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七、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。

监测方案的主要内容：（1）工程概况；（2）监测工作的目的与意义；（3）监测工作 执行的技术标准；（4）监测的具体项目与测量点位的布设（包括图件）（5）各监测项目 的观测周期与频率；（6）监测仪器设备、精度，以及具体观测方法；（7）监测人员的配 置、分工与工作职责；（8）监测资料的整理、数据处理与变形分析方法；（9）监测工作 进度、工期、上报的对象与时限；（10）项目管理与质量控制制度、注意事项及建议等。

4、如基准线两端点确有位移，则对观测点偏离值有何影响，推导公式并分析其精度。

对于基准线观测，如图所示，当端点Ａ、Ｂ由于本身位移而变动到了Ａ’ 、Ｂ’ 时，则对P 点进行观测所得到的偏离值不再是Li ’，而变成了Li 。

由图不难看出，端点位移对偏离值的影响为:()b b a S S L L AB iB i i i ∆+∆-∆=-'=δP 点实际偏离AB 基准线的偏离值为:iB AB i i i i S S b a b L L L ∆-∆+∆+=+='δ 假设Pi 点首次观测时，偏离基准线的偏离值为L ’0i ，则所求该点的实际位移值为 : ()i iB AB i i i i i L S S b a b L L L d 00'-∆-∆+∆+='-+=δ 因观测点至基准线端点距离为一常数，令AB iB i S S K =故上式写成：()i i i i i L b K a K L d 01'-∆⋅-+∆⋅+=Pi 点位移值的精度计算公式 :()22221222端测m K K m m i i d i ⋅+-+=对上述中误差计算公式进行分析：（1）当观测点在基准线中点时，取21==AB iB i S S K222212端测m m m i d +=（2）当观测点靠近任一端点时，取近似值 ：10==i i K K 或 2222端测m m m i d +=对基准线法的精度进行分析：（1）当观测点在基准线中点时：222212端测m m m i d +=（2）当观测点靠近任一端点时：2222端测m m m i d +=由此可见，观测点越靠近基准线端点，则端点位移对变形观测的影响越大。

但此时，实际测定观测点偏离值的精度较高，因此，在实际变形观测工作中，仍认为在整条基准线上测定观测点位移值的精度均匀一致，即整条测线上任意点位移值的精度比较接近。

5、确定变形监测的频率主要由哪些因素决定？应遵循什么原则？（一）因素:观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，同时与观测目的也有关系。

（二）原则:1.变形监测的频率应以既能系统地反映所测变形的变化过程，又不遗漏其变化的时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界因素的影响来确定。

2.当实际观测中发现异常情况时，则应及时相应地增加观测次数。

6、垂线有哪两种形式？各适用于什么监测工作？正垂线和倒垂线，正垂线一般用于建筑物各高程面处的水平位移监测，挠度观测和倾斜测量。

倒垂线大多用于岩层错动监测，挠度监测，或用作水平位移的基准点7、基准线法主要有哪几种具体观测方法？各有何优缺点？主要误差来源？视准线法，激光准直法，引张线法视准线法：所用设备普通，操作简便，费用少，受多种因素影响，操作不当时，误差不容易控制，精度会受明显影响，误差来源，照准精度，大气折光激光准直：工程造价和系统维护的费用高，精度明显提高。

误差来源。

大气折光张引线法：设备简单，测量方便，速度快，精度高，成本低，误差来源：观测误差，外界条件的影响8、引张线系统主要由哪些部件构成？为什么要采用无浮托引张线？端点装置，测点装置，测线和保护管，减少误差的原因因素，提高引张线的综合精度，简化引张线的观测程序9、简述变形监测的主要技术和数据处理分析的主要内容。

自动化监测技术，光纤传感监测技术，CT技术，GPS，激光技术，测量机器人技术，渗流热监测技术，安全监控专家系统主要技术：(1) 地面测量方法：包括常规几何水准测量、三角高程测量、方向角度测量、距离测量等；(2)空间测量技术：包括卫星定位、合成孔径雷达干涉等；(3) 摄影测量和地面激光扫描；(4) 专门测量手段：包括激光准直、各类传感器测量和应变计测量等。

数据处理分析：１．成因分析（定性分析）：成因分析是对结构本身(内因)与作用在结构物上的荷载（外因），加以分析、研究，确定变形值变化的原因和规律性。

２．统计分析(定量分析)：根据成因分析的结果和其他相关影响，对实测数据进行统计分析，剔除粗差和系统误差的影响，找出分布规律，从而导出变形值与引起变形的有关因素之间的函数关系。

