变形监测概述76883-完整版
变形监测知识点
变形监测知识点概述变形监测是指通过各种监测手段对建筑物、土木工程等结构的变形进行实时监测和分析的技术。
变形监测旨在及时发现和识别结构变形隐患，为工程的安全运行提供科学依据。
变形监测的知识点涉及多个学科领域，包括测量学、力学、数学等。
变形监测方法1. 系统测量法系统测量法是一种常用的变形监测方法，通过经过布设的测点对结构的变形进行连续测量。
常见的系统测量法包括全站仪测量法、GPS测量法、倾斜仪测量法等。
这些方法可以对结构的位移、倾斜、变形形态等进行准确测量，从而获得结构的变形信息。
2. 传感器监测法传感器监测法是一种基于传感器的变形监测方法，通过布设传感器对结构的变形进行实时监测。
常见的传感器监测法包括应变计监测法、压力传感器监测法、位移传感器监测法等。
这些传感器可以对结构的应变、压力、位移等参数进行实时监测，从而获取结构的变形信息。
3. 非接触监测法非接触监测法是一种基于无接触测量原理的变形监测方法，通过光学、雷达等技术对结构的变形进行监测。
常见的非接触监测法包括激光测量法、摄像头监测法、遥感监测法等。
这些方法可以实现对结构变形的非接触式测量，具有高精度、高效率的特点。
变形监测参数在进行变形监测时，常常需要对一些重要的变形参数进行测量和分析。
常见的变形监测参数包括位移、倾斜、应变等。
1. 位移位移是指结构在空间上相对变形前位置的偏移。
位移监测可以得到结构的变形形态和位移速率等信息，从而判断结构的变形状态。
2. 倾斜倾斜是指结构某一部分相对于参考平面产生的倾斜变化。
倾斜监测可以获得结构的整体倾斜状况，从而判断结构变形的情况。
3. 应变应变是指材料在受力时产生的变形量与初始长度之比。
应变监测可以判断结构变形所受到的力的大小和方向，从而评估结构的工作性能和安全性。
数据分析与评估变形监测的数据分析与评估是对监测数据进行处理和判断的过程。
常见的数据分析与评估方法包括数据拟合、统计分析、数学模型等。
1. 数据拟合数据拟合是指通过数学函数和曲线拟合对监测数据进行分析和处理的方法。
变形监测分析与预报的的基础理论
模型参数估计
利用已知数据对模型参数 进行估计，确保模型能够 准确反映变形规律。
变形监测数据处理
数据筛选
根据监测目标和实际情况 筛选出有价值的数据。
数据融合
将多个来源的数据进行融 合，提高数据精度和可靠 性。
数据降噪
去除数据中的噪声和干扰， 提高数据质量。
变形分析方法
趋势分析
分析变形数据的长期变化趋势， 预测未来变形情况。
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05 变形监测的实践应用
大型工程结构的变形监测
大型桥梁
对大型桥梁进行实时监测，确保其结构安全和稳定性，预防因变 形过大而引发的安全事故。
高层建筑
高层建筑在施工和使用过程中，通过变形监测确保其垂直度和水平 度在安全范围内，防止倾斜或沉降。
大型水利工程
对水库大坝、水电站等大型水利工程进行变形监测，及时发现异常 变形，保障工程安全。
对比分析
将不同时间或不同地点的变形数据 进行对比，找出相似点和差异点。
回归分析
利用已知变量预测变形量，建立回 归模型，为变形预报提供依据。
04 变形监测的预报与预警
变形监测的预报模型
回归分析模型
通过选择对变形结果影响显著 的因素作为自变量，建立回归
方程，预测变形趋势。
时间序列分析模型
利用时间序列分析方法，对变 形数据进行处理和分析，预测 未来变形情况。
目的
通过对变形体的监测，了解其变形情 况，分析变形的规律和原因，预测变 形的趋势，为工程安全、灾害防治等 提供科学依据。
变形监测的重要性
工程安全保障
通过对建筑物、桥梁、隧道等工程设施的变形监测，及时发现异常 变形，采取措施防止事故发生，保障人民生命财产安全。
变形监测完整版资料
变形监测完整版资料1、变形监测定义是指对被监测的对象或物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。
