工程变形监测课标
7-第七章-工程的变形监测和数据处理
➢典型动态变形模型
对于变形影响因子呈跳跃变化(突变)、线性变化 （(渐变)和周期变化(周变)所引起的变形体的典 型变形可用下图的(a)、(b)、(c)来分别表示。
（a）突变模型对应的动态变形模型为
y(t)
H [1
exp(
t
t0 T
)]
图中 x0、xE为始末时刻变形因子的值， y0、yE 为始末时刻的变 形量，H、T 为传递常数和时间常数， Tp为变化周期，Tv 为时 间延迟。
主要内容
➢ 什么是变形监测？ ➢ 为什么要进行变形监测? ➢ 变形监测有哪些内容和特点 ?
重点
➢ 变形监测网和变形监测方案设计 ➢ 变形观测数据处理 ➢ 成果表达和解释
思考题
以典型工程为例，说明变形监测的内容 和特点？
工程变形监测有哪些方法？发展趋势如 何？
§7. 5 变形监测资料整理、成果表达和解释
二、成果表达
变形监测的成果表达主要包括用文字、表格 和图形等形式进行表达，也可采用现代科技 如多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术进 行表达。
§7. 5 变形监测资料整理、成果表达和解释
三、成果解释
对变形的解释与变形体的性质和监测目的有关，需 要解答以下的问题：
§7.4 变形观测数据处理
二、变形监测点的数据处理 ➢其他方法 时间序列分析法 频谱分析法 模糊人工神经网络法 小波分析法
§7. 5 变形监测资料整理、成果表达和解释
一、资料整理
➢资料整理的主要内容包括
✓收集资料 ✓审核资料 ✓填表和绘图 ✓编写整理成果说明
➢资料分析的常用方法有
✓作图分析 ✓统计分析 ✓对比分析 ✓建模分析
一、变形监测的定义、作用和内容
➢变形监测的特点
变形监测 《变形监测》课程整体设计
《变形监测》课程整体设计一、岗位的相关要求结合工程测量技术专业毕业生就业岗位对工程变形监测能力要求，归纳典型工作任务及职业能力要求如表1。
表1 岗位工作任务与职业能力要求二、课程目标1. 知识目标（1）了解引起变形体变形的原因及变形监测的内容；（2）掌握变形监测系统的布设，理解并掌握确定变形监测精度的原则及方法；（3）掌握工程建筑物垂直位移、水平位移、倾斜变形观测方法；（4）了解典型工程如大型钢结构、桥梁、地下工程、边坡工程变形监测方法；（5）掌握变形监测资料整理、成果处理与分析的内容、方法；熟悉如何编制规范的变形监测报告。
2. 操作能力目标（1）能结合工程条件及变形监测的要求，确定变形监测的精度；（2）根据变形监测精度，结合工程实际，设计并制订变形观测方案；（3）能根据变形观测方案，组织实施工程变形观测；（4）能根据变形观测数据，进行数据处理与变形趋势预测与分析，编写变形监测报告。
3．社会能力目标（1）独立获取知识的能力――通过本课程学习，锻炼科学的思维方式，逐步掌握科学的学习方法，不断扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构；能够应用所学变形监测理论和原理解决实际问题。
（2）科学的思维能力——运用变形监测理论和方法解决实体工程变形监测方面问题的能力，并对涉及变形方面的问题有一定深度的理解和分析。
（3）分析和解决问题的能力——学会利用变形监测理论、原理和方法解决解决实践中碰到的问题，提高发现问题与解决问题的能力。
增强动手能力，掌握基本的观测方法和数据整理、数据分析的能力。
4．发展能力目标（1）变形监测涉及测绘科学、力学、统计理论等多学科，要求培养学生具有开阔的学习视野，养成终身学习的习惯；（2）通过对典型工程变形监测实例的学习与讨论，掌握工程变形监测的理论与方法，具备工程变形监测的初步技能，并随着工程实践的不断丰富，逐步培养自己具备工程测量技术人员的岗位能力要求。
5. 职业素质养成目标（1）严谨作风——通过本课程学习，进一步培养学生具备严谨的治学态度，严密的逻辑思维方式；（2）创新精神——引导学生应用所学知识，发现和探索未接触的工程领域，解决实际工程问题，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望。
《变形监测》课程标准.
