变形监测
变形监测有哪些内容
变形监测有哪些内容变形监测是指对物体的形状、尺寸、位置等进行实时监测和检测的技术手段。
在工程领域中，变形监测被广泛应用于建筑结构、桥梁、隧道、地铁、水利工程等领域，以及航空航天、汽车制造等行业。
变形监测的内容包括但不限于以下几个方面：1. 变形监测原理。
变形监测的原理是利用各种传感器或测量仪器对目标物体的形状、尺寸、位置等进行实时监测和检测。
常用的传感器包括全站仪、GPS、倾角传感器、位移传感器、应变片等。
这些传感器可以实时采集目标物体的各项参数，并将数据传输给监测系统进行分析和处理，从而实现对目标物体变形情况的监测。
2. 变形监测方法。
变形监测方法包括静态监测和动态监测两种。
静态监测是指在目标物体处于静止状态下进行监测，通常用于建筑结构、桥梁等工程领域；动态监测是指在目标物体处于运动状态下进行监测，通常用于航空航天、汽车制造等行业。
根据监测的具体要求和目标物体的特点，可以选择合适的监测方法进行变形监测。
3. 变形监测技术。
变形监测技术包括传感器技术、数据采集技术、数据处理技术等。
传感器技术是变形监测的核心技术，传感器的选择和布设对监测结果具有重要影响；数据采集技术是指对传感器采集的数据进行有效获取和传输；数据处理技术是指对采集的数据进行分析、处理和展示，从而实现对目标物体变形情况的准确监测。
4. 变形监测应用。
变形监测在工程领域中有着广泛的应用，可以用于建筑结构的变形监测、桥梁的变形监测、隧道的变形监测、地铁的变形监测等。
在航空航天、汽车制造等行业，也可以利用变形监测技术对飞行器、汽车等进行变形监测，确保其安全运行。
变形监测还可以应用于地质灾害监测、海洋工程监测等领域，为工程建设和生产运营提供可靠的监测数据和技术支持。
5. 变形监测发展趋势。
随着科学技术的不断发展和进步，变形监测技术也在不断创新和完善。
未来，变形监测技术将更加智能化、精准化和自动化，传感器技术、数据采集技术、数据处理技术等将得到进一步提升和应用，从而更好地满足工程建设和生产运营对变形监测的需求。
工程测量之变形监测
§1.1.变形监测的基本概念:1）变形：指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。
2）变形监测：指利用测量仪器与其他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）分类：根据变形体的不同来划分。
变形监测的分类：根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为以下三类：（1）全球性变形研究：如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等。
（2）区域性变形研究：如地壳形变监测、城市地面沉降监测等。
（3）工程和局部性变形研究：如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采引起的地表移动和下沉等。
变形监测任务和内容：1）任务：长期地对变形体的移动监测点进行重复观测，捕捉变形敏感部位和各观测周期间的变形观测点的变形信息，并对变形信息进行分析、解释并作出变形预报。
2）内容：视变形体的类型和性质以及设站观测的目的的不同而异。
应以能正确地反映出变形体的变化情况，达到监视变形体的安全、了解其变形规律为目的。
几种不同变形体的监测内容：a、大地形变监测：目的是了解地壳动态，所以观测内容是观测监测点的点位位移、移动方向、速度和高程变化等。
b、工业与民用建筑物变形监测：主要观测其基础的下沉和纵横向的长度变化，用以计算建筑物的倾斜、弯曲、拉伸与压缩变形及下沉速度，并绘制沉降分布图；对建筑物的主体部分主要观测倾斜和裂缝。
c、水工建筑物稳定性监测：对土坝而言，主要观测水平位移、垂直位移、渗透、裂缝观测等；对混凝土重力坝而言，主要有垂直位移、水平位移、伸缩缝及应力观测等。
d、地表沉降观测：掌握其沉降与回升的规律，以便采取防护措施。
在江河下游和冲积表土层大面积覆盖的平原地区，导致地表沉降的原因主要有两个：变形监测的目的和意义：目的：掌握变形体的实际形状，为判断其安全提供必要的信息。
意义：重点表现在两个方面实用上的意义：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；科学上的意义：更好地理解变形的机理，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。
变形监测有哪些内容
变形监测有哪些内容变形监测是指对物体形态、结构、位置等进行实时监测和分析的技术手段。
在工程领域中，变形监测被广泛应用于建筑物、桥梁、隧道、坝体、地铁、高架线路等工程结构的安全监测和评估。
通过对结构变形的监测，可以及时发现结构变形的情况，为结构的安全运行提供重要的依据。
变形监测的内容主要包括以下几个方面：1. 变形监测的基本原理。
变形监测的基本原理是利用各种传感器对结构进行实时监测，通过采集的数据进行分析和处理，得出结构的变形情况。
常用的监测手段包括全站仪、GPS、倾角仪、位移传感器等。
