与β 求点P 的平面坐标
学习情境六 建筑物变形观测
xp
xA
cot xB cot
cot cot
每周期观测后，应及时对观测资料进行整理，计算观测点的沉降量、
沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。
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学习情境六 建筑物变形观测 四、观测时间、方法、精度要求和成果
施工过程中，一般在增加较大荷重前后，如基础浇灌、回填土、安装 柱子和屋架、砌筑砖墙、安装吊车、设备运转等都要进行沉降观测。 当基础附近地面荷重突然增加，周围大量积水及暴雨后，或周围大量 挖方等均应观测，施工中如中途停工时间较长，应在停工时及复工前 进行观测。
岩层水准基点标石(单位:cm)
深埋双金属管水准基点标石(单位:mm)
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学习情境六 建筑物变形观测
深埋钢管水准基点标石(单位:cm)
混凝土基本水准标石(单位:cm)
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学习情境六 建筑物变形观测
浅埋钢管水准基点标石
混凝土普通水准标石(单位:cm)
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学习情境六 建筑物变形观测
水平控制网
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GPS 监 测 网
基准点1
学习情境六 建筑物变形观测
基准点2
GPS4 GPS3 GPS2 GPS1
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学习情境六 建筑物变形观测
学习单元二 建筑物沉降观测
建筑工程技术《建筑物的变形观测》
建筑物的变形观测建筑物变形观测的主要内容有建筑物沉降观测、建筑物倾斜观测、建筑物裂缝观测和位移观测等。
一、建筑物的沉降观测建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。
（一）水准基点的布设水准基点是沉降观测的基准，因此水准基点的布设应满足以下要求：1 要有足够的稳定性水准基点必须设置在沉降影响范围以外，冰冻地区水准基点应埋设在冰冻线以下0.5m。
2 要具备检核条件为了保证水准基点高程的正确性，水准基点最少应布设三个，以便相互检核。
3 要满足一定的观测精度水准基点和观测点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在100m范围内。
（二）沉降观测点的布设进行沉降观测的建筑物，应埋设沉降观测点，沉降观测点的布设应满足以下要求：1 沉降观测点的位置沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设备基础，柱子基础和地质条件变化处。
2 沉降观测点的数量一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般为10～20m。
3 沉降观测点的设置形式。
（三）沉降观测1 观测周期观测的时间和次数，应根据工程的性质、施工进度、地基地质情况及基础荷载的变化情况而定。
（1）当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。
（2）在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖1～2层观测一次。
如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。
（3）当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。
（4）建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直至沉降稳定为止。
2 观测方法观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm。