《变形监测》课程标准一、课程性质《变形监测》是工程测量技术专业的核心技能课程之一，进行工程建筑物的变形监测工作是从事工程测量技术工作主要工作内容的重要组成部分。
本课程面对工程测量技术岗位，培养工程变形监测施工一线技术人员。
通过讲授工程建设阶段和运营管理阶段变形监测的工作内容、工作方法，让学生掌握如何进行工程建设与管理阶段的变形监测工作，满足国家职业资格认证对变形监测能力方面的要求。
本课程是在学习《地形测量》、《测量数据处理》、《控制测量》、《工程测量》等课程后开设的。
二、课程目标《变形监测》课程作为工程测量技术专业的核心技能课程之一，通过本课程的学习，要求学生能够具备国家职业资格认证所要求的基本技能，能够胜任工程建设与管理阶段的变形监测工作，具体要求如下：1. 能结合工程变形监测要求与工程条件，设计变形监测方案，布设变形监测控制网；2. 能根据技术设计书、布设好的变形监测系统及变形监测其它要求，胜任工程垂直位移、水平位移、倾斜等变形监测任务；3. 通过典型工程建筑物，如大型钢结构、大型桥梁、地下工程、边坡等变形监测知识的学习，培养学生具备：结合工程具体条件，设计变形监测方案，组织实施变形监测工作的能力；4. 通过变形监测数据处理的学习，能对变形监测数据进行相关的平差计算、精度分析，在此基础上，通过对变形监测资料的整理，分析工程变形的影响因素和变形规律，并根据变形监测成果，编写规范的工程变形监测技术报告。
三、课程内容和要求（学习领域描述）学习领域描述见表1。
表1 学习领域描述学习领域：变形监测开设时间：第5学期学时：50职业活动描述：1. 根据工程建筑物的地理状况、观测条件，设计变形监测方案；2. 根据变形监测设计方案要，进行工程垂直位移、水平位移、倾斜等变形监测；3. 分析变形监测结果，处理变形监测过程中出现的问题，完善监测方案设计；4. 对变形监测成果进行整理与分析，编写变形监测报告。
职业资格证书：《中级测量员职业资格证书》学习目标：1.熟悉变形监测的目的、内容及方法；2.能结合变形体的具体情况，设计变形监测方案；3.能针对变形监测过程中出现的问题，并提出有效的解决方法；4.能对变形观测资料进行整理、分析，揭示工程的变形规律；5.变形监测工作完成后，能对整个变形监测做出系统性的总结，能编写详细、完整、规范的变形监测报告。
工程变形监测分析与预报课件
选择合适的监测仪器和设备，按照设定的频率和时间点进行数据采 集，并将数据传输至数据处理中心进行实时分析。
预警阈值设定
根据工程特点和变形规律，设定不同的预警阈值，当监测数据超过阈 值时触发预警，及时采取应对措施。
工程变形的风险评估与决策支持
变形监测数据分析
对采集的变形数据进行分析，识别变形趋势和特 征，为风险评估提供依据。
监测网的布设应包括基准点、工作基点和变形观测点等，其中基准点应 布设在变形影响范围之外的稳定区域，工作基点应选择在有利于变形监
测的位置。
监测网的优化包括提高网的整体精度、降低成本、缩短观测时间等，同 时应考虑网的结构和形状，以提高网的可靠性。
监测数据的采集、传输与处理
变形监测数据的采集包括现场测量和数 据记录两个环节，采集过程中应确保数
空间分析方法
通过GIS的空间分析功能，如空间插值、地形分析等，可以更准确 地预测变形体的未来状态。
工程应用
在大型工程中如桥梁、大坝等，基于GIS的变形监测数据分析与应 用可以为工程安全评估、预警和决策提供重要支持。
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工程变形监测预警与控制措施
变形监测预警系统设计与实施
预警系统设计
根据工程类型、规模和环境等因素，设计合适的变形监测预警系统 ，包括监测点的布设、数据采集频率、预警阈值的设定等。
据的准确性和可靠性。
变形监测数据的传输包括数据传输速度 、数据精度和数据安全性等方面的要求 ，应根据具体情况选择合适的传输方式
。
变形监测数据处理包括数据预处理、分 析计算和成果整理等环节，数据处理过 程中应采用合适的算法和软件工具，以
提高数据处理效率和精度。
03
工程变形分析方法与技术
《桥梁工程变形监测》PPT课件
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基点网的布设
移 第 •为了观测墩台的垂直位移，需建立变形监
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监 节 测基点网，基点网由基准点和工作基点组 测 成。
桥 •基准点应尽量选在桥梁承压区之外，但又 梁 不宜离桥梁墩台太远。基准点需成组埋设， 基 以便相互检核。
础 •工作基点一般选在桥台或其附近，以便于
垂 观测布设在桥梁墩台上的观测点，测定各