2、变形监测的目的1）分析和评价建筑物的安全状态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法3、变形监测的意义对于机械技术设备，则保证设备安全、可靠、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；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成因，预报大的滑坡灾害；通过对矿山由于矿藏开挖所引起的实际变形观测，可以采用控制开挖量和加固等方法，避免危险性变形的发生，同时可以改变变形预报模型；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、大型特种精密工程以及铁路工程也具有重要的意义。
4、变形监测的特点1）周期性重复观测2）精度要求高3)多种观测技术的综合应用4）监测网着重于研究电位的变化5、为了最大限度地测量出建筑物的变形特征数据，减少测量仪器、外界条件等引起的系统性误差影响，每次观测时，测量的人员、仪器、作业条件等都应相对固定。
例如，在进行沉降观测时，要求在规定的日期，按照设计线路和精度进行观测，水准网形原则上不准改变，测量仪器一般也不准更改，对于某些测量要求较高的情况，测站的位置也应基本固定。
6、建筑物变形的一般分类在通常情况下，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。
7、按变形特征分类变形可分为变形体自身的形变和变形体的刚体位移。
1）自身变形，伸缩，错动，弯曲扭转。
2）钢体的位移，整体平移，转动，升降，倾斜。
8、变形监测的主要内容现场巡视；位移监测；渗流监测；应力监测等。
变形监测资料
名称解释1.变形监测：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。
2.瞬间变形：是指在短时间荷载作用下发生的瞬间变形。
3.液体静力水准测量：也称连通管测量，是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。
4.长周期变形：指在比较长的时间段内发生的循环变形过程。
5.变形监测点：是直接埋设在变形体上的能反映建筑物变形特征的测量点，又称观测点，一般埋在建筑物内部，并根据测定他们的变化来判断这些建筑物的沉陷与位移。
6.视准线法：利用经纬仪或视准仪的视准轴构成基准线，通过该基准线的铅垂面作为基准面，并以此铅垂面为标准，测定其他观测点相对于该铅垂面的水平位移量的一种方法。
7.引张线：在两个工作基点间拉紧一根不锈钢丝而建立的一条基准线。
8.挠度：建筑物在应力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成为挠度。
9.深层水平位移：基坑围护桩墙和土体在不同深度上的水平位移。
10.土体分层沉降：指地表以下不同深度土层内点的沉降或隆起。
11.基坑回弹：基坑开挖后，由于卸除地基自重，引起基坑底面及坑外一定范围内土体相对于开挖前的回弹变形。
12.激光垂准法：利用激光垂准仪，测定建筑物底部和顶部距离垂准激光束的距离差，从而计算建筑物某轴线（某一面）的倾斜度。
13.正垂线：将钢丝上端悬挂于建筑物顶部，通过竖井至建筑物的底部，在下端悬挂重锤，并放置在油桶之中便于垂线的稳定，以此来测定建筑物顶部至底部的相对位移。
14.倒垂线：将钢丝的一端与锚块固定，而另一端与浮托设备相连，在浮力作用下，钢丝被张紧，只要锚块稳定不动，钢丝将始终位于同一铅垂线位置上，从而为变形监测提供一条稳定的基准线。
15.土体回弹测量：测量地铁盾构隧道掘进后相对于地铁盾构隧道掘进前的隧道底部和两侧土体的回弹量。
16.桥面挠度：是指桥面沿轴线的垂直位移。
简答1.变形监测的主要目的有哪些?（1）分析和评价建筑物的安全状态（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法2.变形监测的主要内容有哪些?（1）现场巡视（2）位移监测（3）渗流监测（4）应力监测（5）环境量监测（6）周边监测3.变形监测点分哪几类?各有什么要求?1）基准点：基准点埋设在稳固的基岩上或变形区域以外,尽可能长期保存，稳定不动，每个工程一般应建立3个基准点,以便相互校核,确保坐标系统的一致。
变形监测
第一章变形、变形（Deformation）是指物体在外来因素作用下产生的形状、大小或者位置的改变。
引起变形的外来因素主要包括外加力和温度。
变形监测，也称为变形测量或变形观测，是指对物体的变形进行监视测量。
变形监测是一项用各种测量仪器（传感器）对所监测物体在荷载和环境变化作用下产生的变形，进行数据采集、数据计算处理、变形分析与预报的测量工作。