这些传感器可以实时监测结构的位移、倾斜、变形等情况，为结构的安全运行提供重要的数据支持。
2. 变形监测的应用范围。
变形监测广泛应用于建筑物、桥梁、隧道、坝体等工程结构的安全监测和评估。
在建筑物中，可以通过变形监测技术对建筑物的沉降、裂缝、变形等情况进行实时监测，及时发现结构的变形情况，为建筑物的安全运行提供重要的依据。
在桥梁、隧道、坝体等工程结构中，变形监测可以对结构的位移、倾斜、裂缝等情况进行实时监测，为工程结构的安全运行提供重要的数据支持。
3. 变形监测的优势。
变形监测具有实时性强、监测范围广、监测精度高等优势。
通过变形监测技术，可以实时监测结构的变形情况，及时发现结构的安全隐患，为结构的安全运行提供重要的数据支持。
同时，变形监测技术可以对结构的变形情况进行全面、精准的监测，提高了监测的准确性和可靠性。
4. 变形监测的发展趋势。
随着科学技术的不断发展，变形监测技术也在不断创新和完善。
未来，变形监测技术将更加注重监测数据的实时性和准确性，提高监测手段的灵活性和多样性，为工程结构的安全运行提供更加可靠的数据支持。
同时，变形监测技术将更加注重监测数据的分析和处理，提高数据的利用价值，为工程结构的安全评估提供更加科学、可靠的依据。
5. 结语。
变形监测作为一种重要的工程监测手段，对工程结构的安全运行具有重要的意义。
通过对结构变形的实时监测和分析，可以及时发现结构的变形情况，为工程结构的安全运行提供重要的数据支持。
变形监测知识点
变形监测知识点变形监测是一项广泛应用于工程领域的技术，它可以帮助工程师们实时监测结构物的变形情况，从而及时发现潜在的问题并采取相应的维修措施。
本文将介绍变形监测的几个重要知识点，包括其定义、常见的监测方法以及应用领域。
一、定义变形监测是通过使用各种传感器来测量结构物的形状、位置、位移和变形等参数的技术。
它主要通过测量传感器的输出信号来得到结构物的实际变形情况。
变形监测的目标是实时获取结构物的变形数据，并与设计值进行对比，以确定结构物的稳定性和安全性。
二、常见的监测方法1. 接触式测量：这种测量方法使用接触式传感器来直接测量结构物的位移或形变。
常见的接触式测量方法包括测量螺栓伸缩量、挠度和应变等。
2. 非接触式测量：这种测量方法使用非接触式传感器来测量结构物的位移或形变。
常见的非接触式测量方法包括激光测距、摄像测量和红外测温等。
3. 无线传输技术：为了方便数据的实时传输和监测，无线传输技术被广泛应用于变形监测中。
无线传输技术可以通过无线传感器网络将变形数据传输到远程监测中心，实现对结构物的远程监测和控制。
三、应用领域1. 桥梁监测：桥梁是重要的交通基础设施，它们承受着巨大的荷载和变形，因此需要进行定期的变形监测。
通过变形监测，可以及时发现桥梁的变形情况，并采取相应的维修措施，以确保桥梁的安全运行。
2. 隧道监测：隧道是重要的交通工程，为了保证隧道的安全运行，需要进行定期的变形监测。
通过变形监测，可以检测隧道的形变、位移和应力等参数，以及时发现潜在的问题并采取相应的措施。
3. 建筑物监测：对于高层建筑和大型工业设施等建筑物，变形监测可以帮助工程师们实时了解建筑物的变形情况。
通过变形监测，可以预测结构物的变形趋势，并采取相应的维修措施，以确保建筑物的稳定性和安全性。
4. 地下工程监测：地下工程如地铁、隧道和地下管网等，由于地下环境的特殊性，需要进行定期的变形监测。
通过变形监测，可以了解地下工程的变形情况，并采取相应的措施，以保证地下工程的稳定和安全。
变形监测安全管理制度
一、总则为加强变形监测工作的安全管理，保障监测人员的人身安全和设备财产安全，确保监测数据的准确性和可靠性，特制定本制度。
二、适用范围本制度适用于公司所有涉及变形监测工作的项目、部门和个人。
三、安全管理原则1. 安全第一，预防为主。
始终把安全放在首位，加强预防措施，减少事故发生。
2. 严格执行国家有关安全生产的法律法规，确保监测工作的安全进行。
3. 责任到人，分工明确。
明确各部门、各岗位的安全责任，确保安全管理工作落实到位。
4. 加强安全教育，提高安全意识。
定期对监测人员进行安全教育培训，提高安全操作技能。
四、安全管理职责1. 公司安全管理部门负责制定、修订和监督实施变形监测安全管理制度。
2. 监测部门负责组织实施变形监测工作，确保监测工作的安全进行。
3. 监测人员负责严格遵守安全操作规程，做好个人防护。
4. 设备管理部门负责监测设备的维护、保养和检修，确保设备安全运行。
五、安全操作规程1. 监测人员上岗前必须接受安全教育培训，掌握安全操作技能。
2. 进入监测现场，必须佩戴安全帽、防护眼镜、防护手套等个人防护用品。
3. 使用监测设备前，必须检查设备是否完好，操作前应进行试运行。
4. 高处作业时，必须使用安全带，确保安全。
5. 严禁酒后作业、疲劳作业，确保操作人员精神饱满。
6. 严禁擅自拆卸、改装设备，如需维修，必须由专业人员操作。
7. 严禁在监测现场吸烟、乱扔烟头，确保现场安全。
六、事故处理1. 发生事故时，立即停止作业，组织抢救，并报告上级领导。
2. 保护事故现场，不得擅自移动、破坏现场。
3. 按照事故报告程序，及时向上级主管部门报告事故情况。
