第13章_工程建筑物垂直位移与水平位移观测
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垂直位移观测课件
统计分析
利用统计学方法对处理后的数据进 行统计分析，提取有意义的信息。
结果解释与评估
结果解释
根据分析结果，对垂直位移现象进行解释，例如分析原因、影响因素等。
结果评估
对分析结果进行评估，包括可靠性、精度、误差分析等，以便更好地指点后续 工作。
04
垂直位移观测的误差来源与控制
误差来源分析
仪器误差
由于仪器本身的不完善，如望远 镜的放大倍数、视准轴误差等，
目的
通过对垂直位移的观测，可以及时发现和解决潜伏的安全隐患，保证人民群众的生命财产安全。同时 ，对于一些重要的建筑物、构筑物等，通过对其垂直位移的观测，可以为其维修、加固或更新提供数 据支持，提高其使用寿命和安全性。
垂直位移观测的历史与发展
历史
垂直位移观测有着悠久的历史。在中国 古代，人们就已经开始对建筑物等进行 沉降观测。随着科学技术的发展，垂直 位移观测技术也不断得到改进和完善。 目前，全球范围内都在广泛开展垂直位 移观测工作。
工程实例二：高层建筑垂直位移观测
总结词
高层建筑垂直位移观测是保证建筑结构安全 的重要手段，通过观测数据的分析，可以评 估建筑物的整体性能和安全性。
详细描述
高层建筑由于其特殊的结构情势和所处的环 境，容易受到风、地震等自然因素的影响， 导致结构的位移和变形。通过对高层建筑进 行定期的垂直位移观测，可以及时发现这些 特殊变化，采取相应的加固措施，确保建筑 物的安全性和稳定性。
的交通安全问题。
工程实例四：水库大坝垂直位移观测
要点一
总结词
要点二
详细描述
水库大坝垂直位移观测是保证水库大坝安全的重要措施， 通过观测数据的分析，可以评估大坝的稳定性和安全性。
利用统计学方法对处理后的数据进 行统计分析，提取有意义的信息。
结果解释与评估
结果解释
根据分析结果，对垂直位移现象进行解释，例如分析原因、影响因素等。
结果评估
对分析结果进行评估，包括可靠性、精度、误差分析等，以便更好地指点后续 工作。
04
垂直位移观测的误差来源与控制
误差来源分析
仪器误差
由于仪器本身的不完善，如望远 镜的放大倍数、视准轴误差等，
目的
通过对垂直位移的观测，可以及时发现和解决潜伏的安全隐患，保证人民群众的生命财产安全。同时 ，对于一些重要的建筑物、构筑物等，通过对其垂直位移的观测，可以为其维修、加固或更新提供数 据支持，提高其使用寿命和安全性。
垂直位移观测的历史与发展
历史
垂直位移观测有着悠久的历史。在中国 古代，人们就已经开始对建筑物等进行 沉降观测。随着科学技术的发展，垂直 位移观测技术也不断得到改进和完善。 目前，全球范围内都在广泛开展垂直位 移观测工作。
工程实例二：高层建筑垂直位移观测
总结词
高层建筑垂直位移观测是保证建筑结构安全 的重要手段，通过观测数据的分析，可以评 估建筑物的整体性能和安全性。
详细描述
高层建筑由于其特殊的结构情势和所处的环 境，容易受到风、地震等自然因素的影响， 导致结构的位移和变形。通过对高层建筑进 行定期的垂直位移观测，可以及时发现这些 特殊变化，采取相应的加固措施，确保建筑 物的安全性和稳定性。
的交通安全问题。
工程实例四：水库大坝垂直位移观测
要点一
总结词
要点二
详细描述
水库大坝垂直位移观测是保证水库大坝安全的重要措施， 通过观测数据的分析，可以评估大坝的稳定性和安全性。
建筑水平位移观测
对于观测内容较多的大测区或观测点远离稳定地区的测区，宜采用测角、测边、边角及GPS与基准线法相结合的综合测量方法。
水平位移观测应提交以下图表：
1、水平位移观测点位布置图；
2、水平位移观测成果表；
3、水平位移曲线图。
建筑水平位移观测
建筑水平位移观测点的位置应选在墙角、柱基及裂缝两边等处。标志可采用墙上标志，具体形式及其埋设应根据点位条 件和观测要求确定。
水平位移观测的精度可根据规范的规定确定。
水平位移观测的周期，对于不良地基土地区的观测，可与一并开展的沉降观测协调确定；对于受根底施工影响的有关观测，应按施工进度的需要确定，可逐日或隔2～3d观测一次，直至施工完毕。
3、采用小角法开展视准线测量时，视准线应按平行于待测建筑边线布置，观测点偏离视准线的偏角不应超过30″。
当采用激光准直法测定位移时，应符合以下规定：
1、使用激光经纬仪准直法时，当要求具有10-5～10-4量级准直精度时，可采用DJ2型仪器配置氦一氖激光器或半导体激光器的激光经纬仪及光电探测器或目测有机玻璃方格网板；当要求达10-6量级精度时，可采用DJl型仪器配置高稳定性氦一氖激光器或半导体激光器的激光经纬仪及高精度光电探测系统；
当测量地面观测点在特定方向的位移时，可使用视准线、激光准直、测边角等方法。
当采用视准线法测定位移时，应符合以下规定：
1、在视准线两端各自向外的延长线上，宜埋设检核点。在观测成果的处理中，应顾及视准线端点的偏差改正；
2、采用活动觇牌法开展视准线测量时，观测点偏离视准线的距离不应超过活动觇牌读数尺的读数范围。应在视准线一端安置经纬仪或视准仪，瞄准安置在另一端的固定觇牌开展定向，待活动觇牌的照准标志正好移至方向线上时读数。每个观测点应按确定的测回数开展往测与返测；
水平位移观测应提交以下图表：
1、水平位移观测点位布置图；
2、水平位移观测成果表；
3、水平位移曲线图。
建筑水平位移观测
建筑水平位移观测点的位置应选在墙角、柱基及裂缝两边等处。标志可采用墙上标志，具体形式及其埋设应根据点位条 件和观测要求确定。
水平位移观测的精度可根据规范的规定确定。