变形观测方法一般分为四类：1、地面测量方法2、空间测量技术3、摄影测量和地面激光扫瞄4、专门测量手段变形观测数据分析内容1、几何分析——是分析变形体在空间中和时域中的变形特性；2、物理解释——是分析变形与变形原因之间的关系，用于预报变形，理解变形的机理。
变形的物理解释方法1、统计分析法（或称回归分析法）——回归分析法是通过分析所观测的变形和变形成因之间的相关性来建立2、确定函数法——确定函数模型法是利用荷载、变形体的几何性质和物理性质，以及应力第二章建筑物垂直位移观测应该在基坑开挖之前进行，并且贯穿于整个施工过程中，而且延续到建成后若干年，直至沉降现象基本停止为止。
垂直位移测量通常采用水准测量方法为了减少系统误差的影响，一般考虑采取以下措施：（1）固定观测路线——设置固定的安置仪器点和立尺点（2）固定观测仪器和人员——监测工作中使用固定仪器和水准标尺，有条件时最好固定人员进行观测。
三固定：路线、仪器、人员保证水准基点稳定的措施远离——深埋——成组埋设——如果布设的水准基点与沉陷观测点之间的距离较远，需要在水准基点和沉陷观测点之间布置联系点，称为工作基点，垂直位移观测包括：①基坑回弹观测——②地基土分层沉降观测——③建（构）筑物基础——④建（构）筑物本身的沉降观测——⑤地表沉降观测——目前垂直位移观测最常用的是精密水准测量方法，有的情况下也有应用液体静力水准测量方法观测。
观测点布设有以下要求：（1）在基坑中央和距基坑底边缘约1/4坑底宽度处，以及其他变形特征位置设观测点。
变形监测概述
1.2 变形监测技术及其发展
变形信息获取方法的选择取决于变形体的特征、 变形监测的目的、变形大小和变形速度等因素。 在全球性变形监测方面，空间大地测量是最基本最 适用的技术，它主要包括全球定位系统（GPS）、甚长 基线射电干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、 激光测月技术（LLR）以及卫星重力探测技术（卫星测 高、卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量）等技术手段；
LOREM IPSUM DOLOR
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课程：变形监测与数据处理
授课教师: 陈志伟 黑龙江工业学院
资源工程系
变形监测数据处理
主要参考书:
1.陈永奇,吴子安,吴中如.变形监测分析与预报. 北京:测绘出版社,1998
2.吴子安.工程建筑物变形观测数据处理. 北京:测绘出版社,1989
1.1 变形监测的内容、目的与意义
1.1.2 变形监测的内容
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。对于混 凝土坝，以混凝土重力坝为例，由于水压力、外 界温度变化、坝体自重等因素的作用， 其主要观 测项目主要为垂直位移（从而可以求得基础与坝 体的转动）、水平位移（从而可以求得坝体的扭 曲）以及伸缩缝的观测，这些内容通常称为外部 变形观测。此外，为了了解混凝土坝结构内部的 情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进 行观测，这些内容通常称为内部观测。
变形监测技术的未来gps在工程中的应用gpsgps在高层建筑动态监测中的在高层建筑动态监测中的应用应用gps动态监测监测方案gpsgps在在高层建筑高层建筑动态监测中的应用动态监测中的应用结构振动频段信号的频谱分析及对比结构振动频段信号的频谱分析及对比gps用于桥梁的安全监测gps在工程中的应用gps用于桥梁的安全监测gps在工程中的应用武汉长江二桥gps动态监测gps在工程中的应用武汉长江二桥gps动态监测020406024026028030频率fhz监测点wh02相对于基准站wh01在h方向的频谱图gps在工程中的应用武汉长江二桥gps动态监测监测点wh02相对于参考点wh03在h方向的频谱图020406024026028030频率fhzgps在工程中的应用武汉长江二桥gps动态监测参考点wh03相对于基准站wh01在h方向的频谱图020406024026028030频率fhz在动态监测方面过去一般采用加速度计激光干涉仪等测量设备测定建筑结构的振动特性但是随着建筑物高度的增高以及连续性实时性和自动化监测程度的要求加强常规测量技术已越来越受到局限
变形监测
保密
3.变形监测基本方法
常规测量方法
保密
摄影测量方法