4. 对事故原因进行调查分析，制定整改措施，防止类似事故再次发生。
七、附则1. 本制度自发布之日起实施。
2. 本制度由公司安全管理部门负责解释。
3. 本制度如与国家法律法规相抵触，以国家法律法规为准。
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
变形监测有哪些内容
变形监测有哪些内容变形监测是指对工程结构或地质体进行形变的监测和分析，以及对变形进行预测和预警的一种技术手段。
变形监测通常应用于地质灾害预警、工程结构安全监测、地下水开采引起的地面沉降等领域。
在实际工程和地质勘察中，变形监测具有重要的意义，可以及时发现和预警可能出现的问题，保障工程安全和地质环境稳定。
下面将介绍一下变形监测的相关内容。
一、监测对象。
变形监测的对象包括但不限于以下几个方面：1. 工程结构，如建筑物、桥梁、隧道、坝体等工程结构的变形监测，可以通过监测结构的位移、变形、裂缝等情况，及时了解工程结构的变形情况，确保结构的安全性。
2. 地质体，如山体、边坡、岩体等地质体的变形监测，可以通过监测地表位移、地下水位变化、地下裂缝等情况，及时了解地质体的变形情况，预防地质灾害的发生。
3. 地下水位，地下水开采引起的地面沉降是一种常见的地质灾害，通过监测地下水位的变化，可以及时预警地面沉降的可能性，采取相应的措施进行治理。
二、监测方法。
1. GNSS监测，GNSS（全球导航卫星系统）是一种常用的变形监测技术，通过布设在监测对象周围的GNSS接收机，实时监测接收机的位置坐标，从而得到监测对象的位移和变形情况。
2. 雷达干涉监测，雷达干涉监测是一种利用合成孔径雷达（SAR）技术进行地表形变监测的方法，可以实现对大范围地表的高精度监测，对地质灾害的监测具有重要意义。
3. 激光测距监测，激光测距监测是一种利用激光测距仪进行变形监测的方法，可以实现对监测对象的高精度三维形变监测，适用于对工程结构的变形监测。
三、监测数据分析。
监测数据的分析是变形监测的重要环节，通过对监测数据的分析，可以及时发现变形情况，并进行预测和预警。
监测数据分析通常包括以下几个方面：1. 变形趋势分析，对监测数据进行时间序列分析，得出监测对象的变形趋势，判断变形是否存在加剧或减缓的趋势。
2. 变形速率分析，对监测数据进行速率分析，得出监测对象的变形速率，判断变形的快慢程度，为预测变形提供依据。
建筑物变形监测内容
建筑物变形监测内容
建筑物变形监测内容概述如下：
①沉降监测：测量建筑物基础、主体结构及各层楼面的垂直沉降量；
②倾斜监测：测定建筑物整体或局部的水平位移、倾斜角度；
③裂缝监测：记录、测量建筑物表面及内部裂缝的位置、长度、宽度变化；
④挠度监测：测量梁、柱、桥梁等构件在荷载作用下的弯曲变形；
⑤位移监测：监测建筑物在风荷载、地震、施工等因素影响下的整体平移；
⑥应力应变监测：通过埋设传感器，实时监测关键部位的应力、应变变化；
⑦振动监测：记录建筑物在外界激励（如地铁、施工振动）下的振动响应；
⑧地下水位监测：关注建筑物周边地下水位变化对地基稳定性的影响。
简述变形监测的内容
简述变形监测的内容变形监测是一种用于监测和评估地表和建筑物变形的技术。
它通过使用各种传感器和测量设备，对地表或建筑物进行连续或间歇性的监测，以检测和分析其变形情况。
这种监测技术在土地资源开发、地质灾害预警、建筑物结构安全等领域具有重要的应用价值。
变形监测的内容主要包括以下几个方面：1. 地表变形监测：地表变形是指地表形态、地形或地貌的改变。
地表变形监测可以通过使用全球定位系统（GPS）、卫星测高、摄影测量等技术手段来实现。
通过对地表进行连续或间歇性的监测，可以及时发现地质灾害、地下水位变化、地震活动等引起的地表变形情况，为地质灾害预警和环境监测提供依据。
2. 建筑物变形监测：建筑物变形是指建筑物结构、形态或位置的改变。
建筑物变形监测主要通过使用倾斜仪、位移传感器、应变计等设备来实现。
对于高层建筑、大型桥梁、隧道等重要工程结构，进行变形监测可以及时发现和评估其结构安全性能，为工程管理和维护提供科学依据。
3. 地下水位监测：地下水位是指地下水面的高度。
地下水位的变化对地下水资源的开发利用和环境保护具有重要意义。
地下水位监测可以通过使用水位计、压力传感器等设备来实现。
通过对地下水位进行连续或间歇性的监测，可以及时了解地下水资源的变化情况，为地下水资源管理和保护提供科学依据。
4. 地壳运动监测：地壳运动是指地球表面的水平位移和垂直位移。
地壳运动的监测可以通过使用GPS、测量雷达等技术手段来实现。
地壳运动的监测可以帮助科学家了解地球的构造和运动规律，为地震活动、火山喷发等地质灾害的预测和预警提供依据。
变形监测在地质灾害预警、土地资源开发、工程结构安全等领域具有重要的应用价值。
它可以及时发现和评估地表和建筑物的变形情况，为预防和减轻地质灾害、保护环境、保障工程安全提供科学依据。
同时，变形监测还可以帮助科学家了解地球的运动规律和地下水资源的变化情况，为地球科学研究提供重要数据。
未来，随着技术的进一步发展和应用的推广，变形监测将在更广泛的领域发挥重要作用。
如何进行建筑物的变形监测？
如何进行建筑物的变形监测？