水平位移观测的周期，对于不良地基土地区的观测，可与一并开展的沉降观测协调确定；对于受根底施工影响的有关观测，应按施工进度的需要确定，可逐日或隔2～3d观测一次，直至施工完毕。
3、采用小角法开展视准线测量时，视准线应按平行于待测建筑边线布置，观测点偏离视准线的偏角不应超过30″。
当采用激光准直法测定位移时，应符合以下规定：
1、使用激光经纬仪准直法时，当要求具有10-5～10-4量级准直精度时，可采用DJ2型仪器配置氦一氖激光器或半导体激光器的激光经纬仪及光电探测器或目测有机玻璃方格网板；当要求达10-6量级精度时，可采用DJl型仪器配置高稳定性氦一氖激光器或半导体激光器的激光经纬仪及高精度光电探测系统；
当测量地面观测点在特定方向的位移时，可使用视准线、激光准直、测边角等方法。
当采用视准线法测定位移时，应符合以下规定：
1、在视准线两端各自向外的延长线上，宜埋设检核点。在观测成果的处理中，应顾及视准线端点的偏差改正；
2、采用活动觇牌法开展视准线测量时，观测点偏离视准线的距离不应超过活动觇牌读数尺的读数范围。应在视准线一端安置经纬仪或视准仪，瞄准安置在另一端的固定觇牌开展定向，待活动觇牌的照准标志正好移至方向线上时读数。每个观测点应按确定的测回数开展往测与返测；
工程建筑物垂直位移与水平位移观测
观测点位置的选择，应根据基坑形状及地质条件、周边 地形地物情况来确定，观测点布设有以下要求：
（1）对于矩形基坑，应在基坑中央及纵(长边)横(短边)轴线上 布设，纵向每8～10m布一点，横向每3～4m布一点，特别 是距基坑边缘可与设计人员商定
定移动变形区内的观测点的垂直位移。
为了检查水准基点本身是否稳定不动，
P
其高程是否变动，可将其成组埋设， 通常每组设3个点，形成一个边长约
B
C
水准基点高程的检查
100m的等边三角形ABC。
水准基点是沉陷观测的基准点，因此它的构造 与埋设必须保证稳定不变和长久保存。根据建筑物 场地的地质情况、建筑物使用的重要性和使用年限， 水准基点可分为长期的和简单的两种。
显然，为了合理地选择或修正施工方案，优化施工设 计，科学地组织施工，确保施工安全和工程质量，必须对 深埋基础的基坑进行安全监测和变形监测，对施工过程中 有可能出现的险情进行预报。基坑回弹观测应是进行一个 重要的监测内容。
为了观测基坑开挖过程中地基的回弹现象，在施工前应 布设地基回弹观测的工作基点和工作测点。
▪ 进行地面垂直位移和水平位移观测，掌握地面移动和变形 的规律，采取必要的预报及防治措施，以保障安全生产和 人们的正常生活，达到预测和防治或减轻自然灾害和工程 灾害的目的。
§10-1.垂直位移监测网布设及观测标志
❖ 建筑物垂直位移观测是测定基础和建筑物本身在垂 直方向上的位移。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。
❖ 对于工业与民用建筑物，通常在其4个角点、中点、转角 处布置观测点；沿建筑物的周边每隔10~20m布置一个观 测点；设置有伸缩缝的任意一侧设置观测点；对于宽度大 于15m的建筑物，在其内部有承重墙或支柱时，应在该部 位尽可能布置观测点。为了查明建筑物基础的纵向和横向 的弯曲和曲折，在其纵横轴线上也应埋设观测点。
（1）对于矩形基坑，应在基坑中央及纵(长边)横(短边)轴线上 布设，纵向每8～10m布一点，横向每3～4m布一点，特别 是距基坑边缘可与设计人员商定
定移动变形区内的观测点的垂直位移。
为了检查水准基点本身是否稳定不动，
P
其高程是否变动，可将其成组埋设， 通常每组设3个点，形成一个边长约
B
C
水准基点高程的检查
100m的等边三角形ABC。
水准基点是沉陷观测的基准点，因此它的构造 与埋设必须保证稳定不变和长久保存。根据建筑物 场地的地质情况、建筑物使用的重要性和使用年限， 水准基点可分为长期的和简单的两种。
显然，为了合理地选择或修正施工方案，优化施工设 计，科学地组织施工，确保施工安全和工程质量，必须对 深埋基础的基坑进行安全监测和变形监测，对施工过程中 有可能出现的险情进行预报。基坑回弹观测应是进行一个 重要的监测内容。
为了观测基坑开挖过程中地基的回弹现象，在施工前应 布设地基回弹观测的工作基点和工作测点。
▪ 进行地面垂直位移和水平位移观测，掌握地面移动和变形 的规律，采取必要的预报及防治措施，以保障安全生产和 人们的正常生活，达到预测和防治或减轻自然灾害和工程 灾害的目的。
§10-1.垂直位移监测网布设及观测标志
❖ 建筑物垂直位移观测是测定基础和建筑物本身在垂 直方向上的位移。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。
❖ 对于工业与民用建筑物，通常在其4个角点、中点、转角 处布置观测点；沿建筑物的周边每隔10~20m布置一个观 测点；设置有伸缩缝的任意一侧设置观测点；对于宽度大 于15m的建筑物，在其内部有承重墙或支柱时，应在该部 位尽可能布置观测点。为了查明建筑物基础的纵向和横向 的弯曲和曲折，在其纵横轴线上也应埋设观测点。
水平位移观测法垂直位移观测法的种类特点和适用条件
水平位移观测法垂直位移观测法的种类特点和适用条件1.全站仪观测法：全站仪是一种高精度、全自动的测量仪器，可以通过测量目标点到水平方向上的相对位移来计算出水平位移。
该方法具有测量范围广、仪器精度高的特点，适用于长期观测和大范围水平位移变化的研究。
2.GPS观测法：GPS（全球定位系统）依靠卫星发射的信号测量地面目标点的位置和速度，可以通过对时间、速度和距离的测量来计算出地壳水平位移。