另外，沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。
3 精度要求沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。
沉降变形观测培训材料
2.2 路基沉降变形观测
2.2.3 观测元件的选取、埋设 2.2.3.2.1 观测桩的埋设：观测桩为0.1*0.1m
混凝土预制桩,长度1m, 高出埋设表面100mm。
1置图
15
2.2路基沉降变形观测
2.2.3 .2 观测元件的选取、埋设
2.2.3.2.2 沉降板：由钢底板、金属测杆（φ40mm厚 壁镀锌铁管）及保护套管（直径不小于φ75mm、壁 厚不小于4mm的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为 50cm×50cm，厚1 cm；具体按设计图样焊接组装。
2.1.4 过渡段： 路桥、路涵、堤堑过渡段沉降观测。
2.2 路基沉降变形观测
2.2.1 观测断面及点的设置原则
(1)路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。沉 降变形观测断面应根据不同的地基条件，不同的结构部位 等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时 还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。 (2) 路基面和地基沉降观测点应设在同一横断面上。 (3)路基面观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m, 地势 平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤 可放 宽到100m；地形、地质条件变化较大地段应适当加密 观测 断面。 (4)测点及元器件的埋设位置应符合设计要求，且标设准确、 埋设稳定。
二、 沉降变形观测内容及监测元件的设置
2.1沉降变形观测内容
2.1.1 路基：(1) 路基面的沉降变形观测 (2) 路基基底沉降 观测(3) 坡脚位移观测
2.1.2 桥涵 (1) 桥各墩、台基础沉降；（2）预应力混凝土 梁的徐变上拱变形；（3）涵洞沉降观测。
2.1.3 隧道(本标段无)： 隧道口仰拱、隧道一般地段和不良、复杂地质区段沉降观 测。
沉降观测的授课讲义
沉降观测、垂直偏差检测《建筑变形测量规范 JGJ8-2007》讲义一、变形观测概述：1、变形观测的方法和手段目前国内变形观测的主要方法仍是常规的大地测量方法：即用经纬仪测角、用测距仪测距、用精密水准仪测高。
2、工程建筑物变形观测的意义和目的由于各种因素的影响工程建筑物以及其设备的运营过程中，都会产生变形。
这种变形如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危急建筑物的安全。
因此，在工程建筑物的施工和运营期间，必须对它们进行变形观测。
一般来讲，建筑物变形主要是两个方面的原因引起的。
一是自然条件及其变化，即建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等；另一种是与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、型式及动荷载（如风力、震动等）的作用。
此外由于勘测、设计、施工以及运营管理工作做得不合理，也会引起建筑物的变形。
3、工程建筑物变形观测的内容变形观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量。
如果要求得瞬时变形，则应采用各种自动自动记录仪器记录其瞬时位置。
4、变形观测的方法：水平位移（采用基准线法观测、坐标法）、垂直位移（采用水准仪观测）5、变形分析概述通过变形观测取得第一手的资料，可以监视工程建筑物的状态变化和工作情况，在发现不正常现象时，应及时分析原因、采取措施，防止事故发生，并改善运营方式，以保证安全。
所以变形观测是工程管理工作的耳目。
其次，通过在施工和运营期间对工程建筑物原体进行观测，分析研究，可以验证地基与基础的计算方法、工程结构的设计方法，对不同的地基与工程结构规定合理的允许沉陷与变形数值，为工程建筑物的设计、施工、管理和科学研究工作提供资料。