建筑物变形监测是确保建筑物安全的重要手段。
通过定期对建筑物进行变形监测，可以及时发现建筑物的异常变形，采取相应的措施，防止建筑物损坏或造成人员伤亡。
在进行建筑物变形监测时，一般需要遵循以下步骤：
1. 确定监测目标：首先要明确监测的目标，包括需要监测的建筑物、监测的目的、监测的项目等。
这有助于确定监测方案、监测周期、监测点布设等后续工作。
2. 制定监测方案：根据监测目标，制定合理的监测方案。
包括选择合适的监测方法、确定监测点布设位置、确定监测周期等。
3. 建立监测网：根据监测方案，建立相应的变形监测网。
这包括选择合适的基准点、工作基点和观测点，并进行实地布设。
4. 进行观测：按照监测方案规定的周期，定期对建筑物进行变形观测。
观测时需要使用高精度的测量仪器，如全站仪、水准仪等，以确保测量结果的准确性。
5. 数据处理与分析：将观测得到的数据进行整理、分析，以确定建筑物的变形情况。
这包括对数据的处理、绘制变形曲线、进行统计分析等。
6. 评估与预警：根据数据处理与分析的结果，对建筑物的安全状况进行评估，并在必要时发出预警。
7. 制定措施：根据评估结果和预警，制定相应的措施，如加固、维修等，以防止建筑物进一步变形或损坏。
总之，建筑物变形监测是一项系统性的工作，需要综合考虑多种因素，确保监测结果的准确性和可靠性。
通过定期的变形监测，可以及时发现建筑物的异常变形，采取相应的措施，保障建筑物的安全和人民的生命财产安全。
如何进行变形监测
如何进行变形监测变形监测，是指对建筑物、桥梁、地铁隧道等工程结构在使用过程中的变形和位移进行实时监测和分析的过程。
通过变形监测，我们可以及时发现结构的异常变形，提前预警潜在问题，以保证建筑物的安全稳定。
本文将介绍如何进行有效的变形监测，涵盖监测方法、监测工具和数据分析等方面。
一、变形监测的方法1. 传统测量方法传统测量方法是指人工进行的监测方法，通常利用经纬仪、水准仪、全站仪等仪器设备进行直接测量。
这种方法的优势在于测量精度较高，数据可靠性比较高。
但是，由于工程规模大、监测点多，传统方法不能满足大规模和实时监测的需求。
2. 无人机测量方法随着科技的进步，无人机测量方法逐渐被应用于工程结构的变形监测中。
无人机可搭载高精度相机、雷达、激光扫描仪等设备，能够对工程结构进行全面、快速的测量。
通过无人机测量，我们可以获取大范围、高分辨率的监测数据，实现对工程结构的三维建模和变形分析。
3. 激光扫描仪监测方法激光扫描仪是一种高精度的变形监测工具，通过激光束测量物体表面的距离，可以获取物体的空间形态信息。
激光扫描仪监测方法具有高精度、非接触、高效率等特点，能够满足复杂场景下的变形监测需求。
但是，由于设备成本较高，该方法在实际应用中还存在一定的限制。
二、变形监测的工具1. 数据采集设备数据采集设备是进行变形监测的关键工具之一。
它可以记录监测点的位移、振动、变形等数据，并将其传输到监测中心进行分析。
常用的数据采集设备有挠度计、位移传感器、加速度计等。
这些设备具有高精度、高灵敏度的特点，能够准确地监测结构的变形情况。
2. 数据处理软件数据处理软件用于对采集到的监测数据进行分析和处理。
它能够将原始数据转化为可视化的图表和图像，以便工程师进行进一步分析。
常用的数据处理软件有MATLAB、Python等，它们提供了各种数据处理和统计分析的功能，方便工程师进行数据挖掘和模型建立。
三、数据分析方法1. 统计分析统计分析是变形监测中常用的分析方法之一。
变形监测方案
变形监测方案第1篇变形监测方案一、概述本方案旨在对某特定区域或结构进行精确、高效的变形监测，以确保其安全性及功能性。
通过采用先进的技术手段和严谨的数据分析方法，实时掌握监测对象的变形情况，及时预警潜在风险，为决策提供科学依据。
二、监测目标1. 准确测量监测对象的变形量，包括水平位移、垂直位移、倾斜等；2. 实时掌握监测对象的变形速率，分析变形趋势；3. 及时发现监测对象的异常变形，预警潜在风险；4. 为政府部门、企业及相关单位提供科学、可靠的监测数据。
三、监测方法1. 地面测量法：采用全站仪、水准仪等设备，对监测对象的水平位移、垂直位移进行定期测量；2. 空间测量法：利用GNSS技术，对监测对象的水平位移进行实时测量；3. 倾斜测量法：采用倾斜仪等设备，对监测对象的倾斜角度进行定期测量；4. 远程监测法：利用摄像头、无人机等设备，对监测对象进行远程监控，实时掌握其变形情况。
四、监测设备与参数1. 全站仪：用于测量监测对象的水平位移、垂直位移；- 精度要求：±(2mm+2ppm)；- 测量范围：≥5km；2. 水准仪：用于测量监测对象的垂直位移；- 精度要求：±0.5mm；- 测量范围：≥3km；3. GNSS接收机：用于实时测量监测对象的水平位移；- 精度要求：±(10mm+1ppm)；- 测量范围：全球范围；4. 倾斜仪：用于测量监测对象的倾斜角度；- 精度要求：±0.01°；- 测量范围：±45°；5. 摄像头/无人机：用于远程监控监测对象。