GPS观测法具有测量精度高、覆盖范围广、实时性好的特点，适用于对地壳水平位移的长期监测和研究。
3.激光测距仪观测法：激光测距仪通过测量光束的往返时间和速度来计算出目标点的距离和位移。
该方法具有高精度、测量速度快的特点，适用于小范围内地壳水平位移的观测和研究。
垂直位移观测法是指通过测量地面特定点相对于参考点在垂直方向上的位移来研究地壳运动的一种方法。
根据测量的原理和方法的不同，可以分为以下几种垂直位移观测法：1.水准测量法：水准测量法是一种传统的测量方法，通过测量地面上不同点的高程差来计算出垂直位移。
该方法具有简单、便捷的特点，适用于小范围内地壳垂直位移的观测和研究。
2.GPS观测法：GPS观测法不仅可以用来测量水平位移，也可以用来测量垂直位移。
通过对卫星信号的测量和计算，可以得到目标点的高程信息，从而计算出地壳的垂直位移。
该方法具有测量精度高、覆盖范围广的特点，适用于全球范围内地壳垂直位移的观测和研究。
3.高程测量仪观测法：高程测量仪是一种专门用于测量高程的仪器，可以通过测量目标点的高程差来计算出地壳的垂直位移。
该方法具有高精度、测量速度快的特点，适用于小范围内地壳垂直位移的观测和研究。
以上水平位移观测法和垂直位移观测法的选择应根据具体的研究目标和测量条件来确定。
水平位移观测法适用于对地壳的水平位移变化进行长期监测和研究，而垂直位移观测法适用于对地壳的垂直位移变化进行长期监测和研究。
同时，不同观测法的特点和适用条件也需要根据具体情况进行综合考虑，选择合适的方法来进行观测和研究。
垂直位移观测
垂直位移观测
四、沉沉降观测实施
1.沉降观测工作基点的高程应根据厂区水准基点引 测，采用二等水准测量方式。往返测误差不超过 1 n mm 或 4 L mm 2.如果工作基点离水准基点太远，如超过2km，不必 引测，直接用假定高程。
垂直位移观测
五、沉降观测的工作要求 1.成像清晰、稳定； 2.前、后视距尽可能相等，视距不超过50m； 3.前、后视最好用同一根水准尺； 沉降观测是一项长期性的工作，为了保证观 测成果的正确性，应尽可能做到四定： （1）固定人员；（2）固定仪器； （3）固定水准点；（4）按规定的日期、方 法及路线进行观测。
垂直位移观测
•基准点可分为两级，固定基准点和工作基准点。 •固定基准点应布设在距离需要观测的建筑物一定的 距离且稳定，不受其它外力影响、便于保存的位置。 •基准点数应不少于3～4个，以便于基准点保护、恢 复和稳定性分析。 •基准点的标志采用混凝土桩，或钢管加筋桩。对于 高层建筑物或大型建筑物，基准竣工后，应及时对施工期间沉降观测成果进行阶段 总结。 • 总结报告应包括：技术措施、观测期限、观测依据等，并 对总的观测结果进行分析。 • 沉降观测阶段（总结）报告应包含的分析数据有：建筑物 最大沉降点名及其最大沉降量；建筑物最小沉降点名及其 最小沉降量；建筑物所有观测点的平均沉降量；近期该建 筑物最大沉降速率、最小沉降速率以及平均沉降速率。 • 沉降观测阶段（总结）报告中还应包含沉降观测点位布置 图、点位沉降过程线等，必要时还应绘制等沉降曲线图。
垂直位移观测
垂直位移与时间的关系曲线为波浪形，曲线的趋势线 近似为水平线，说明挡墙竖向位移处于稳定状态。
垂直位移观测
六、沉降量计算
j j j d i H i H i 1 j j j dsi H i H 0 j di j vi dt
垂直位移与水平位移观测
当Δi=100mm时，距离测量精度也仅要求 msi 1
si 600
距离测量误差影响常可忽略。
版 权 所 有： 山 东 科 技 大 学 测 绘 科 学 与 工 程 学 院 刘 尚 国 于 胜 文
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
小角法测量偏离值的误差公式写成：mi
mi
si
①上式既可用于误差分析，也可用于方案设计，即给定 mi
的前提条件下，求小角观测精度 mi
②小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分别设站进行观 测，然后做加权平均。
版 权 所 有： 山 东 科 技 大 学 测 绘 科 学 与 工 程 学 院 刘 尚 国 于 胜 文
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
②小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分 别设站进行观测，然后做加权平均。
觇牌上有分划尺，最小分划值为1mm，用
游标尺可直接读到0.1mm～0.01mm。
版 权 所 有： 山 东 科 技 大 学 测 绘 科 学 与 工 程 学 院 刘 尚 国 于 胜 文
10.6 视准线法测量水平位移
二、小角法
小角法是利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与测站点到 观测点的视线方向之间所夹的小角，从而计算观测点相对于基准 线的偏离值。
10.1 垂直位移监测网(点)布设及观测标志
一、垂直位移监测网(点)布设
对于宽度大于15m的建筑物，在其内部有承重墙或支柱时，应 在该部位尽可能布置观测点。
为了查明建筑物基础的纵向和横向的弯曲和曲折，在其纵横轴 线上也应埋设观测点。
对于一般的工业建筑物来说， 除了在立柱的基础上布设观测点之 外，其主要设备基础的四周以及动 荷载四周，地质条件不良处也应布 置观测点。
变形测量—水平位移观测(工程测量)
水平位移观测