保密
空间测量方法
保密
特殊测量方法
保密
小角法 小角法是水平位移监测中常用的方法,通过测定基准线 方向与观测点的视线方向之间的微小角度从而计算观 测点相对于基准线的偏离值,根据偏离值在各观测周期 中的变化确定位移量。
保密
小角法偏移距离计算公式：d=
保密
第五题（ 18 分） 某城市建设一座 50 层的综合大楼，距离 1 号运营地铁线的最近水平距离为 40 m，需对开挖 基坑、综合大楼及相邻的地铁隧道进行变形监测，变形监测按照《工程测量规范》（ GB 50026-2007） 和《城市轨道交通工程测量规范》（ GB 50308-2008）中变形监测Ⅱ等精度要 求实施。开挖基坑监测：基坑上边缘尺寸为 l00 m× 80 m，开挖深度为 25 m，在基坑周边布 设了四个工作基点 A、 B、 C、 D，变形监测点布设在基坑壁的顶部、中部和底部；监测内容 包括水平位移、垂直位移和基坑回填等；基坑开挖初期监测频率为 1 次／周，随着基坑开挖 深度的增加，相应增加监测频率；监测从基坑开挖开始至基坑回填结束。监测到第 12 期时， 发现由工作基点 A 测量的所有监测点整体向上位移，而由工作基点 B、C、 D 测量的监测点 整体下沉或不变。综合大楼监测：大楼的监测点布设顶部、中部和基础上，沿主墙角和立柱 布设；监测内容包括基础沉降、基础倾斜和大楼倾斜等；监测频率为 1 次／周；监测从基础 施工·184·201 3 年度全国注册测绘师资格考试试题解析开始至大楼竣工后 1 年。 地铁隧道监测：监测范围为综合大楼相邻的 200 m 区段；监测内容包括隧道拱顶下沉、衬砌 结构收敛变形及侧墙位移等；变形监测点按断面布设，断面间距为 5 m，每个断面上布设 5 个监测点，每个点上安装圆棱镜，采用 2 台高精度自动全站仪自动测量；监测频率为 2 次／ 天；隧道监测从基坑开挖前一个月至大楼竣工后 1 年。监测数据采用 SQL数据库进行管理， 数据库表单包括周期表单、工程表单、原始数据表单、测量仪器表单、坐标与高程表单等。 监测成果包含监测点坐标数据、变形过程线及成果分析等。 问题： 1 ．该段地铁隧道变形监测中，总共需布设多少个断面监测点？对两台高精度自动全站仪的 安置位置有什么要求？ 2．利用数据库生成监测点的变形过程线时，需要调用到哪些表单？并说明理由。 3．从测量角度判断有工作基点 A 测量的基坑监测点向上位移的原因，并提出验证
变形监测概述 PPT
水库蓄水后 (2～3年)
3～6个月 半个月 1季度 1季度
正常运营
半年 1个月 6～12个月 半年
如遇特别情况,如暴雨、洪水、地震等,应进行加测。 及时进行第一周期的观测有重要意义。因为延误最初的测量就估计失去差不多发 生的变形数据,而且以后各周期的重复测量成果都是与第一次成果相比较的,因此 应特别重视第一次的观测质量。
变形测量的实用意义——安全监测。
坚持长期的、严密的变形测量能够幸免或减少损失。
瑞士的Zeuzier拱坝,高156m,在竣工后20多年中,大坝运行正常,但1978 年突然发现异常,坝顶下沉10cm,拱座间距离缩短5cm,拱冠顶向上游移动 9cm,超出估计变形值一倍以上。发现异常后,泄放了库中90﹪的水,发现 坝体已产生裂缝。认真检查和分析原因,得知这是由于离坝不远处(距大坝 1400m、比坝低300m),正在开挖一条穿过阿尔卑斯山的公路隧道所造成 的,当隧道工程停止后,坝体变形明显减小。
✓反馈设计施工质量 ✓验证设计参数 ✓研究正确的变形规律和预报变形的方法
3、变形测量的特点
✓ 周期性重复观测
变形测量的主要任务是周期性地对观测点进行重复观测, 以求得其在观测周期内的变形信息。周期性是指观测的时 间间隔是固定的,不能随意更改;重复性是指观测的条件、 方法和要求等基本相同。
✓ 着重于研究点位的变化
5、变形测量的精度
国际测量师联合会（FIG）1971年第13次大会上，变形 测量小组提出：“如果变形测量是为了确保建筑物的安全、 使变形值不超过某一允许的数值，则其观测值的误差应小于
变形允许值的 1 1 ；如果是为了研究变形的过程，则其 10 20
误差应比上面这个数值小得多（小于变形允许值的
1 1 ），甚至应采用目前测量手段和仪器所能达到的最 20 100
变形监测第一章 绪论
4）研究正常的变形规律和预报变形 的方法
博观而约取,厚积而薄发！
建筑变形的原因：
1）外部原因：建筑物自重、动荷载、振 动或风力
2）内部原因：地质勘察不充分、设计错 误、施工质量差、施工方法不当