五、监测数据处理与分析1. 对采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、数据校准等；2. 采用加权平均法、最小二乘法等方法，对监测数据进行处理，计算监测对象的变形量；3. 分析监测对象的变形趋势，评估其稳定性；4. 结合历史数据和实时数据，预测监测对象的未来变形情况；5. 当监测对象的变形量超过预警阈值时，及时发布预警信息。
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
1.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。
变形监测又称变形测量或变形观测。
2.变形监测目的与意义：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3.变形的分类：1）全球性变形监测研究：地级移动监测，地级板块运动监测，地球旋转速率变化；2）区域性变形监测研究：地球形变监测，城市地面沉降变形监测；3）工程及局部变形监测研究：工程建筑物变形监测，滑坡体，地下开采，开挖引起的变形4.测绘发展史：1）甚长基线干涉测量2）卫星激光测距3）GNSS 4）卫星重力探测技术（卫星测高，卫星跟踪，卫星重力梯度测量）5）合成空孔径雷达干涉测量6）摄影测量方法7）三维激光扫描仪8）专门测量方法：短距离测量，准直测量，铅直测量，静力液体测量，振动摆动测量，挠度测量，应变测量，倾斜测量；9）常规大地测量：经纬仪测距，全站仪测距，水准仪测量；测量四化：自动化，信息化，智能化，网络化5.变形监测的主要内容：监测方法（技术），物理量（监测内容），现场巡视，环境量监测，位移监测（沉降监测，水平位移监测，挠度监测，裂缝监测），渗流监测，应力、应变监测（传感器），周边监测变形监测的精度:根据规范，观测的中误差应小于允许变形值的1/10~1/206.变形监测数据处理及灾害预报的一般过程（主要内容）（一）变形监测的工程设计;工程概况，目的，精度，周期，工程技术规范，选择监测方法和主要监测内容，监测的可行性和先进性，埋点（基准点，工作点，监测点）（二）数据采集及预处理:监测仪器（传感器）――>物联网――>平差方法，小波分析――>（点的稳定性进行检验；剔除误差数据，去噪；差补，拟合；平滑）1几何分析（大小，形态，位置的分析）2物理解释（建模）(1)回归分析（一元线性回归）x-y；（多元线性回归）x1,x2,x3,->y；（逐步回归分析）（2）灰色系统的分析模型（系统论，信息论，控制论）：数据量少，信息安全情况（大数据）――规律（3）时间序列分析模型（时间+变形）（4）小波分析（小波+神经网络；小波+模糊数学；小波+建线算法）（5）HHT（振动信息）（四）变形分析的预报和预警，分析及提出防治措施（破坏及不稳定的允许值）7.监测方案（监测系统）设计:A设计原则：（1）适地制宜地选择监测方案，人工监测与自动监测相结合；（2）监测仪器精度满足要求，可靠性强，牢固性好；（3）监测点不宜过多（监测点成线分布），布点充分考虑变形体结构重垂力方向或最大挠度方向（经验）；（4）监测方案要进行优化和比较验证工作，保证监测方案在技术上有保障，经济上可行，数据可靠，符合实际工程需求B变形监测五固定原则：三点固定（基准点，工作点，变形监测点）；观测路线和观测方法固定；仪器和设备固定；观测人员固定；观测条件和环境一致C监测内容:根据监测需要和目的来确定D仪器和方法选择：符合精度要求；适合周围的环境条件；有足够的量程；光学->机械->电子；静态观测和动态观测相结合（RTK）E精度确定：允许变形值0.1~0.05（1）典型精度1mm（2）特殊工程0.1mm（3）滑坡10――50mmF.变形监测点的分类及每类要求1）基准点：埋设再稳固的基岩上或变形区外，尽可能长期保存。
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。
变形监测的基本内容
变形监测的基本内容
变形监测是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。
主要包括以下方面：
1. 建立变形检测网。
2. 进行水平位移、沉降、倾斜、裂缝、挠度、摆动和振动等监测。
变形监测的具体内容因监测对象而异，例如：
1. 工业与民用建筑物：主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测。
基础：建筑物的均匀沉降与不均匀沉降；建筑物本身：观测倾斜与裂缝；高层和高耸建筑物：动态变形（主要为振动的幅值、频率和扭转）；工业企业、科学实验设施与军事设施中的工艺设备、导轨等：水平位移和垂直位移。
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。
以上内容仅供参考，建议咨询地质工程专家或查阅有关专业书籍，以获取更全面和准确的信息。
变形监测规范
变形监测规范
变形监测规范是指在工程施工过程中，对于建筑物、土体等结构进行变形监测的一系列规范和要求。
变形监测的目的是及时了解结构变形情况，并采取相应的措施以确保工程质量和安全。
下面是变形监测规范的一些要点和注意事项。
一、监测对象和监测要素
1. 监测对象包括建筑物、土体等结构，在施工前、施工中和施工后都需要进行变形监测。