➢基准线法 基准线法的原理是在与水平位移垂直的方向上建立一个固定不变的铅垂面， 测定各观测点相对该铅垂面的距离变化，从而求得水平位移量。
水平位移观测
➢基准线法 例如在深基坑监测中，主要是对锁口梁的水平位移（一般偏向基坑内侧） 进行监测。如图所示，在锁口梁轴线两端基坑的外侧分别设立两个稳固的 工作基点A和B，两工作基点的连线即为基准线方向。锁口梁上的观测点应 埋设在基准线的铅垂面上，偏离的距离不大于2 cm。
➢基准线法 随着激光技术的发展，出现了由激光光束建立基准面的基准线法，根据其 测量偏离值的方法不同，该法有激光经纬仪垂直法和波带板激光准直法两 种。 由于建筑物的位移一般来说都很小，因此，对位移值的观测精度要求很高， 因而在各种测定偏离值的方法中都要采取一些高精度的措施。
水平位移观测
➢小角法
用小角法测量水平位移的方法如图所示。将经纬仪安置于工作基点A，用测
工程测量课件
水平位移观测
水平位移观测
建筑物水平位移观测包括：位于特殊性土地区的建筑物地基基础水平位移 观测、受高层建筑施工影响的建筑物及工程设施水平位移观测，以及挡土 墙、大面积堆载等工程中所需的地基土深层侧向位移观测等，应测定在规 定平面位置上随时间变化的位移量和位移速度。 根据场地条件，可采用基准线法、小角法、导线法和前方交会法等测量水 平位移。
回法测出∠BAP，设第一次观测角值为β1，后一次为β2，根据两次角度的变 化量△β = β2-β1，即可算出P的水平位移量δ。
即：
D
式中： ρ —— 206 265″； D —— A至P点距离。
水平位移观测
➢导线法和前方交会法测水平位移 首先在场地上建立水平位移监测控制网，然后用精密导线或前方交会的方 法测出各观测点的坐标，将每次测出的坐标值与前一次测出的坐标值进行 比较，即可得到水平位移在x轴和y轴方向的位移量（Δx，Δy），则水平 测点标志可埋设直径16～18 mm的钢筋头，顶部锉平后，做出“十” 字标志，一般每8～10 m设置一点。 观测时，将经纬仪安置于一端工作基点A上。瞄准另一端工作基点B（称后 视点），此视线方向即为基准线方向，通过测量观测点P偏离视线的距离 变化，即可得到水平位移值。
建筑物水平位移及倾监测培训讲义
14
提交资料（水平位移观测点布置图）
15
提交资料（水平位移观测成果表）
16
提交资料（水平位移曲线图）
17
三、倾斜观测
◆基本概念 ◆目的和意义（为何要做？） ◆常用方法简介（怎么做？方法和步骤） ◆实施观测的准备（何时做？） ◆提交资料（如何体现？）
第二章 水准测量
18
基本概念
倾斜——《建筑变形测量规范》JGJ 8-2007中指建筑中 心线或其墙、柱等，在不同高度的点对其相应底部点的 偏移现象；
31
九、建筑倾斜监测5
32
提交资料
倾斜观测应提交的资料如下： 1、倾斜观测点位布置图； 2、倾斜观测成果表； 3、主体倾斜曲线（一次可用矢量图表示，多次 绘制的曲线类似水平位移等曲线）。
33
倾斜观测成果表
34
倾斜点位分布及矢量图
35
谢谢各位！
36
8
视准线法
2、采用活动觇牌法进行视准线测量时，观测点偏离视 准线的距离不应超过活动觇牌读数尺的读数范围。具体 操作是在观测点中线两端各自向外的延长线上，埋设测 站点和定向点（并设立检核点），在其中一端安置仪器， 瞄准安置在另一端的固定觇牌进行定向，待活动觇牌的 照准标志正好移至方向线上时读数，每个观测点应按确 定的测回数进行往测与返测；
（2）在Z点架仪器，严格置平、对中后开始测量；
（3）测量时直接在上标志处用激光接收靶收集光斑 （下标志也可用激光靶接收） ，并用钢尺量出光斑 到柱边的垂直距离及光斑垂足点到柱子边缘的距离， 通过测量上、下距离的差值，即可得出偏移量。
30
测水平角法
观测步骤（利用几何图形中同心圆的原理）： 将全站仪安置在A站，先用正镜（盘左）观测与烟囱 H1高度处相切的两个方向A1、A2和与H2高度处相 切的两个方向A3、A4，得水平角观测值分别为：α1， α2，α3，α4。再用倒镜（盘右）观测一次，得观测 值：α1'，α2'，α3'，α4'。再将全站仪安置在B站， 用同样的方法，得到观测值：α5，α6，α7，α8，α5'， α6'，α7'，α8'。注意观测时应使竖直叉丝与外轮廓 相切；观测同一高度的测点水平角时，仪器应保持 垂直角不变，这样测得的两个方向换算为中心方向 才是准确的。
提交资料（水平位移观测点布置图）
15
提交资料（水平位移观测成果表）
16
提交资料（水平位移曲线图）
17
三、倾斜观测
◆基本概念 ◆目的和意义（为何要做？） ◆常用方法简介（怎么做？方法和步骤） ◆实施观测的准备（何时做？） ◆提交资料（如何体现？）
第二章 水准测量
18
基本概念
倾斜——《建筑变形测量规范》JGJ 8-2007中指建筑中 心线或其墙、柱等，在不同高度的点对其相应底部点的 偏移现象；
31
九、建筑倾斜监测5
32
提交资料
倾斜观测应提交的资料如下： 1、倾斜观测点位布置图； 2、倾斜观测成果表； 3、主体倾斜曲线（一次可用矢量图表示，多次 绘制的曲线类似水平位移等曲线）。
33
倾斜观测成果表
34
倾斜点位分布及矢量图
35
谢谢各位！
36
8
视准线法
2、采用活动觇牌法进行视准线测量时，观测点偏离视 准线的距离不应超过活动觇牌读数尺的读数范围。具体 操作是在观测点中线两端各自向外的延长线上，埋设测 站点和定向点（并设立检核点），在其中一端安置仪器， 瞄准安置在另一端的固定觇牌进行定向，待活动觇牌的 照准标志正好移至方向线上时读数，每个观测点应按确 定的测回数进行往测与返测；
（2）在Z点架仪器，严格置平、对中后开始测量；