博观而约取,厚积而薄发！
三、变形的一般分类
• 静态变形
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。
博观而约取,厚积而薄发！
5.6 周边监测 • 周边监测主要指对工程周边地区可能发 生的对工程运营产生不良影响的监测工 作； • 主要包括：滑坡监测、高边坡监测、渗 流监测等。
博观而约取,厚积而薄发！
六、变形监测的特点 1）进行周期性重复观测
2）精度要求高
3）多种测绘技术的综合应用
常规测量方法、专门测量方法、自动测量方法、摄影 测量方法、GPS、CT、光纤、测量机器人
博观而约取,厚积而薄发！
GPS技术的作业模式 GPS应用于变形监测的作业方式可划分为周期性 和连续性两种模式(Episodic and Continuous Mode)
周期性变形监测与传统的变形监测网区别不大，一般 采用GPS静态相对定位法进行测量，数据处理与分析一般都 是事后的。变形基准的选择与确定成为热点。 连续性变形监测是用固定监测仪器进行长时间数据采 集，获取变形数据序列。根据变形体的特征，可采用静态相 对定位和动态相对定位两种方法，要求能实时响应变形，对 数据处理与分析要求更高。
博观而约取,厚积而薄发！
5.2 环境量监测
• 环境量监测一般包括气温、气压、降水量、风 力、风向等。 • 对于水工建筑物，还应监测库水位、库水温度 、冰压力、坝前淤积和下游冲刷等； • 对于桥梁工程，还应监测河水流速、流向、泥 沙含量、河水温度、桥址区河床变化等。 • 总之，对于不同的工程，除了一般性的环境量 监测外，还要进行一些针对性的监测工作。
变形监测基本概念
变形监测基本概念变形监测是对监视对象或物体（简称变形体）进行测量确定其空间位置随时间变化的特征。
变形监测分静态变形监测和动态变形监测，静态变形通过周期测量得到，动态变形通过持续监测得到。
变形监测有实用上和科学上两方面的意义。
实用上的意义主要是监测各种工程建筑物和地质构造的稳定性，及时发现异常变化，以便采取措施。
科学上的意义包括更好地理解变形的机理，验证有关工程的理论，以及建立正确的预报变形的理论和方法等。
（1）工程变形监测涉及的监测对象主要包括以下两类：①局部性的变形监测，是监测工程建筑物及其场地的沉降、水平位移、挠度和倾斜等；②区域性的变形监测，也称形变监测，是对城市、工矿区等区域性地面沉降的监测。
目前，有代表性的变形体有高层建筑物、大坝、桥梁、边坡、地表沉降、基坑以及大型罐体等。
（2）与工程建设中的地形测量和施工测量相比，变形监测具有以下特点：①重复观测。
这是变形监测的最大特点。
重复观测的频率取决于变形的大小、速度以及观测目的。
第一次观测称为初始周期或零周期观测。
每一周期的观测方案如监测网的图形、使用仪器、作业方法乃至观测人员都要尽可能一致。
②精度高。
相比其他测量工作，变形观测精度要求高，有时精度要求达到1mm 或相对精度达到10-6。
但对于不同的任务或对象，精度要求有差异，即使对于同一建筑物的不同部位，观测精度也不尽相同。
③需要综合应用多种测量方法。
由于各种测量方法都有其优缺点，因此根据工程的特点和变形监测的要求，综合应用地面测量方法（如几何水准测量、三角高程测量、方向和角度测量、距离测量等）、空间测量技术（如GNSS技术、合成孔径雷达干涉等）、近景摄影测量、地面激光雷达技术、3D激光扫描仪技术以及专门测量手段，可以起到取长补短、相互校核的目的，从而提高了变形监测的精度和可靠性④变形监测的数据处理要求更加严密。
变形监测数据处理和分析中，经常需要多学科知识的交叉配合，才能对变形体进行合理的变形分析和物理解释。
变形监测
一、变形监测概述1、变形监测的主要内容变形监测的内容，应根据变形体的性质和地基情况决定。
对水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测，这些内容称为外部观测。
为了了解建筑物(如大坝)内部结构的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容常称为内部观测，在进行变形监测数据处理时，特别是对变形原因做物理解释时，必须将内、外观测资料结合起来进行分析。
2、变形监测的主要目的和意义变形监测的目的与意义为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。