2. 监测要素包括位移、变形、裂缝等，需要设置相应的监测点和监测装置进行实时监测。
二、监测装置和监测方法
1. 监测装置应该具有良好的稳定性和精度，能够实现自动化监测和远程数据采集。
2. 监测方法可以采用普通测量仪器和现代化监测设备，如全站仪、GNSS、倾斜测量仪等。
三、监测频次和周期
1. 监测频次应根据不同的结构和施工阶段进行相应调整，一般情况下每天进行一次监测。
2. 监测周期应根据实际需要进行确定，一般情况下为施工前后、施工中和竣工后。
四、监测记录和数据分析
1. 监测记录应详细、准确，包括监测日期、监测点位、监测数值等信息，并保存在监测记录表中。
2. 监测数据需要进行分析和比对，如果出现异常情况需要及时通知相关责任人，并采取相应的措施。
五、监测报告和整改措施
1. 监测报告应及时编制，内容包括变形情况、分析结果、处理意见等，并报送给相关部门和业主。
2. 如果发现存在变形超过规范要求的情况，需要采取相应的整改措施，如加固、拆除等，确保工程安全。
以上是变形监测规范的一些要点和注意事项，通过严格按照规范进行变形监测工作，可以及时发现问题并采取相应的措施，确保工程质量和安全。
路基工程变形监测方案
路基工程变形监测方案一、监测内容路基工程变形监测的主要内容包括路基变形量、路基变形速率、路基变形趋势、路基稳定性评价等。
监测路基变形量可采用水准测量、全站仪测量、GPS测量等方法，通过监测不同位置的路基变形量，分析和评估路基的变形情况。
监测路基变形速率可采用连续监测法或间歇监测法，分析路基变形的时间变化规律，评估路基变形的速率和趋势。
路基稳定性评价则是通过计算和分析监测数据，评估路基工程的稳定性和安全性。
二、监测方法1.水准测量法：水准测量法是利用水准仪和测量桩进行路基变形量的监测。
它的优点是准确性高，可靠性强，适用范围广，但劳动强度大，监测周期较长。
2.全站仪测量法：全站仪测量法是利用全站仪和反射棱镜进行路基变形量的监测。
它的优点是测量速度快，准确性高，适用范围广，适合大面积路基的监测。
3.GPS测量法：GPS测量法是利用全球定位系统进行路基变形量的监测。
它的优点是测量速度快，无需建立测量桩，适合大面积路基的监测，但受天气和遮挡物的影响较大。
4.连续监测法：连续监测法是指采用自动监测仪器，对路基变形量进行连续监测。
它的优点是实时监测，能够及时发现变形趋势，但监测设备成本较高，维护和管理成本也较高。
5.间歇监测法：间歇监测法是指定期对路基变形量进行监测。
它的优点是监测成本低，适用范围广，但不能及时发现变形趋势。
三、监测技术1.数据采集技术：采用先进的数据采集设备，实现对路基变形量的高效、精准采集。
2.数据传输技术：采用现代化的数据传输技术，实现监测数据的实时传输和远程监控。
3.数据处理技术：采用计算机辅助数据处理技术，对监测数据进行分析和评估。
4.监测报警技术：采用智能化监测系统，实现对异常变形的及时报警和处理。
四、监测方案1.确定监测路段：根据路基工程的重要程度和变形风险，确定监测路段。
2.选择监测方法：根据监测路段的特点和变形情况，选择合适的监测方法。
3.确定监测频次：根据监测要求和变形趋势，确定监测频次。
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测量原理
探头内的感应电路在探头接近感应环时，将引起蜂鸣器报警 ，并使指示器上指针偏转。当指针达到蜂值，即探头中心正好对 准感应环时，利用电缆和标尺上的刻度，便可测得探头中心所在 的深度。根据一定时间间隔内前后两次的测量结果，可计算出不 同深度（感应环所在位置）岩层的垂直位移以及每一段内岩层的 竖向伸长或压缩量。为获得绝对的位移值，至少应有一个感应环 （如孔底附近）埋在稳定岩石中，或者有一个感应环（如孔口附 近）用其它方法测得绝对位移值。
3.1 岩体内部下沉测量（钻孔伸长仪）
安装好的下沉测量系统如图所示。
1－基准架；2－读数装置、卷缆轮；3－水泥浆；
4－充填砂浆；5－用粘结剂和胶带密封的感应环； 6－感应环；7－倾斜仪套管接头；8－倾斜仪套管； 9－注浆阀门；10－重锤；11－探头； 12－用粘结 剂和胶带密封的软管接头；13－用尼龙丝或胶带夹 固定的软管接头； 14－固定在刚性管上的软管末端。
点云数据
特征线提取 两次特征线比较
最终变形数据
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实例：焦炉和烟囱变形监测的扫描数据
1号焦炉点云数据 2号焦炉点云数据
点云数据截面截取 中 国 矿 业 大 学
截取后的点云数据和特征 线数据
3 岩体内部观测系统
岩层内部观测站测点一般布设在岩层内部的钻孔中，用于研究 岩层内部的移动和变形规律。
指标
扫描距离 距离测量精度 单点定位精度
数值
最远350m 7mm@100m 6mm@50m，12mm@100m
激光波长
扫描范围
脉冲532 nm
360° x 60° 连续扫描
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2.3三维激光扫描技术的特点