二、测量误差概述：1、测量误差的来源测量工作是观测者使用测量仪器和工具，按照一定的观测方法，在一定的外界条件下完成的。
归纳起来，产生误差的原因主要有：（1）仪器、工具制造或检校不完善的影响；（测量的仪器有关）（2）人为因素在安置仪器、照准目标或读数方面的影响；（测量的人有关）（3）外界条件变化或不适宜的观测条件的影响。
变形监测复习资料
一、名词解释1、变形：变形是指变形体在各种载荷的作用下，其形状大小及位置在时空域中的变化2、倾斜观测：测定工业与民用建筑物倾斜度随时间变化的工作3、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、液体静力水准：利用相互连通的且静力平衡时的液面进行高程传递的测量方法6、测量机器人：由电动马达驱动和程序控制的TPS系统结合激光，通信及CCD技术组合而成的7、奇异值：与前面变形规律不同，但不一定是错误的观测值，所以接受8、回归分析：从数理统计的理论出发，对建筑物的变形量与各种作用因素的关系，在进行了大量的实验和观测后，仍然有可能寻找出它们之间的一定的规律性，这种处理变形监测资料的方法即叫回归分析二、简答题（6分×6＝36分）1、工程建筑物产生变形的主要原因，及变形的分类？由于工程地质，外界条件等因素的影响，建筑物及其设备在施工和运营过程中都会产生一定的变形通常情况下可以分为静态变形和动态变形，根据变形特征可分为变形体自身的形变和变形体的刚体位移。
按变形速度分类：长周期，短周期，瞬时形变。
按变形特点分类：弹性变形和塑性变形原因：(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。
(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。
(3) 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。
分类：(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2、水平位移监测有哪些主要方法？大地测量法，基准线法，专用测量法，GPS测量法3、变形监测方案编制的步骤和主要内容。
1变形监测内容的确定2监测方法，仪器和精度的确定3监测部位和测点布置的确定4 监测频率的确定监测方案编制的步骤（1）收集监测工作所需的基础技术资料；（2）现场踏勘，了解掌握周围环境；（3）编制监测方案初稿；（4）会同有关部门（包括甲方、施工方、监理方等）确定各类监测项目和数据的控制基准；（5）监测方案上报审查、修改完善、报批执行。
变形监测及沉陷工程学内容提要
煤炭高校“十二五”规划教材变形监测及沉陷工程学邓喀中、谭志祥、姜岩、戴华阳、师芸、徐良骥编内容提要本书分为两篇。
第一篇为工业与民用建（构）筑物变形监测及控制技术，包括工业与民用建（构）筑物变形规律、变形监测控制网设计及监测方法、变形监测数据处理及变形控制技术。
第二篇为矿山开采沉陷及控制技术，包括矿山开采沉陷规律及观测站设计、矿山开采沉陷预测、开采沉陷的数值模拟与物理模拟法、建构筑物保护煤柱设计及损害评定方法、建构筑物下采煤技术、水体下（上）采煤技术、开采沉陷对环境的影响及其治理等。
本书为煤炭高校测绘工程专业本科生教材，也可共有关专业研究生、生产技术人员、设计人员和科学研究人员参考。
前言具有矿业特色高校的测绘工程专业大都开设《变形监测与沉陷工程学》课程，原使用教材为1991年何国清等编写的《矿山开采沉陷学》，已不能满足现有大纲教学的要求。
本书是在该教材基础上，为适应教学改革、学科发展需要，删减、合并了部分内容，并增加了工业与民用建筑物的变形监测网设计、变形监测方法和数据处理、变形控制技术等内容，为煤炭高校“十二五”规划教材。
本书涉及面较广，学生在学习本课程前，一般应先学习以下课程：数字测绘技术、高等数学、普通物理、线性代数、概率论与数理统计、矿井地质、煤矿开采、矿山测量、卫星导航及定位技术、弹性力学、误差理论与测量平差等。
全书共分两篇。
第一篇为工业与民用建（构）筑物变形监测及控制技术，包括：变形体变形规律、变形监测网设计、变形监测方法、变形监测数据处理及工程变形控制技术。