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目的与意义
第 •桥梁变形观测是桥梁运营期养护的重要内容，对 桥梁的健康诊断和安全运营有着重要的意义。
节 •成桥后的结构状态识别和确认，桥梁运营过程中 的损伤检测、预警及适时维修制度的建立，有助
概 于从根本上消除隐患及避免灾难性事故的发生。 述 •运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是
理论研究和实验室调查的补充，而且可以提供有 关结构行为与环境规律的最真实的信息。 •桥梁安全监测带来的将不仅是监测系统和对某特 定桥梁设计的反思，它还可能并应该成为桥梁研 究的“现场实验室”。
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桥梁墩台变形观测
第 桥梁墩台的变形观测主要包括两方面： 节 •墩台的垂直位移观测。主要包括墩台特征
位置的垂直位移和沿桥轴线方向（或垂直于 概 桥轴线方向）的倾斜观测。 述 •墩台的水平位移观测。其中各墩台在上、
下游的水平位移观测称为横向位移观测；各 墩台沿桥轴线方向的水平位移观测称为纵向 位移观测。两者中，以横向位移观测更为重 要。
•GPS观测
•专用方法
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Hale Waihona Puke 11挠度观测方法1
第
•悬锤法
第10章工业与民用建筑物变形监测ppt课件
第1节 概述
监测意义
•无论水平位移、倾斜还是沉降，当变形值超过一 定限度时，会影响建筑物本身的安全以及人民生 命财产的安全。 •有目的地对施工和运营期间的建筑物进行定期的 变形观测非常重要。 •研究建筑物的位移具有非常重要的意义，因为在 计算建筑物的地基时要考虑其极限变形。 •在计算过程中要确定倾斜的沉降和水平位移以及 其它变形的大小，这些数值要与一些极值进行比 较，这些极限值是保证建筑物整体或局部的正常 使用条件以及保证一定寿命的一些数字指标。
变形监测与数据处理
第十章 工业与民用建筑物变形监测
§2 建筑基础沉降监测
第2节 建筑物基础沉降监测
定义
•对建筑物基础的沉降观测，就是定期地测定 建筑物基础在垂直方向上的位移，故亦称建筑 物基础垂直位移观测。 •在施工初期，基础开挖，地表荷重卸出，基 底产生回弹现象；基础完工后，随着施工进展， 荷重不断增加，基础产生下沉；竣工后，在运 营阶段，往往持续若干年，沉降现象方能停止。 •沉降观测应从基础施工开始，直至运营后沉 降稳定为止。
沉降观测网
第2节 建筑物基础沉降监测
第2节 建筑物基础沉降监测
基准网数据处理
•当基准网独立观测时，基准网可以独立平差计 算。 •因首次观测无基准点稳定性的先验信息，所以， 可以采用普通秩亏自由网平差，即应采用全网的 重心作为基准，使各基准点精度均匀，取得基准 点在重心高程基准下的高程值，作为沉降观测的 依据。 •当首次基准网与观测点网同时观测并整体平差 时，可以以基准点为拟稳点，观测点为非拟稳点 进行拟稳自由网平差，即采用拟稳重心为基准， 建立平差基准和取得观测点初始测量成果。
第2节 建筑物基础沉降监测
主要工作
① 沉降观测方案研究与技术设计； ② 沉降观测仪器检验； ③ 沉降观测点位布设； ④ 沉降观测数据采集； ⑤ 沉降观测数据处理； ⑥ 沉降量计算与分析； ⑦ 沉降量报表； ⑧ 沉降过程曲线绘制； ⑨ 沉降观测报告编写。
第1章 绪论《变形监测》教学课件
四、变形监测的对象
•根据变形体的研究范围划分三类： 1、全球性变化研究 2、区域性变化研究 3、工程和局部性变化研究
对象
全球性 变形研究
内容
监测全球板块 运动、地极移 动、地球自转 速率变化、地 潮等
区域性 变形研究
工程和局部性 变形研究
地壳形变监测(地 沉降、位移、倾
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。
GPS用于滑坡变形监测
GPS用于大型结构位移实时监测
经纬仪、位移传感器、加速度传感器和激光仪 等常规仪器监测结构位移存在诸多缺陷，最主要的 是各种传统方法都难以监测结构位移的实时变化。
•1996年，清华大学用GPS系统测量了深圳帝王大厦在台风 作用下的实时形变情况 •1997年，英国HUMBER大桥曾试验用GPS系统实际动态测量 大桥形变形，后来香港青马大桥、日本名石海峡大桥也用 GPS技术进行实时动态位移监测 •1999年，虎门大桥(特大型悬索桥结构)利用GPS RTK技术 建立了“三维位移GPS实时动态监测系统” ，该系统包括 1个GPS基准站、12个监测通道、7个GPS监测站以及光纤 数据传输系统和监控中心对悬索桥的三维位移进行动态实 时监测
《变形监测》电子教案.