其具体表现为对于大型建筑物，主要是保证建筑物的安全运营，提高运营效益；对于机械设备，则保证设备安全、可靠、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；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成因，预报大的滑坡灾害；对于矿山，通过对矿藏开挖所引起的实际变形的观测，采用控制开挖量和加固等方法，避免危险性变形的发生。
另外对地壳构造运动的监测，对保证大型特种精密工程的安全运营也具有十分重要的工程意义。
二、桥梁变形监测工程监测的主要内容是通过在广深高速公路沿线布设水准控制网，并增设水准控制点进行完善，对广深高速公路主线桥梁进行桥梁沉降监测及承台水平位移监测，旨在了解桥梁结构运营变形情况，指导下一步的养路工作。
（1）沉降观测点布设及网的测量本工程所有需监测的桥梁监测点已布设完成，对于少数破坏需补充布设的根据现场实际情况在桥墩底部重新布设。
同时，沉降观测网采用闭合水准路线或附合水准路线，并按照三等水准要求进行，观测点的精度按照四等要求控制。
（2）沉降监测本项目沉降监测所采用的测量仪器是DINI 12高精度数字水准仪(±0.3mm／km)，所用仪器事先经过检定合格并在项目具体实施前经过校正。
在布设水准路线时，根据监测点的分布情况埋设工作基点，采用闭合或附合水准路线，保持前后视距，固定观测路线同时满足变形监测的“三定”要求(路线固定、仪器固定、人员固定)。
变形监测
变形监测课程名称变形监测学院：矿业学院专业：测绘工程姓名：张启万学号：080801110164 年级：08级任课教师：张显云2009年11月25日第一部分边坡工程变形监测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荷载和外力作用下，变形体的大小、形状和位置变化的空间状态和时间特征。
变形监测工作是人们通过变形现象获得科学知识、检验理论和假设的必要手段。
根据变形体的研究范围，可以分为以下三类：（1）全球性变形研究（2）区域性变形研究（3）工程和局部性变形研究下面我们主要对工程和局部性研究中边坡工程变形监测进行学习和探讨。
一、边坡工程变形监测的特点、内容和技术手段（一）边坡工程变形监测的特点：1．监测区域大,涉及的岩土性质复杂；2．监测的内容相对较多，主要有地面变形监测和地下变形监测，物理参数如应力等参数监测，环境因素如地下水、天气、地震因素的监测；监测的工作量大，工种复杂，对于监测人员而言，必须是多面手，对于不同的工作都能适应。
3.边坡逐渐形成，部分监测点的位置要随之变动；4．监测的周期较长，一般不少于2年或更长时间，有时是贯穿于整个工程建设过程中.（二）边坡变形监测的内容和方法监测内容：1、地表变形：位移和沉降2、地声：地音量测3、地下变形：位移和沉降4、应变5、水文：观测地下水位、观测孔隙水压、观泉流量、观河水位6、环境因素：测降雨量、测地温、地震监测监测方法1、简易观测法2、设站观测法3、仪表观测法4、远程观测法一)简易观测法人工观测：地表裂缝、地面鼓胀、沉降、坍塌；建筑物变形特征；地下水位变化、地温变化等现象。
简易测量：在边坡关键裂缝处埋设骑缝式简易观测桩；在建（构）筑物裂缝上设简易裂缝测量标记；用途：用于已有滑动迹象的病害边坡的监测；从宏观上掌握崩塌、滑坡的变形动态及发展趋势；初步判定崩滑体所处的变形阶段及中短期滑动趋势；仪表观测的补充。
二)设站观测法要点：在边坡体上设立变形观测点（成线状、格网状等）；在变形区影响范围之外稳定地点设置固定观测站；用测量仪器定期监测变形区内网点的三维位移变1．大地测量法测二维水平位移：前方交会法（两方向或三方向）；双边距离交会法。
变形监测总结
第一章变形的概念：指变形体（根据变形监测区域大小，可将变形监测对象分为三大类：全球性的、区域性的、工程与局部性的，本文统称其为变形体）在各种致变因素的作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。
变形观测的概念：指为了解变形量大小，通过定期测量观测点相对于基准点的变化量，从历次观测结果比较了解变形随时间与空间的发展情况。
这个过程即是变形观测。
产生变形原因：1.自然原因：地震、板块运动、日照、风震2.人为的原因：（1）地下水的过量抽采（2）地下矿物的开采（3）建筑物的荷载（4）其它因素变形的危害与控制：变形的危害：1）地面建（构）筑物裂缝、倒塌；2）交通、通讯设施损害管线损害；3）港口设施失效4）桥墩下沉，净空减小，水上交通受阻5）滨海城市海水侵蚀 6）诱发地震控制：（1）控制地下水开采；（2）进行地下水回灌，保持地下水位；（3）加固建筑物进行等。