第二篇为矿山开采沉陷及控制技术，包括矿山开采沉陷的基本概念、规律、变形观测站设计、开采沉陷预计理论、建筑物下、水体下、线性构筑物下开采技术、井筒煤柱开采及开采沉陷对环境的影响，可根据实际需要进行选修。
本书由邓喀中主编。
参加编写有：邓喀中（前言、第一章、第八章），谭志祥（第五章、第九章、第十章、第十一章）、姜岩（第七章）、戴华阳（第二章、第六章）、师芸（第三章、第四章）、徐良骥（第十二章）。
变形观测与沉陷
若将式2-3、式2-4相加则测站Ⅰ、Ⅱ所测高差之和中消除了标尺零点误差的影响。故作业中应将测站数目安排为偶数。
适用条件
1.适用于地面不平坦的山区，或者两者相近但不通视的复杂地形
2.3
原理
液体静力水准测量又称连通管测量，它是利用静止的液面传递高程的一种测量力法，它的优点是：两点间不需要通视，观测精度高，可实现观测的自动化。
若为两端不测定向角的导线，则应按下述方法进行计算：
（1)首期观测完成后，在图示的坐标系中，按支导线计算各导线点和导线加密点的坐标，并按坐标反算计算A、B二端点间的边长SAB。
（2）以后各周期的重复观测完成后，依同法进行计算，设求得第i号导线点的坐标为xi’和yi’，导线两端点间边长为SAB。
（3）由于观测点（包括端点）的位移，以及观测值中所包含的不可避免的误差，使计算的S’AB不等于其基准值SAB。如果测定了端点位移，并对S’AB施加改正数△S,则S’AB+△S=SAB。这样，以后各周期的重复观测结果均应满足这一边长条件（由于导线两端未观测定向角，故不产生方位角条件）。在图示资用坐标系中，可得
（式1-16）
根据边长平差值和角度平差值计算各点的坐标 和 ，并与首期观测所计算的基准值比较，即可求得各点的位移值 和 。
适用条件
1.可在交通不便、气候恶劣地区，采用导线法来测量位移。
1.4
1.4.1
观
如图所示，1，2，点为互不通视的控制点， 为建筑物上的位移观测点。由于 及 不能直接测量，为此必须测量连接角 及 ，则及通过计算
水准仪在作业中由于受温度等影响，i角误差会发生一定的变化。这种变化有时是很不规则的，其影响在往返测不符值中也不能完全被发现。减弱其影响的有效方法是减少仪器受辐射热的影响，避免日光直接照射。如果认为在较短的现测时间内角误差与时间成比例地均匀变化，则可以采用改变观测程序的方法，在一定程度上消除或减弱其影响。因此水准测量规范对观测程序冇明确的要求，往测时，奇数站的观测顺序为:后视标尺的基本分划，前视标尺的基本分划，前视标尺的辅助分划,后视标尺的辅助分划，简称“后前前后”;偶数站的观测顺序为：前视标尺的基本分划,后视标尺的基本分划，后视标尺的辅助分划,前视标尺的辅助分划，简称“前后后前”。返测时，奇、偶测站的观测顺序与往测偶、奇数站相同。
变形监测复习资料
沉降：沉降表达的是一个向量，既有大小又有方向，表示建筑物的下沉或者上升。
不均匀沉降：建筑物上部荷载分布不均匀使得地基土所承受的荷载的不均匀，造成建筑物沉降量的不均匀就是不均匀沉降。
工后沉降：从施工完毕到沉降稳定，铺轨工程完成后根底设施沉降量。
1变形监测点分为基准点、工作基准点和观测点，每一个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点；首次观测应连续进行2次观测，并以平均值作为首期观测值。
2高速铁路客运专线路基变形监测主要包括路基面沉降监测、路基基底沉降监测、路根本体沉降监测、水平位移监测几个方面。
3基坑工程施工现场监测的内容分为水平位移监测、内力监测、沉降监测三大局部。
5建筑物测量变形监测的工程有沉降监测、水平位移监测、倾斜监测、挠度检测和裂缝监测。
6常用点位稳定性统计检验方法有三角测量法、三维三边测量、精密水准测量等方法。
7建筑物的内部监测是平安监测的重要内容，其监测工程主要是内部位移监测、应力监测、地下水位及渗流监测、挠度检测、裂缝监测等。
变形监测的开展趋势：由于变形监测的特殊要求，一般不允许检测系统中断监测，就要求检测系统能精确、平安、可靠长期而又实时的采集数据，而传统的设备难以满足要求，因此，科研人员在现有的自动化监测技术的根底上，有针对性的研发精度高、稳定性好的自动化监测仪器和设备。
这方面成果有：自动化监测技术、光纤传感监测技术、CT技术的应用、GPS在变形监测中的应用、激光技术的应用、测量机器人技术、渗流热监测技术和平安监测专家系统等。