三维激光扫描技术可以大范围，快速全面，高精度，高分辨率的 获取被测物体的平面和高程坐标，并可以方便的建立可以量测的三维 模型。综合起来，激光测量具有以下特点： 快速性； 实时、动态、主动性； 激光的穿透性； 非接触性； 高密度、高精度特性； 数字化、自动化； 地面三维激光扫描系统对目标环境及工作环境的依赖性很小，其防 辐射、防震动、防潮湿的特性，有利于进行各种场景或野外环境的操 作。
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坐标解算软件
高精度测量标尺 编码参考点
专业数码相机
标定尺 工业近景摄影测量系统硬件组成
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三维点云区 工程区
信息区
图片区
数据区
工业近景摄影测量系统软件界面
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4.3 用于变形测量的分析系统
XJTUSD静态变形测量分析系统
采用高分辨率单反数码相机，通过拍摄变形前后物体的多幅图像， 计算出物体关键点的三维坐标，获得物体变形数据，是在工业数字近景 三维摄影测量研究基础上发展的变形测量技术。可广泛应用于：机械载 荷试验、热负载试验、环境试验、风洞光照模拟。
GPS一机多天线技术 激光扫描技术 合成孔径雷达干涉测量技术 三维光学扫描技术（工业领域）
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重大工程的变形监测案例
机器人滑坡监测
中央电视台新台址 CCTV主楼施工 变形监测
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GPS一机多天线技术在变形监测中的应用
小弯电站高边坡变形监测（同时接收） 东海大桥变形监测方案（间隔接收）
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北斗一号导航卫星在滑坡自动化监测中的应用
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2 激光三维扫描技术在变形监测中的应用
2.1三维激光扫描技术的基本原理
地面三维激光扫描系统由三维激光扫描仪、数码相机、扫描仪旋 转平台、软件控制平台，数据处理平台及电源和其它附件设备共同构 成，是一种集成了多种高新技术的新型空间信息数据获取手段。地面 三维激光扫描系统的工作原理如图所示，首先由激光脉冲二极管发射 出激光脉冲信号，经过旋转棱镜，射向目标，然后通过探测器，接收 反射回来的激光脉冲信号，并由记录器记录，最后转换成能够直接识 别处理的数据信息，经过软件处理实现实体建模输出。
测量精度
单次测量幅面128mm×96mm～2200mm×2000mm，单次 测量点云数量为100万～600万，单次扫描时间为5秒。相当于在5 秒时间测量一个工件100万～600万个点的三维坐标，每个点的间 隔为0.08mm～1mm。通过多次拼接可以测量10毫米～30米的工 件，测量精度根据单次幅面大小和相机像素不同为0.01～1mm， 一般为0.03mm。
变形监测的方法及其应 用
中 国 矿 业 大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学
1. 变形监测概述
内容：按其研究范围可分为三类：全球性的、区域性的和局部性的。
全球性的变形监测主要是研究地极移动，地球旋转速度的变化以及地壳板
块运动； 区域性的变形监测，用以研究地壳板块范围内的变形状态和板块交界处地 壳的相对运动，前者一般由定期复测国家控制网的资料获得，后者要建立 专用监测网，监测板块相对运动在其交界处造成的地壳变形； 局部性的变形监测主要是研究工程建筑物的沉陷、水平移动、扭曲和倾斜 ，滑坡体的滑动以及采矿、采油和抽地下水等人为因素造成的局部地壳变 形。
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三维光学面扫描测量头 三维光学面扫描系统软件界面
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4.2 XJTUDP三维光学点测量系统
XJTUDP 三维光学点测量系统,采用数字近景工业摄影测量技术 （digital close-range industrial Photogrammetry ），是便携式光学三 坐标系统，用于测量物体表面的标志点和特征的精确三维坐标。采用 普通高分辨率数码相机拍摄大型工件的多幅二维相片，采用工业摄影 测量计算工件关键点（人工粘贴圆形标志点、工件自身点线孔特征） 的精确三维坐标。 这是一种便携式光学三坐标系统。可以代替传统的激光跟踪仪、 关节臂、经纬仪等，而且没有繁琐的移站问题，可以全方位方便测量 大 型 工 件 。 可 以 测 量 10 毫 米 ～ 30 米 的 工 件 ， 精 度 达 到 1/70000 ～ 1/150000,相当于1米长度的工件测量精度为0.01mm。
1. 2. 3. 4. 5.