变形观测的目的：确保工程安全运营进行变形分析，建立预报变形的理论和方法变形观测的主要内容：沉降观测、水平位移观测、裂缝观测、倾斜观测、挠度监测、滑坡监测等变形观测的意义：实用上：检查各种工程建筑物及其基础的稳定性，及时掌握变形情况，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科研上：更好地理解变形机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动假说，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型变形观测的主要技术方法：1.常规测量方法2.GPS的应用3.摄影测量方法4.特殊测量手段法5.综合各种技术方法。
变形观测的特点：1.精度要求高2.重复观测3.数据处理要求高4.多学科的配合5.责任重大变形的分类：一般情况，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。
变形监测
1变形是自然界普遍存在的现象,各种荷载作用于变形体,使其形状,大小及位置在时间域或空间域发生变化均为变形.2变形监测就是利用测量仪器及其它专用仪器和方法对变形体的各种变形现象进行监视,观测,并最终确定各种荷载和外力的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.3动态变形: 是指在外力作用下产生变形,它是以外;力函数来表示的动态系统对时间的变化,其观测结果是表示建筑物在某个时刻的瞬时变形,4静态变形; 是指变形监测结果仅表示时间的函数.5参考基准;经典的测量控制网平差时必须具备的起算数据,并以这些必要的起算数据为基准,确定其他的网点的坐标,这些必要的起算数据称为参考基准.6变形网实质上仍然是一个如何确定网点位置的测量控制网,因此完全可以按经典控制网的平差方法来平差,确定网点位置.变形网的平差一般采用间接平差法.7变形控制网;当使用大地测量方法和摄影测量方法时,往往需要建立平面和高程控制网,并在观测对象上及周围布置一系列观测点,通过对控制网及观测点重复测量,获得观测数据,最后确定变形的大小和规律,这种用于变形监测的控制网,称为变形控制网.8绝对网;指有部分点位于变形体外的监测网.9相对网;指网的全部点位于变形体上的监测网.10变形监测的对象:全球性变形研究, 区域性变形研究, 工程和局部变形研究.11变形类型:周期性变形,瞬时变形静态变形,动态变形12变形过程分为:缓慢变形变形发展变形加剧急剧变形13平差基准:固定重心平稳14形亏是指缺少必要的观测值数亏是指缺少必要的已知数据15变形监测包括内部和外部16建筑物变形测量包括: 建筑物本身建筑物地基及其地场的变形17桥梁的基本类型:简支梁桥拱桥刚构桥悬索桥斜拉桥及其组合体系桥18基坑工程施工现场监测内容:围护结构本身和相邻环境19变形监测的目的:1)变形监测是工程管理运行的安全手段.2)通过在施工及运营期对变形体进行观测,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,可以对不同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,维护管理和科学研究工作提供相关资料,为建筑结构安全评价提供分析数据..3)变形监测是人们通过变形现象,获得科学知识,检验理论和假设的必要手段.20监测技术的发展趋势:1)多种传感器,数字近景摄影,全自动跟踪全站仪和GPS的应用将走向实时,连续,高效率,自动化,动态监测系统的发展方向.2)变形监测的时空采样率会得到提高3)可在恶劣环境下长期稳定,可靠的运行4)远程在线实时监控及网络监控的应用21产生变形的原因:1)自然条件及变化2)与建筑物本身相联系的原因3)勘测,设计.