变形监测网与一般控制网的区别：具有较高的精度和灵敏度，多种观测技术的综合应用，监测网着重于研究点位的变化，周期性重复观测1、变形监测是对被检测的对象或物体〔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。
2、变形监测的目的：1〕分析和评价建筑物的平安状态〔2〕验证设计参数〔3〕反应设计施工质量〔4〕研究正常变形规律和预报变形的方法3、变形监测的意义具体表现在：〔1〕对于机械技术设备，那么保证设备平安、可靠、高效的运行，为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据〔2〕对于滑坡，通过监测其随时间的变化过程，可进一步研究引起滑坡的原因，预报大的滑坡灾害〔3〕通过对矿山由于开挖所引起的实际变形的观测，可以采用控制开挖量和加固等方法，防止危险性变形的发生，同时可以改良变形预报模型〔4〕在地壳构造运动监测方面，主要是大地测量学的任务，但对于近期地壳垂直和水平运动以及断裂带的应力积聚等地球动力学现象、大型特种精密工程如核电厂、粒子加速器以及铁路工程也具有重要的工程意义。
建筑施工测量教学资料建筑物沉降与变形观测
建筑施工测量教学资料建筑物沉降与变形观测建筑物沉降与变形观测1 沉降观测水准点的测设1-1 水准点的布设建筑物的沉降观测是根据建筑物附近的水准点进行的，所以这些水准点必须坚固稳定。
为了对水准点进行相互校核，防止其本身产生变化，水准点的数目应尽量不少于3个，以组成水准网。
对水准点要定期进行高程检测，以保证沉降观测成果的正确性。
在布设水准点时应考虑下列因素:1(水准点应尽量与观测点接近，其距离不应超过100m，以保证观测的精度;2(水准点应布设在受振区域以外的安全地点，以防止受到振动的影响;(离开公路、铁路、地下管道和滑坡至少5m。
避免埋设在低洼易积水处及3 松软土地带;4(为防止水准点受到冻胀的影响，水准点的埋设深度至少要在冰冻线下0.5m。
在一般情况下，可以利用工程施工时使用的水准点，作为沉降观测的水准基点。
如果由于施工场地的水准点离建筑物较远或条件不好，为了便于进行沉降观测和提高精度，可在建筑物附近另行埋设水准基点。
1-2 水准点的形式与埋设沉降观测水准点的形式与埋设要求，一般与三、四等水准点相同，但也应根据现场的具体条件、沉降观测在时间上的要求等决定。
当观测急剧沉降的建筑物和构筑物时，若建造水准点已来不及，可在已有房屋或结构物上设置标志作为水准点，但这些房屋或结构物的沉降必须证明已经达到终止。
在山区建设中，建筑物附近常有基岩，可在岩石上凿一洞，用水泥砂浆直接将金属标志嵌固于岩层之中，但岩石必须稳固。
当场地为砂土或其他不利情况下，应建造深埋水准点或专用水准点。
1-3 沉降观测水准点高程的测定沉降观测水准点的高程应根据厂区永久水准基点引测，采用II等水准测量的方法测定。
往返测误差不得超过?1mm(n为测站数)，或?4。
nL如果沉降观测水准点与永久水准基点的距离超过2000m，则不必引测绝对标高，而采取假设高程。
1-4 观测点的布置和要求观测点的位置和数量，应根据基础的构造、荷重以及工程地质和水文地质的情况而定。
变形与沉陷工程学课程教学大纲
变形与沉陷工程学课程教学大纲课程名称：变形与沉陷工程学英文名称：Deformation monitoring and settlement engineering课程编号：x3071291学时数：32其中实践学时数：8课外学时数：0学分数：2.0适用专业：测绘工程一、课程简介《变形与沉陷工程学》是测绘工程专业一门重要的专业课。
课程内容包括变形控制网建立的基本原理与方法、变形测量控制网的平差计算、变形网的变形分析、工程建(构)筑物的变形测量、边坡工程监测、地下工程监测、水利工程变形监测、现代变形测量技术等通过《变形与沉陷工程学》课程的学习，使学生达到能够运用《变形与沉陷工程学》基本理论知识，解决生产实际中所遇到的有关问题，具备根据不同的变形体，建立变形观测控制网与变形监测的工作能力，为变形监测技术设计书的编写打下坚实基础。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）绪论了解变形测量的对象、目的，掌握变形测量的内容与方法重点：内容与方法（二）变形测量控制网的平差掌握变形测量控制网的平差理论与方法重点：经典平差难点：秩亏自由网的平差（三）变形网的变形分析要求学生至少掌握一种变形网的变形分析的方法。