在工件表面粘贴标志点； 放置系统标尺和编码点； 采用XJTUDP摄影测量系统进行布设标志点的拍照计算； 坐标转换； 将多次计算结果进行对比分析。
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高精度标尺 固定编码点
拼接编码点
非编码测点
模型编码与非编码标志点布设
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3-2-1坐标转换
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2.4 三维激光扫描技术应用的实例
高速公路路面变形
国家体育馆屋顶钢结构安装与滑移监测
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煤矿地表变形监测
三维激光扫描仪
地表 工作面
1
1
2
运用激光三维扫描仪监测煤炭井工开采的地表沉陷示意图如上 图，技术路线为：当工作面推进到位置1时，用三维激光扫描仪观测 一次地表，获得当时的数字高程模型DEM(1)。当工作面推进到位置2 时，再用三维激光扫描仪对同一位置地表进行第二次扫描，获得数值 高程模型DEM(2)。用DEM(1)减去DEM(2),可以得到监测区域的地表 下沉值，再结合井下开采情况，便可以反演出地表移动变形预测参数。
钻孔伸长仪 中 国 矿 业 大 学
测孔布置示意图
4 工业领域变形监测系统
4.1 XJTUOM 三维光学面扫描系统
光学白光三维面扫描仪的原理
向被测工件投射白光编码纹（散斑或正弦图案），由一个或 两个相机拍摄条纹图像（多次相移图像），根据三角原理，从而 解算出工件轮廓的三维点云。从原理上讲，三维光学面扫描设备 不是完全意义的工业近景摄影测量，它属于机器视觉学科中的立 体视觉测量。
XJTUSM板金变形测量分析系统
测量钣金的表面三维坐标、表面应变分 布、材料减薄，产生成型极限图。
三维动态测量
板金冲压成形分析
XJTUWA焊接变形测量分析系统
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4.4 工业测量系统在相似材料模型中的应用
采用“XJTUDP三维光学点测量（数字近景工业摄影测
量)系统”，快速测量模型观测点坐标，通过同一观测 点不同时期观测到的的坐标的差值获取移动变形量。 基本流程：
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堤坝稳定性监测
堤坝（特别是受采动影响的区域）可用钻孔监测系统监测坝体 的移动及其坝体与基础间的相对移动。淮南矿务局在淮堤下采煤 中采用了这一监测系统，已经获得了大量的丰富的观测资料。 开采引起的岩体内部移动变形监测 为掌握开采引起的岩体内部的动态移动和变形规律，可以应用 这一系统监测。兖州矿业（集团）有限责任公司南屯煤矿在综采 放顶煤开采的工作面上方建立一个监测钻孔，也已经取得了非常 有用的观测资料。
激光 极管 微机 计算 时间测量 单元 电光二极 管接收器 接受器透镜 发射器 按钮
数据显示 数据传输
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2.2 三维激光扫描测量的精度
三维激光扫描仪的单点定位精度，一般可以达到亚厘米级，其 模型精度还要远高于这个精度。 我院购置的Trimble GX200激光扫描仪的主要技术参数：
车门的变形测量 中 国 矿 业 大 学
XJTUDA动态变形测量分析系统
通过2个高速数字相机，实时拍摄物体运动图像，实时计算物体表面 关键点的三维坐标，利用高分辨率的高速相机构成的立体相机, 实现高速测 量、静态和动态试验测量。应用领域：热负载试验、机械载荷试验、分析 动态过程、高速测量、风洞测量等。
仪器精度
对于一个熟练的操作员，测深精度可达到1.5mm。
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3.2 岩体内部水平移动测量（钻孔测斜仪）
岩体内部水平移动测量系统的安装及原理示意图。
测量原理 将传感器通过电缆和读数设备连接在一起，由孔口用电缆将传 感器下放到测管内，依次用电缆上的刻度将传感器标定到每一个 指定的深度处，测出偏斜增量。整个钻孔测完后，计算出钻孔内 每一指定深度相对于基准点（孔口或孔底处）的偏斜值。在一定 时间间隔内，前后两次测量所得的各深度处钻孔偏斜值之差，即 为各深度处的水平移动值。 仪器精度 在安装良好、钻孔偏离竖直方向的偏角不超过3度的情况下， 1-电缆；2-传感器；3-钻孔；4-接头；5-套管；6-充填料； 一个30米深的钻孔中，测量的总位移的误差不超过4mm。