《变形监测》课程电子教案东华理工大学高等职业技术学院2013年01月《变形监测》电子教案（除说明外，根据学习情境以2学时为单位安排授课单元）系（部）测绘工程系教研室（实验室）工程测量课程名称变形监测授课班级10316291-3主讲教师邹自力职称教授使用教材《变形监测技术》教学时数总学时50，含实训8学时东华理工大学高等职业技术学院2013年8月目录情境1 变形控制网建立（12学时）一、总体设计 (1)二、教学说明 (2)2.1 概述 (2)2.2 预备知识 (2)三、教学内容 (3)3.1 子情境1 变形监测网的布设与观测（共4学时） (3)3.1.1 变形控制网布设的基础知识（2学时） (3)3.1.2 变形观测系统的布设及观测（2学时） (5)3.2 子情境2 变形控制制网平差及精度分析（共8学时） (8)3.2.1 变形控制网经典平差（2学时） (8)3.2.2 测边网、测角网及边角网间接平差（2学时） (8)3.2.3 拟稳平差与自由网平差（2学时） (8)3.2.4 变形控制网平差与精度分析上机操作练习（2学时） (9)情境2 变形点监测（12学时）一、总体设计 (12)二、教学说明 (13)2.1 概述 (13)2.2 预备知识 (13)三、教学内容 (13)3.1 子情境1监测点布设（共2学时） (13)3.1.1 变形监测点布设（2学时） (14)3.2 子情境2 垂直位移观测（共4个学时） (16)3.2.1 垂直位移观测（2学时） (16)3.2.2 垂直位移观测课间实习（2学时） (17)3.3 子情境3 水平位移观测（共4学时） (18)3.3.1 水平位移观测（2学时） (18)3.3.2 水平位移观测案例分析（2学时） (19)3.4 倾斜观测（共2学时） (20)情境3 特殊建筑物变形监测（12学时）一、总体设计 (23)二、教学说明 (24)2.1 概述 (24)2.2 预备知识 (24)三、教学内容（按子情境为单元组织） (24)3.1 子情境1 大型钢结构变形监测（2学时） (25)3.2 子情境2 大型桥梁变形监测（共4学时） (26)3.3 子情境3 地下工程变形监测（共2学时） (28)3.4 子情境4 边坡变形监测（共4学时） (30)情境4 变形监测数据处理（14学时）一、总体设计 (32)二、教学说明 (33)2.1 概述 (33)2.2 预备知识 (33)三、教学内容 (33)3.1子情境1 变形监测资料的整理（共2学时） (33)3.2子情境2 变形监测数据处理与分析（共8学时） (35)3.2.1 变形监测网的稳定性分析（2学时） (35)3.2.2 单点、总体位移显著性检验（2学时） (37)3.2.3 一元线性回归分析（2学时） (39)3.2.4 多元及非线性回归分析（2学时） (41)3.3 子情境3 变形监测报告编写（共2学时） (44)3.4 子情境4 应用实例（共2学时） (46)《变形监测》课程情境1 电子教案一、总体设计学习情境情境1：变形控制网建立学时：12 项目载体东华理工大学科技楼垂直位移监测；模拟观测数据的平差处理教学目标知识目标技能目标职业素养①变形监测系统的构成；②变形观测的基本内容；③变形观测的基本方法；④确定变形观测精度的原则与方法；⑤变形监测网的布设；⑥变形控制网三种平差方法及精度分析①在理解变形监测系统构成原理的基础上，能结合典型工程案例，理解并掌握变形监测系统的布设；②能结合变形监测系统的布设情况，选用不同的平差方法进行监测数据的处理与精度分析。
任务11-1工程变形监测教学教案.