重点和难点：平均间隙法（四）工程建(构)筑物的变形测量掌握工程建(构)筑物的变形测量理论与方法重点和难点：水平位移、沉陷测量与倾斜测量（五）边坡工程监测了解边坡地质灾害有关内容，掌握边坡移动监测的理论与方法重点：监测的方法与数据处理（六）地下工程监测了解地下工程相关基本知识，掌握地下工程监测的基本方法及测量数据的分析处理重点：地下工程监测的基本方法难点：测量数据的分析与处理（七）水利工程变形监测了解水利工程监测的基本内容，掌握水利工程变形监测的基本方法及测量数据的分析处理重点：水利工程变形监测的基本方法难点：测量数据的分析与处理（8）现代变形测量技术了解变形测量高精度测量机器人系统掌握卫星定位技术进行变形监测重点：卫星定位技术进行变形监测难点：高精度测量机器人系统四、教学方式及学时分配五、课程其他教学环节要求（一）实验：本课共设2个实验，学时为8学时。
建筑物沉降变形观测课业设计
建筑物沉降变形观测课业设计教师姓名：张晓明、石春娟专业：建筑工程技术、工程造价、工程监理学习领域：建筑工程测量学习情境：建筑变形观测教学时间：第3/4学期，8学时一． 工作情境描述本届学生沉降观测内容以山东省某研究院综合办公楼的真实施工项目为主要学习任务载体。
本工程位于山东省济南市经十东路南侧，东临明埠路。
拟建建筑物东西长77.6米，南北长80.4米，主楼高7层，副楼4层。
根据设计要求，为保证建筑物施工期间的正常施工及交付使用初期的沉降变化情况，对其进行沉降观测。
对施工或运营期间的工程建筑物定期进行沉降观测和倾斜观测。
通过观测，对建筑物变形观测的重要性有一定的了解，掌握其观测、计算方法，并对结果进行分析，找出变形原因及其规律。
二． 训 练 项 目1．沉降变形观测方案制定。
2．等级水准测量。
3．沉降变形观测的实施。
4．沉降变形观测数据处理。
5．沉降变形观测报告编写。
本工作任务是建筑工程测量技术中最常见和最重要的工作任务，也是本学习领域的第五个工作任务。
三． 能 力 要 求目标1．正确识读工程图纸，准确地从中获取相关信息。
2．根据工程类型完成沉降变形观测方案制定。
3．观测实施和沉降变形观测数据处理。
4．观测成果整理、检核观测成果、处理与分析数据四．学习内容1．图纸识图2．测量仪器的使用3．标准、规范使用4．沉降、位移观测5．沉降、位移数据处理五．教学条件1．教学设备：水准仪、全站仪2．学习资料：学生工作页、仪器说明书、工程测量规范、视频资料3．教学场地：实训教室、建筑工程综合实训场4．老师安排：两名教师六．教学组织形式以小组合作学习为主，以老师教学和独立学习为辅。
七．学业评价1．自我评价内容：学习准备和计划实施的效果，特别是仪器的使用和参与变形观测项目的内容和完成情况，工作页填写情况，规范的使用。
2．小组互评内容：计划的能力、沟通和协作能力、工作页填写情况、仪器使用、参与变形观测项目的内容和完成情况。
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辽宁科技大学课程设计说明书设计题目：辽宁科技大学体育场西锅炉房烟囱倾斜监测技术设计书学院、系：资源与土木工程学院专业班级：测绘工程2008-2学生姓名：张贺指导教师：宁殿民成绩：2011年12 月18 日目录一、作业目的及任务............................................................................ - 1 -二、测区概况........................................................................................ - 1 -三、测量依据、原则............................................................................ - 2 -四、技术指标........................................................................................ - 2 -五、技术设计内容步骤........................................................................ - 4 -六、上交资料........................................................................................ - 5 -七、参考文献........................................................................................ - 6 -八、附表................................................................................................ - 7 -一、作业目的及任务为满足辽宁科技大学后勤管理部关于体育场西锅炉房院内烟囱变形监测的需要，受辽宁科技大学后勤管理部（甲方）委托，辽宁科技大学资源与土木工程学院测绘工程08级学生（乙方）承揽该烟囱倾斜变形监测任务。
现我单位首先需完成对该烟囱及其所在位置的基本条件进行调查。
为统一技术要求，以保证成果质量，特编写本技术设计书。
1、范围：辽宁科技大学体育场西侧锅炉房院内烟囱。
2、收集该烟囱及其周围平面设计总图与地质勘探资料，并遵照国家颁布的《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）对该烟囱进行倾斜变形监测。
3、以上成果要求提供各个周期的监测数据原始文件及变形监测分析报告。
包括烟囱的变形量以及绘制的变形曲线等。
本次测绘作业主要包括以下几项：1、变形体监测基点的布设；2、变形点的选取；3、变形体的定期变形监测及编制变形监测分析报告；任务：以上成果要求提供各个周期的监测数据原始文件及变形监测分析报告。
二、测区概况辽宁科技大学体育场西侧锅炉房院内烟囱高60m，位于该锅炉房正西侧，如图1所示。
经过对测区现场的勘察得知该烟囱四周环绕建筑物或构筑物，观测条件不好，应该采取适当的方法进行观测。
该烟囱在使用过程中，由于不均匀沉降产生了明显的倾斜，受该单位后勤管理部门的委托，对其进行倾斜变形测量，为后续整治处理提供准确数据。
图1 测区鸟瞰图三、测量依据、原则1、《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）；2、《工程测量规范》（GB50026-2007）；3、通过审批的本工程《技术设计书》。
四、技术指标注：1.筒壁中心线垂直度允许偏差值系指一座烟囱在不同标高的允许偏差 2.中间值用插入法计算注：1、全站仪、电子经纬仪水平角观测不受光学测微器两次重合读数之差指标的限制2、当观测方向的垂直角超过3''±的范围时，该方向2C 互差可按相邻测回方向进行比较，其值应满足一测回内2C 互差的限制4、变形监测基点选点一般原则与应注意的问题（1）选点前应收集与工程相关的各项资料：变形体及周围平面设计总图；地质勘探资料等。
（2）为了提高测角瞄准精度，观测基点的选取不应距变形体太近，基点与变形体之间的距离一般不要小于1.5倍的变形体高度。
（3）观测点本身应牢固稳定，确保点位安全，能长期保存。
（4）要保证测站点与观测变形点之间良好的通视条件。
（5）由于变形测量观测的点位是动态的，与地形测量、工程控制测量等有较大的区别，因而，除严格按等级标准观测、严格按规范操作仪器、严格按规范执行测量方法外，每期观测都必须保证外业观测数据是可靠与准确的，且对于设备、人员的观测条件是相同的；每期观测除应及时地检查测站各项限差外，还必须及时地计算附、闭合路线的高差闭合差，概算测站中误差，若超限，属于外业问题，必须立即返工，尤其是在工程施工阶段，因受施工环境的影响，观测条件一般较差，观测更应按等级标准执行，更应注意对观测成果的检查。
（6) 《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）规定的其他要求。
5、测量限差（1）烟囱允许倾斜变形量根据相关规定与烟囱实际条件，本次变形监测的烟囱底端中心与顶端中心最大允许变形量不得超过65mm 。
（2）观测角度限差 由于观测的中误差应不超过允许变形值的1/20。
因此本次测量的观测中误差为3.25mm 。
所以测角中误差为：6''。