（3）测量时直接在上标志处用激光接收靶收集光斑 （下标志也可用激光靶接收） ，并用钢尺量出光斑 到柱边的垂直距离及光斑垂足点到柱子边缘的距离， 通过测量上、下距离的差值，即可得出偏移量。
30
测水平角法
观测步骤（利用几何图形中同心圆的原理）： 将全站仪安置在A站，先用正镜（盘左）观测与烟囱 H1高度处相切的两个方向A1、A2和与H2高度处相 切的两个方向A3、A4，得水平角观测值分别为：α1， α2，α3，α4。再用倒镜（盘右）观测一次，得观测 值：α1'，α2'，α3'，α4'。再将全站仪安置在B站， 用同样的方法，得到观测值：α5，α6，α7，α8，α5'， α6'，α7'，α8'。注意观测时应使竖直叉丝与外轮廓 相切；观测同一高度的测点水平角时，仪器应保持 垂直角不变，这样测得的两个方向换算为中心方向 才是准确的。
填空题库及参考答案
填空题库及参考答案第1章绪论1-1、测量工作的基准线是铅垂线。
1-2、测量工作的基准面是水准面。
1-3、测量计算的基准面是参考椭球面。
1-4、水准面是处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。
1-5、通过平均海水面的水准面称为大地水准面。
1-6、地球的平均曲率半径为6371km。
1-7、在高斯平面直角坐标系中，中央子午线的投影为坐标x轴。
1-8、地面某点的经度为131°58′，该点所在统一6°带的中央子午线经度是129°。
1-9、为了使高斯平面直角坐标系的y坐标恒大于零，将x轴自中央子午线西移500km。
1-10、天文经纬度的基准是大地水准面，大地经纬度的基准是参考椭球面。
1-11、我国境内某点的高斯横坐标Y=22365759.13m，则该点坐标为高斯投影统一6°带坐标，带号为22 ，中央子午线经度为129°，横坐标的实际值为-134240.87m，该点位于其投影带的中央子午线以西。
1-12、地面点至大地水准面的垂直距离为该点的绝对高程，而至某假定水准面的垂直距离为它的相对高程。
第2章水准测量2-1、高程测量按采用的仪器和方法分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量三种。
2-2、水准仪主要由基座、水准器、望远镜组成。
2-3、水准仪的圆水准器轴应与竖轴平行。
2-4、水准仪的操作步骤为粗平、照准标尺、精平、读数。
2-5、水准仪上圆水准器的作用是使竖轴铅垂，管水准器的作用是使望远镜视准轴水平。
2-6、望远镜产生视差的原因是物像没有准确成在十字丝分划板上。
2-7、水准测量中，转点TP的作用是传递高程。
2-8、某站水准测量时，由A点向B点进行测量，测得AB两点之间的高差为0.506m，且B点水准尺的读数为2.376m，则A点水准尺的读数为2.882 m。
2-9、三等水准测量采用“后—前—前—后”的观测顺序可以削弱仪器下沉的影响。
2-10、水准测量测站检核可以采用变动仪器高或双面尺法测量两次高差。
工程力学 第13章 杆件的位移分析与刚度设计
l 0
n 梁的弹性曲线与梁的挠度和转角
梁在弯矩（My 或 Mz ）的作用下发生弯曲变形，为叙述简便起见，以下讨论只有一个方 向的弯矩作用的情形，并略去下标，只用 M 表示弯矩，所得到的结果适用于 My 或 Mz 单独 作用的情形。 图 13－3a 所示的梁的变形，若在弹性范围内加载，梁的曲线在梁弯曲后变成一连续光 滑曲线，如图 13－3b 所示。这一连续光滑曲线称为弹性曲线 （elastic curve） ，或挠度曲线 （deflection curve） ，简称弹性线 或挠曲线 。 梁在弯曲变形后，其横截面的位移包括三部分：
图 13－4 梁的位移与约束的关系
在图 13－3b 所示 Oxw 坐标系中，挠度与转角存在下列关系：
dw = tanθ dx
dw =θ dx
(13－9)
在小变形条件下，挠曲线较为平坦，即θ很小，因而上式中 tanθ≈θ。于是有 (13－10)
上述二式中 w＝ w（x） ，称为挠度方程 （deflection equation） 。 应用式（13－2）或式（13－3）以及曲线的曲率公式：
习 题
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2
第 13 章 弹性杆件位移分析与刚度设计
§ １３—１ 变形与位移的相依关系
１３－１－１ 应力分析中得到的结论－杆件微段变形
对于细长杆件，六个内力分量 FN x、FQ y、FQz、M x、My 、Mz 中，剪力 FQ y 和 FQz 对变形 的影响很小，因而，剪力引起的变形，工程中一般不予考虑。 根据第 8 章和第 9 章的分析，得到 FN x、My、Mz 和 Mx 引起的杆件微段变形分别由下列 各式确定：
Δl＝∫
n
l
0
FNx F l dx = Nx EA EA
n 梁的弹性曲线与梁的挠度和转角
梁在弯矩（My 或 Mz ）的作用下发生弯曲变形，为叙述简便起见，以下讨论只有一个方 向的弯矩作用的情形，并略去下标，只用 M 表示弯矩，所得到的结果适用于 My 或 Mz 单独 作用的情形。 图 13－3a 所示的梁的变形，若在弹性范围内加载，梁的曲线在梁弯曲后变成一连续光 滑曲线，如图 13－3b 所示。这一连续光滑曲线称为弹性曲线 （elastic curve） ，或挠度曲线 （deflection curve） ，简称弹性线 或挠曲线 。 梁在弯曲变形后，其横截面的位移包括三部分：
图 13－4 梁的位移与约束的关系
在图 13－3b 所示 Oxw 坐标系中，挠度与转角存在下列关系：