施工及运营管理工作做得不合理所造成的建筑物结构变形22GPS在变形监测中的应用特点:1)测站间无需同时同视2)可同时提供监测点的三维位移信息3)可全天候监测4)监测精度高5)操作简便,易于实现监测自动化23交会法实施的特点及要求:1)两侧站点位置在观测周期中不变2)不同观测周期网形保持不变3)交会角90度左右24秩亏网平差与经典网平差的关系:1)两种平差方法所求得的改正数V及平差值L相同2)两种算法所求得的坐标一般是不同的3)两种方法所求得tr(Qxx)不同25边坡工程监测的特点：1)岩土体介质的复杂性2)监测的内容相对较多3)监测的周期较长26边坡工程监测的方法：1)简易观测法2)设站观测法3)仪表观测法4)远程监测法27土坝变形的主要因素：1)渗透变形：当渗透水流在土壤中运动时，土壤可能产生破坏性的渗透变形，导致水工建筑物的失事，这种变形包括管涌，流土，接触冲刷，接触流土等，后果是造成建筑物不均匀沉降2)土坝沉陷：土坝水平位移是不主要的，主要的是沉陷，施工期间坝基和坝身一直是沉陷，直到施工结束，坝基沉陷量为总沉陷量的50%-70%监测的内容：主要获取边坡的变形机理、地质灾害防治和治理效果的反馈，以及对工程信息的影响等信息，通过监测信息的分析得到坡体变形破坏的各种特征信息，分析其动态变化规律，进而预测边坡工程可能发生的破坏，为防灾、减灾提供依据什么是秩亏？不预习假定固定点，所有网点等同看待，即所有网点坐标都视为待定量，但由于数据，按秩亏自由网平差方法组成法方程后，求出的法方程系数矩阵是秩亏的。
变形监测
GPS变形监测摘要：变形在一定范围内被认为是允许的，但如果变形超过允许值，则可能引发灾害。
因此，科学、准确、及时地分析和预报自然物及工程建筑物的变形状况，具有十分重要的意义。
本文详细探讨了变形监测网中点位稳定性分析的各种方法，研究了GPS周期性重复监测网数据处理的一般模型，重点研究GPS基线向量网中粗差处理的理论和方法。
关键词：变形监测GPS技术1 概述随着经济、社会的发展，科学技术的进步，人们对高质量的大型桥梁、水电站的需求也日益增长，变形监测方法主要有传统的大地测量方法、特殊大地测量方法、摄影测量方法、智能全站仪、空间测量技术等，近年来，由于GPS具有劳动量相对小、全天候、速度快、精度高等优点已经广泛应用于地表的变形监测，对于较小区域监测，利用最小二乘原理来估计或者通过基线向量的重复性来评定时程序较为常用，ashtech solutions 软件恰好可以根据观测数据运用最小二乘算法，对观测数据进行结算、平差，并且结果满足精度要求，在GPS数据处理中的应用得到广泛的研究。
对不稳定区域进行及时监测，避免灾难性事故的发生。
2 GPS简单原理：GPS接收机接收GPS卫星的导航电文，导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
当用户端接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
理论上来说，只需要接收三颗GPS卫星的导航电文即可准确定位，但由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
3 变形监测：所谓变形监测，就是利用测量仪器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。
11 测量学-变形观测
面积加载。
天津市人民会堂办公楼新建天津市科学会堂学术楼相邻
30m
高5.6m(办公楼) 27m
开裂宽度100 mm
（学术楼）高
18m
22mBiblioteka 27m七、建筑物倾斜测量
建筑物不均匀的水平位移——高程建筑物 建筑物不均匀的沉降——基础倾斜
多层和高层建筑物基础倾斜容许值
建筑物高度（m） 倾斜容许值（mm）
≤24 4
24~60 3
60~100 2
＞100 1.5
高耸结构基础的倾斜容许值
建筑物高度（m） ≤20 倾斜容许值（mm） 8
20~50 6
原因：两楼太近，学术楼产生地基附加应用，扩散到办公 楼地基中，造成下沉。
天津市人民会堂办公楼墙体开裂情况（1986年7月摄）
香港、重庆人口稠密建筑密集，所以房子建在山坡上，一 次滑坡造成数万立方米土下滑，土下滑造成建筑物倒塌.
四、变形监测特点
1. 测量精度高：一般位置精度为1mm，相对精度1ppm 2. 重复观测：测量时间跨度大，观测时间和重复周期
50~100 5
100~150 4
150~200 3
200~250 2
测量方法
1、深基坑的倾斜测量 ——采用钻孔测斜仪
测斜仪探头： 竖直角传感器—圆气泡测倾斜 方位传感器—指南针测方位 CCD摄象系统
微机：将图象处理成坐标
2、房物建筑的倾斜观测 ——直接利用经纬仪投点法测量
i a H
3、塔式建筑物的倾斜测量 测定顶部中心相对于底部中心的偏心位移量