故采用一级三角网测量规定。
测角中误差为5''，采用6''全站仪进行四测回观测，可以达到要求。
（见3、三角形网测量的主要技术指标）（3）距离测量限差由于测距精度对本次测量的影响较小，在此忽略不计。
6、仪器设备的选择技术要求倾斜变形观测采用日本索佳公司生产的set630R 型全站仪。
仪器标称精度为：226ppm +''测距精度：测角精度：五、技术设计内容步骤1、变形体监测基点的埋设根据收集的资料与烟囱的基本资料，本次变形体监测基点埋设在距烟囱大约120米且与烟囱通视的电信楼东侧草坪中，由于该位置看不到烟囱底部，故在烟囱的20米处设置观测标志，并且在计算偏移量时，要按比例算出整体的偏移量。
然后，在烟囱的西侧篮球场距其大约120米的地方埋设一个监测点，用来检核。
2、外业实测方法与要求 用方向法测定水平角。
一测回操作程序： （1）在A 点架设一起，照准烟囱20米处标志，以盘左位置照准烟囱边缘N 点（即：照准零方向标的），按观测度盘表配置度盘。
（2）按顺时针方向旋转照准部1～2周后，精确照准零方向标的，读取水平度盘。
（3）顺时针方向旋转照准部，精确照准Q 方向标的，按（2）款方法进行读数，继续按顺时针方向旋转照准部，依次精确照准P 、M 方向标的并读数，最后闭合至零方向。
（4）纵转望远镜，按逆时针方向旋转照准部1~2周后，依次精确照准N ，M ，P ，Q 方向标的，并按（2）款读数方法进行读数。
（5）计算MAN ∠与PAQ ∠并计算其平分角MAO ∠、NAO '∠（6）再在A 点照准N 点，并将全站仪水平度盘置零，顺时针转动照准部，使水平角等于MAO ∠，制动照准部。
利用全站仪无棱镜测量模式测出A 点到烟囱外壁的距离AG 。
用同样的方法得到AH 的距离。
（7）用同样的方法在B 点进行观测。
注：如上、下半测回角值之差没有超限（本工程定位为±6″），则取其平均值作为一测回的角度观测值，也就是这两个方向之间的水平角。
3、数据处理方法（1）烟囱在水平方向的倾斜量计算：根据相关规定，我们要得到的数据就是OO '的距离e 。
根据三角形余弦定理有2221212cos 2S S OO S S α'+-=从而得出OO '的距离e 。
（12S AG S AH =+=+烟囱底部半径,烟囱顶部半径）。
但由于α很小，故e S αρ=⋅（e 为偏移量）。
这里得到的OO '是烟囱20米处的倾斜偏移量，然后再根据烟囱的高以及烟囱20米处的直径和顶部直径，按比例得出烟囱顶部中心与底部中心的偏移量。
再根据各个时间段观测的数据，绘制变形曲线，根据具体情况采取措施来保护烟囱，防止意外发生。
图2 烟囱倾斜变形观测原理图4、观测周期的确定根据《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）的相关规定，以及本工程的实际，确定下面规定的观测周期：1）、连续三个月平均倾斜偏移量小于1mm时，每季度观测一次，否则每月观测一次；2）、连续季度平均倾斜偏移量小于2mm时，半年观测一次；3）、交工时应进行一次倾斜观测。
六、上交资料1、本工程的技术设计书和技术总结书各一份；2、各个周期的监测数据原始文件与倾斜监测成果资料；3、绘制的变形曲线。
七、参考文献1、《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）.2、《工程测量规范》（GB50026-2007）.3、吕忠刚.小角法倾斜测量的原理及精度分析.[J].长春工程学院学报( 自然科学版)2006 年第7 卷第2 期.11-13.4、闵志鹏,吕寿金.大型烟囱倾斜观测的一种新方法.南方冶金学院学报.2000年6月第2l卷第3期．160-163.5、夏立福,李井春,胡友健,孙华.免棱镜全站仪测距性能的测试及精度分析.地理空间信息.2008年4月第6卷第2期.133-135.6、范百合,夏治国.全站仪无棱镜测距及精度分析.北京测绘.2004年第一期.28-31.7、彭伟平.烟囱倾斜变形观测的新方法及其应用.测绘通报.2004年第十期.38-41.8、彭伟平.烟囱倾斜变形观测优化设计研究及其应用.中国矿业工程.2004年6月第33卷第3期.46-49.9、付宏平,常颖.厂区烟囱倾斜变形测量.测绘通报.2001年增刊.29-31.八、附表方向法观测记录表日期：天气：仪器型号：观测者：记录：复核：。