dw = tanθ dx
dw =θ dx
(13－9)
在小变形条件下，挠曲线较为平坦，即θ很小，因而上式中 tanθ≈θ。于是有 (13－10)
上述二式中 w＝ w（x） ，称为挠度方程 （deflection equation） 。 应用式（13－2）或式（13－3）以及曲线的曲率公式：
习 题
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第 13 章 弹性杆件位移分析与刚度设计
§ １３—１ 变形与位移的相依关系
１３－１－１ 应力分析中得到的结论－杆件微段变形
对于细长杆件，六个内力分量 FN x、FQ y、FQz、M x、My 、Mz 中，剪力 FQ y 和 FQz 对变形 的影响很小，因而，剪力引起的变形，工程中一般不予考虑。 根据第 8 章和第 9 章的分析，得到 FN x、My、Mz 和 Mx 引起的杆件微段变形分别由下列 各式确定：
Δl＝∫
n
l
0
FNx F l dx = Nx EA EA
水平位移观测
水平位移观测默认分类2010-05-22 09:27:45 阅读21 评论0 字号：大中小订阅12.4 水平位移观测根据场地条件，水平位移的观测方法可分为基准线法（包括视准线，引张线等），小角法、几何大地测量方法（包括导线法、变会法、GPS观测监测网等）。
12.4.1 基准线测定水平位移基准线法的原理是以通过水式建筑物轴线（例如大坝轴线）或平行于建筑物轴线的固定不变的铅直平面为基准面，根据它来测定建筑物的水平位移。
图12-2为某坝坝顶基准线示意图。
A，B分别为在坝两端所选定的基准线端点。
当经纬仪在A点，在B点安置标牌，则通过仪器中心的铅直线与B点处固定标志中心所构成的铅直平面P即形成基准线法中的基准面。
这种由经纬仪的视准面形成基准面的基准线法，我们称之为视准线法。
视准线法按其所使用的工具和作业方法的不同，又可分为“测小角法”和“活动砚牌法”。
测小角法是利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与置镜点到观测点的视线方向之间所夹的小角，从而计算观测点相对于基准线偏离值。
活动砚牌法则利用活动砚牌上的标尺，直接测定此项偏离值。
随着激光技术的发展，出现了由激光束建立基准面的基准线法，根据其确定偏离值的原理，有以激光束替代经纬仪视线的“激光经纬仪准直”和利用光干涉原理的“波带板激光准直”（三点法准直）。
在大坝廊道的特定条件下，采用通过拉直的钢丝的竖直面作为基准面来测定坝体偏离值具有一定的优越性，这种基准线法称之为引张线法。
由于建筑物的位移值一般来说是很小的，因此对位移值的观测精度要求很高（例如混凝土坝位移观测的中误差要求小于），因而在各种测定偏离值的方法中都采取了一些提高精度的措施。
对基准线端点的设置、对中装置构造、觇牌设计及观测程序等均进行了不断的改进。
1.观测墩目前，一般采用钢筋混凝土结构的观测墩。
观测墩底座部分要求直接浇筑在基岩上，以确保其稳定性。
为了减少仪器与觇牌的安置误差，在观测墩顶面常埋设固定的强制对中设备，通常要求它能使仪器及觇牌的偏心误差小0.1mm。
第13章_工程建筑物垂直位移与水平位移观测
第十章 垂直位移 与水平位移观测
第十章 垂直位移与水平位移观测
§10-1.垂直位移监测网布设及观测标志 §10-2.垂直位移观测 §10-3.地面倾斜测量 §10-4.水平位移观测网及观测标志 §10-5.水平位移测量技术概述 §10-6.视准线法测量水平位移 §10-7.激光准直测量 §10-8.引张线法测量水平位移 §10-9.建筑物主体倾斜和挠度测量 §10-10.裂缝测量
一、水准测量方法
该方法的原理是用水准仪测出两个观测点 之间的相对沉陷，由相对沉陷与两点间距 离之比计算出两点间的平均倾斜值。 例如，测出A、B两点的沉陷值为 WA、WB ， A、B两点间的距离为 LAB ，则其平均倾斜 值为：
2.
沉降观测要求和精度
仪器
精密水准仪
技术标准
二等水准测量
观测方法
闭合水准
限差 （mm）
闭合差容许值 ±0.6
附合水准
精度要求：一般建筑物能反映
2 mm
重要建筑物能反映
精密工程
1 mm
0.2 mm
对于埋设在建筑物基础上的观测点，埋设之后就进行第 一次观测，之后随着荷载的逐渐增加进行重复观测，周期 不能过长，在运营之后重复观测周期可以根据沉陷的速度 进行调整，每月、每季、每半年或者每一年观测一次，一 直到沉陷结束为止。 工业与民用建筑物的范围不是很大，所以施测的水准 路线不是很长，因此闭合差课按测站平均分配。如果观测 点之间的距离相差很大，则闭合差可按距离成比例分配。 对于大坝沉陷观测可分为基准点观测和观测点观测。 为了工作便利工作基准点设置在下游，稳定性可以利用较 远处的水准点观测，它的观测称之为基准点观测；观测点 设置在大把的基础和坝顶处，它的观测称之为观测点观测。
第十章 垂直位移与水平位移观测
§10-1.垂直位移监测网布设及观测标志 §10-2.垂直位移观测 §10-3.地面倾斜测量 §10-4.水平位移观测网及观测标志 §10-5.水平位移测量技术概述 §10-6.视准线法测量水平位移 §10-7.激光准直测量 §10-8.引张线法测量水平位移 §10-9.建筑物主体倾斜和挠度测量 §10-10.裂缝测量
一、水准测量方法
该方法的原理是用水准仪测出两个观测点 之间的相对沉陷，由相对沉陷与两点间距 离之比计算出两点间的平均倾斜值。 例如，测出A、B两点的沉陷值为 WA、WB ， A、B两点间的距离为 LAB ，则其平均倾斜 值为：
2.