10．监测标志按其性质和用途分别分为哪几种？工作性质分类：（1）平面标志用来构成测量建筑物平面位移的平面控制网。

（2）高程标志则构成观测建筑物沉降或进行垂直位移观测的高程控制网。

用途分类：（1）变形点又称变形观测点：直接埋设在所要观测研究的建（构）筑物上，它们和待测建筑物一起移动，以表明建筑物空间位置的变化。

(2)工作基点即测量控制点：（包括测站点、联系点、检核点和定向点等工作点），仪器安置在工作基点上以测定变形点的平面位置和高程。

（3）基准点：是变形监测控制网的基础，通常埋设在变形地区之外，便于长期保存和具有很好的稳定性，是建（构）筑物是否产生变形的参照点11、观测资料的整编工作有哪些？主要工作是对现场观测所取得的资料加以整理、编制成图和说明，使他们成为可供使用的成果。

其具体内容应包括：1. 校核各项原始记录，检查各观测周期变形观测值的计算是否有错误；2. 对各种变形值按时间逐点填写观测数值表、存档或建立数据库; 3.绘制各种变形过程线，建筑物（或基础）变形分布图。

变形观测资料整编工作的主要内容是将变形观测值绘制成各种便于分析的图表，包括：（一）观测点变形过程线，某观测点的变形过程线是以时间为横坐标，以累计变形值（位移、沉陷、倾斜、挠度等）为纵坐标绘制成的曲线。

观测点变形过程线可直观地反映出变形的趋势、规律和幅度，对于初步判断建筑物的工作情况是否正常是非常有用的。

（二）建筑物变形分布图，常用的变形分布图有：1．变形值剖面分布图，这种图是根据某一剖面上各观测点的变形值绘制而成的。

分水平剖面图和竖直剖面图，能更直观的反映同一水平上的位移、沉降和挠曲的情况。

2．建筑物（或基础）沉降等值线图，为了了解建筑物或基础的沉降情况，需绘制沉降等值线图，以及建筑物周边地面的等降曲线图。

12、确定变形监测精度的目的和原则？变形监测的精度，取决于建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。

如何根据允许变形值来确定观测的精度，因其与观测条件和待测建（构）筑物的类型以及观测的目的相关。

13、变形监测资料为什么会存在插补问题？如何进行插补？1实测资料出现“断链”；2 数据处理方法要求等时间间隔1按内在物理联系进行插补2按数学方法进行插补线性内插法拉格朗日内插计算多项式曲线拟合周期函数的曲线拟合多面函数拟合14、如何用一元回归分析法对对变形监测资料进行检核？答：1、利用式求得变量y和x的相关系数，查阅相关系数的临界值表，判断y和x线性相关是否密切。

2、利用式na+[x]b-[y]=0[x]a+[xx]b-[xy]=0 (n：观测值的个数、[]：求和计算）求回归方程=a+bx 的回归系数a,b,建立回归方程。

3、在回归直线两侧根据2s画两条平行线，检查新的变形值是否出现在这两条直线所夹的区间内，当观测值超出这一区间时，应作专门分析。

15、以基坑工程为例，试述变形监测的内容，及其可采用的监测方法。

基坑工程施工监测的对象主要为围护结构和周围的环境两大部分组成围护结构包括围护墙。

水平支撑，围檩和圈梁，支柱，坑底土层和坑内地下水等，周围环境包括周围的土层，地下管线，周围建筑和坑外地下水等，各个监测对象包含不同的监测内容，需要使用相应的监测仪器和仪表，16、以某一工程为例，试述变形监测的内容，并简述变形监测工作的意义。

17、绘图说明利用纵横轴线法进行塔式建筑物倾斜观测的原理和步骤。

P147（1）在塔式建筑物纵横两轴线的延长线上选定测站点C1，与建筑物之间的距离约为建筑物高度Ｈ的1.5～2倍，选一起始方向Ｄ１点，用经纬仪观测1、2和3、4点。

得到方向值： β1、β2、β3和 β4（2）分别计算建筑物底部中心位置a1和顶部中心b1的方向值:βa1和 βb1 2211βββ+=a2431βββ+=b （3）计算建筑物顶部中心a1相对于底部中心b1的倾斜角: θ1 111b a ββθ-= 2)()(43211ββββθ+-+=若倾斜角θ1=0, 则无倾斜（4） 计算建筑物在C1a1垂直方向上的倾斜位移量: e1111L e ρθ''= )(2)()(143211R d e +⨯''+-+=ρββββ （5）用上述同样的方法,在C1a1的垂直方向上选定另一测站点C2,依次观测5、6、7、8点，得各点方向值： β5、 β6、β7和 β8（6）计算建筑物在C2a2垂直方向上的倾斜位移量: e2222L e ρθ''= )(2)()(287652R d e +⨯''+-+=ρββββ（7）计算建筑物总倾斜位移值Δ及倾斜度 i2221e e +=∆ H i ∆==αtan18、GPS 用于变形监测有何优点？试举一例说明具有速度快全天候观测，实时，自动化监测等优点，GPS 可以用于大坝的动态实时位移监测，振动频率测试和安全运营报答系统P1319、简述建筑物变形观测资料分析的主要目的和主要内容。