《高速铁路施工测量》教案课程名称高速铁路施工测量项目：1 1 工程变形监测任务：11.1 工程变形监测授课班级任课教师系别学校名称授课课程：高速铁路施工测量授课教师：教学过程设计教案正文高速铁路变形监测的时间要求无昨轨道施工期间至交付运营前，施工单位应继续按规定频次进行观测，交付运营后，2.4 变形监测网的主要技术要求1.水平位移监测网的主要技术要求等级相邻基准点的点位中误差(mm)平均边长(m)测角中误差( " )测边中误差(mm)水平角观测测回数0.5"仪器1"仪器2"仪器≤300O. 7 1.09122、路堤下地基压缩层厚≥5m地段及路堤填高≥3.0m、地基压缩层厚＜3.路堤加载预压地段：在基床底层表面两侧设观测桩，在路基面中间设沉降板；待预4.土质路堑地段：一般地段只设路基面沉降观测桩2～3个/断面，断面间距势平坦、地基条件良好地段间距100m。
砂垫层找平，确保测杆铅垂;放置好沉降板后，回填一定厚度的垫层，然后套上保护套管；观测元件的埋设）各类桥涵变形监测观测断面及点的设置、观测元器件布置应按设计图纸要求设）对每个工点观测断面观测类型、埋设里程及设置数量，埋设沉降观测元器件的种类、数量进行统计；梁体徐变观测路线示意图变形监测评估内容高速铁路变形监测主要针对结构物垂直位移进行评估，主要内容有路基沉降板观测资料评估;(1)在此基础上估计各观测面的最终沉降。
对每一路基工点应制作沉降计算和测定结果比较表。
(3)通常采用的沉降拟合曲线有以下几种 指数函数 双曲函数6.4.4 各观测断面工后沉降的预测（1）在观测沉降三个月后（以完成路堤填筑埋设沉降观测桩为始点），即完成第一个拟合曲线推导后可进行第一次工后沉降预测。
沉降观测结果沉降时间根据沉降结果做第1次预测(三个月后)s (t )根据沉降结果做第2次预测(六个月后)s (t )()ta e 1s )t (s ⋅-∞-=∞+=s /t b t)t (s6.8.2 代表性断面沉降实测曲线（1）DK1233+607沉降关系曲线246日期。
2010-2011工程变形监测与数据处理--教案21-22
教案2010～2011 学年第一学期主讲教师夏小裕课程名称工程变形监测与数据处理课程类别专业选修课学时及学分45授课班级测绘071~073使用教材《变形监测数据处理》系(院、部) 土木工程系教研室(实验室) 测绘工程教研室课时授课计划课次序号：21-22 一、课题：水利工程变形监测概述；水利工程监测项目及要求；监测系统设计；案例-小浪底大坝安全监控系统设计。
二、课型：专业选修课三、目的要求：要求学生掌握水利工程变形监测的主要内容及常用方法；水利工程监测项目的要求；监测系统的设计。
四、重点、难点：重点：水利工程变形监测的主要内容及常用方法；水利工程监测项目的要求；监测系统的设计。
难点：监测系统的设计。
五、教学方法及手段：讲述六、参考资料：[1] 黄声亨等编，《变形监测数据处理》，武汉大学出版社，2003年第1版。
[2] 陈永奇等编，《变形监测数据处理》，测绘出版社，1998[3] 吴子安等编，《工程建筑物变形监测数据处理》测绘出版社 1989[4] 李青岳，陈永奇，《工程测量学》，测绘出版社 1984[5] 白迪谋，《工程建筑物变形观测和变形分析》，西南交通大学出版社，2002七、作业：1、对于混凝土大坝，水平位移和垂直位移的监测方法有哪些？2、大坝安全监测系统有哪些部分组成？八、授课记录：九、授课效果分析：通过听讲学生基本掌握水利工程变形监测的主要内容及常用方法；并对水利工程监测项目的要求和监测系统的设计有所了解，教学效果良好。
十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、复习2、导入课题3、教学内容4、课堂总结5、布置作业讲稿（水利工程变形监测）主要内容：•概述•监测项目及要求•监测系统设计•小浪底大坝安全监控系统设计•大坝安全评判专家系统设计一、概述监测工作的重要性：•建国以来，我国共修建8.3万余座堤坝，其中15米以上大坝有1.9万多座，30米以上大坝有近3000座，这些工程在国民经济中发挥了巨大的作用。
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陕西铁路工程职业技术学院“工程变形监测”课程标准
（适用工程测量技术专业）
课程类型：（A类/B类/C类课程）
执笔人：
课程团队：
审定人：
编制时间： 2017 年 3 月 30 日
陕西铁路工程职业技术学院制表
二〇一七年三月
“工程变形监测”课程标准
一、课程基本信息
二、学习情境
学习情境1：工程建筑物变形监测学时：28学时
学习情境2：基坑工程变形监测学时：12学时
学习情境3：道路工程变形监测学时：12学时
学习情境4：隧道工程变形监测学时：8学时
三、“变形监测”课程考核评价
1. 课程无终结性考核，终结性考核权重为0%。
2. 期末总成绩=平时成绩*30%+项目1总成绩*30%+项目2总成绩*30%+项目3总成绩*10%。
四、附录。