沉降观测要求和精度
仪器
精密水准仪
技术标准
二等水准测量
观测方法
闭合水准
限差 （mm）
闭合差容许值 ±0.6
附合水准
精度要求：一般建筑物能反映
2 mm
重要建筑物能反映
精密工程
1 mm
0.2 mm
对于埋设在建筑物基础上的观测点，埋设之后就进行第 一次观测，之后随着荷载的逐渐增加进行重复观测，周期 不能过长，在运营之后重复观测周期可以根据沉陷的速度 进行调整，每月、每季、每半年或者每一年观测一次，一 直到沉陷结束为止。 工业与民用建筑物的范围不是很大，所以施测的水准 路线不是很长，因此闭合差课按测站平均分配。如果观测 点之间的距离相差很大，则闭合差可按距离成比例分配。 对于大坝沉陷观测可分为基准点观测和观测点观测。 为了工作便利工作基准点设置在下游，稳定性可以利用较 远处的水准点观测，它的观测称之为基准点观测；观测点 设置在大把的基础和坝顶处，它的观测称之为观测点观测。
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（3）在基坑外相对稳定，便于保存且不受施工影响的地 点，布设工作基点及为寻找工作基点用的定位点。 （4） 回弹标志应埋入基坑底面以下20～30cm，根据开 挖深度和地层土质情况，可采用钻孔法或探井法埋设。 根据埋设与观测方法，可采用辅助杆压入式、钻杆送
入式或直埋式标志。
（5）回弹观测的精度按规范给定或预估的最大回弹量为 变形允许值进行估算后确定，但最弱观测点相对邻近
垂直位移测量与一般水准测量相比，具有观测工作局限在
某个固定的范围内，观测路线相对固定，观测工作重复进 行，观测精度要求高，视距短，有时一次安置仪器可以观 测多个前视点等特点。为了减少测量系统误差的影响，一 般考虑采取以下措施：
（ 1）监测观测点的垂直位移时，设置固定的安置仪器点 和立尺点，保证往、返测量和复测是同一水准路线。
B P A
水准基点高程的检查
C
100m的等边三角形ABC。
水准基点是沉陷观测的基准点，因此它的构造 与埋设必须保证稳定不变和长久保存。根据建筑物 场地的地质情况、建筑物使用的重要性和使用年限， 水准基点可分为长期的和简单的两种。
沉降观测基准点
三、沉陷观测点标志的结构和埋设
沉陷观测点应布设在监测对象上最有代表性的地方。 对于建筑物沉陷观测点的布设，要考虑建筑物基础的地质 条件、建筑结构、内部应力的分布情况，以及便于观测等。 埋设时要注意观测点与建筑物的联结要牢靠，使得观测点 的变化能真正反映建筑物的沉陷情况。
二、沉陷观测
1.沉陷观测
沉陷观测是定期测量建筑物变形测量观测点的高程变化， 得到其沉陷量，并计算其沉陷速度。 对于中、小型厂房和民用建筑物和矿沉陷观测可采用普 通水准测量的方法，精度为三等水准测量；而对于大型重要 的建筑物，则要采用精密水准测量，精度为二等水准测量。 工业与民用建筑物沉陷观测的水准路线应该是有一个已 知的水准点开始闭合到另外的水准点上，形成闭合或者符合 水准路线，并且与一般的水准测量相比视距较短，一般不要 超过25—30米，一次设站可以间视多个点，尽量专用仪器、 专人测量和专站测量。
重要的监测内容。
为了观测基坑开挖过程中地基的回弹现象，在施工前应 布设地基回弹观测的工作基点和工作测点。 观测点位置的选择，应根据基坑形状及地质条件、周边 地形地物情况来确定，观测点布设有以下要求： （1）对于矩形基坑，应在基坑中央及纵(长边)横(短边)轴线上 布设，纵向每8～10m布一点，横向每3～4m布一点，特别 是距基坑边缘约 1/4坑底宽度处，以及其他变形特征位置应 设观测点。对其他形状不规则的基坑，可与设计人员商定 （2）对基坑外的观测点，应埋设常用的普通水准点标石。观 测点应在所选坑内方向线的延长线上距基坑深度 1 ． 5 ～ 2 ． 0 倍距离内布置。当所选点位遇到地下管道或其他物体 时，可将观测点移至与之对应方向线的空位置上；
按照如下规定测量。
对了按二等水准测量操作规定以外还有： （1）设置固定的安置仪器点与立尺点，使往返或复测在同
一路线上的固定点进行。
（2）每次观测使用固定的仪器和标尺 （3）仪器至标尺的距离，最长不得超过40m，每站的前 后视距差不得大于0.3m，前后视距累积差不得大于1m， 基辅差不得超过0.25mm。
d限 4km R 2mm R
（2）高差较差合格后，根据加标尺长度改正后的往返测高差 计算高差中数，再由高差中数计算环线闭合差。将环线闭 合差按各测段线路长度进行分配。 （3）然后，由水准基点的高程推算工作基点和沿线各水准点 的高程，再与各点的首次观测高程比较，可得到工作基点 和沿线各水准点高程的变化值。 按照上述规定所施测的精密水准测量，根据经验，高 程的传递精度可以达到0.5mm/km的要求。每千米水准测 量高差中数的中误差可按下式计算 pdd km 4n 而
第十章 垂直位移 与水平位移观测
第十章 垂直位移与水平位移观测
§10-1.垂直位移监测网布设及观测标志 §10-2.垂直位移观测 §10-3.地面倾斜测量 §10-4.水平位移观测网及观测标志 §10-5.水平位移测量技术概述 §10-6.视准线法测量水平位移 §10-7.激光准直测量 §10-8.引张线法测量水平位移 §10-9.建筑物主体倾斜和挠度测量 §10-10.裂缝测量
建筑物垂直位移观测是测定基础和建筑物本身在垂
直方向上的位移。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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地面垂直位移观测也是要在地面开始移动之前进行 首次观测，然后在移动过程中定期进行观测，直至 地面移动基本停止，地表面开始趋于稳定为止。
平方向上的移动，出现位移的原因除了地壳本身的运动外，
主要还有人类的各种生产活动和建设施工的原因。 进行地面垂直位移和水平位移观测，掌握地面移动和变形 的规律，采取必要的预报及防治措施，以保障安全生产和 人们的正常生活，达到预测和防治或减轻自然灾害和工程 灾害的目的。
§10-1.垂直位移监测网布设及观测标志
pi 1 (i 1, 2,, n) Ri
（二）观测点观测
混凝土坝观测点的沉陷是根据两岸的工作基点来测定
的。对于建筑在基岩上的混凝土坝，其沉陷观测中误差要
求不超过±1mm。一般采用精密水准仪，按二等水准测量
操作规定进行施测。
由于沉陷观测在施工过程中受到施工条件的干扰和空
间的限制，视线断，站数多，误差积累大，所以应该严格
（4）每次观测进出廊道前后，仪器、标尺均需凉置半小
时以后再进行观测 （5）在廊道内观测采用手电筒照明。
测定观测点沉陷的水准路线大多敷设成两工 作基点之间的附和路线。每次观测值均要加标尺 长度改正、根据视线短、每千米线路测站数多的 特点，对附和线路闭合差采取按测段的测站数多
少进行分配的方法。然后，根据工作基点的高程
测点；设置有伸缩缝的任意一侧设置观测点；对于宽度大
于15m的建筑物，在其内部有承重墙或支柱时，应在该部
位尽可能布置观测点。为了查明建筑物基础的纵向和横向
的弯曲和曲折，在其纵横轴线上也应埋设观测点。
对于一般的工业建筑物来说，出来在立柱的基础上布设观 测点之外，其主要设备基础的四周以及动荷载四周，地质 条件不良处也应布置观测点。
应用液体静力水准测量方法观测。
观测周期 深基坑开挖时 1~2天 出现暴雨，管涌应加密
浇筑地下室底扳后
建筑物主体施工 结构封顶后 竣工投入使用
3~4天
1~2层 3个月 3个月 直至沿体稳定
一、基坑回弹观测
建筑物施工时，首先要开挖基坑，基坑工程是临时工 程，特别是高层建筑造价高，施工难易程度不一，岩土的 力学性质也不同，施工条件也千差万别，多数情况下场地 狭小，而施工中的安全稳定性要求非常严格，而建筑基础 在基坑开挖后，由于卸除基坑土自重而引起的基坑内外影 响范围内相对于开挖前的回弹量。 显然，为了合理地选择或修正施工方案，优化施工设 计，科学地组织施工，确保施工安全和工程质量，必须对 深埋基础的基坑进行安全监测和变形监测，对施工过程中 有可能出现的险情进行预报。基坑回弹观测应是进行一个
2.沉降观测的成果整理
1. 采用专用记录手簿——逐步检查 2. 每次观测当日计算成果，分析成果。 3. 及时上报沉降结果 4. 绘制沉降曲线图 5. 沉降观测总结报告。
计算各观测点高程 计算相邻两次观测沉降量 计算累积沉降量
沉 降 观 测 现 场
在 施 工 现 场 进 行 沉 降 观 测
（一）基准点观测
工作基点的高程中误差不得大于±1．0mm。
（6）路线应组成起、迄于工作基点的闭合或附和路线， 以便对观测结果进行检核。
（7）回弹观测不应少于3次，其中第一次应在基坑开挖之 前，第二次应在基坑挖好之后，第三次应在浇筑基础混凝
土之前。当基坑挖完至基础施工的间隔时间较长时，应适
当增加观测次数； （ 8 ）基坑开挖前的回弹观测，宜采用水准测量配以铅垂 钢尺读数的钢尺法。较浅基坑的观测，可采用水准测量配 辅助杆垫高水准尺读数的辅助杆法。观测结束后，应在观 测孔底充填厚度约为lm的白灰；
一、水准测量方法
该方法的原理是用水准仪测出两个观测点 之间的相对沉陷，由相对沉陷与两点间距 离之比计算出两点间的平均倾斜值。 例如，测出A、B两点的沉陷值为 WA、WB ， A、B两点间的距离为 LAB ，则其平均倾斜 值为：
大坝下游工作基点与水准基点间所布设的水准环线， 一般要求每千米水准测量高差中数的中误差不大于0.5mm。
采用精密水准仪S0.5和因瓦水准尺进行测量。
作业方法按照一等水准测量规定进行为了消除一些系 统误差，转点一般为埋设的金属标头为离尺点；水准基点 到工作基点的联测每年进行 1到2次，，尽可能选用相同的 时间和外界条件，以减少外界条件的影响。 （1）水准环线是分段进行观测，往、返观测的高差加标 尺长度改正后计算往返高差较差，各段往、返测高程较差 不得超过：
2.
沉降观测要求和精度
仪器
精密水准仪
技术标准
二等水准测量
观测方法
闭合水准
限差 （mm）
闭合差容许值 ±0.6
附合水准
精度要求：一般建筑物能反映
2 mm
重要建筑物能反映
精密工程
1 mm
0.2 mm
对于埋设在建筑物基础上的观测点，埋设之后就进行第 一次观测，之后随着荷载的逐渐增加进行重复观测，周期 不能过长，在运营之后重复观测周期可以根据沉陷的速度 进行调整，每月、每季、每半年或者每一年观测一次，一 直到沉陷结束为止。 工业与民用建筑物的范围不是很大，所以施测的水准 路线不是很长，因此闭合差课按测站平均分配。如果观测 点之间的距离相差很大，则闭合差可按距离成比例分配。 对于大坝沉陷观测可分为基准点观测和观测点观测。 为了工作便利工作基准点设置在下游，稳定性可以利用较 远处的水准点观测，它的观测称之为基准点观测；观测点 设置在大把的基础和坝顶处，它的观测称之为观测点观测。