变形监测网设计
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淮海工学院
思考题
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
1、论述如何合理选择建筑物变形观测的精度； 2、如何合理设计变形监测网的精度；
3、如何合理确定建筑物变形观测频率；
4、论述如何合理进行变形观测网点的布设。
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§1-3变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
一、监测点的布设
布设观测测点时，应遵循必要、适量、最能反映变形体的变 形和方便观测的基本原则，并做到以下几点。 1．在满足监测目的前提下，测点数量和布置必须是充分的 、足够的；同时测点宜少不宜多，不能盲目设置测点。这样，不 仅可以节省仪器设备、避免人力浪费，而且还可以使监测工作重 点突出。任何一测点的布设都应该是有目的的，它服从于分析、 判断的需要。 2．测点的位置必须具有代表性，以便于分析和计算。主要 测点的布设应能反映结构的最大应力（应变）和最大挠度（或位 移）。 3．测点的布置对观测工作应该是方便的、安全的。不便于 观测读数的测点往往不能提供可靠的结果，对于危险的部位，要 妥善考虑安全措施或者选择布置特殊的测量方法和仪器。 4．应该布置一定数量的校核性测点，以保证观测结果绝对 可靠，另一方面也可提供多余观测数据，供分析时采用。 5．观测点应该布置在点位稳定并能长期保存的地方，同时 要求观测点与建筑物牢固地结合在一起，这样观测点的变形量， 就代表了建筑物的变形。 淮海工学院
§1-3变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
二、变形观测网的布设
1、平面控制网
根据不同的变形监测对象，布置不同的控制网。如：对于大型变 形建筑物、滑坡等，宜布设三角网、三边网、导线网、边角网等；对于 分散、单独的小型建筑物，宜采用监测基线或单点。变形网常由三种点 、两种等级的网组成： 1）基准点：通常埋设在比较稳固的基岩上或在变形影响范围之外， 尽可能长期保存，稳定不动。 2）工作基点：是基准点和变形监测点之间的联系点。工作点与基准 点构成变形监测的首级网，用来测量工作点相对于基准点的变形量，由 于这种变形量较小，所以要求监测精度高，复测间隔时间长。 3）变形监测点：即变形点或监测点，它们埋在变形体（如建筑物、 边坡等）上和变形体构成一个整体，一起移动。变形监测点与工作点组 成次级网，次级网用来测量监测点相对于工作点的变形量。
２、布网的原则
变形网则完全根据变形测量的需要来布设网点。
３、布网的多余观测条件多，图形复杂 ４、变形网边短，精度高 ５、变形网可以没有已知数据
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§1-3 变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
四、变形观测网的参考系
1、变形网作为经典网平差
变形网图形复杂，多余观测多的特点，变形网的平差一般采用间接 平差法。
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第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
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§1-3 变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
2、沉降监测网 一般是采用多结点闭合水准网，并重复按精密水准 测量的方法进行测量。具体做法是：在建筑物的外围布 设一条闭合水准环行路线；再由水准环中的固定点测定 各测点的标高，这样每隔一定周期进行一次精密水准测 量，将测量的外业成果用严密平差的方法，求出各水准 点和沉降监测点的高程最或是值。某一沉降监测点的沉 降量即为首次监测求得的高程与该次复测后求得的高程 之差。 由此可见，用这种方法求得的沉降量中，除该点本 身的沉降量外，尚受到两次测量误差的影响，因此在分 析沉降监测精度的同时，还要研究有关水准测量中的问 题。
2、变形网作为自由网的平差
自由网是指整个区域均没有稳固的起算点，也就没有必要的起算 数据。它是基于最小二乘最小范数原则下的平差，称自由网平差，自由 网平差解法众多，各有其特点，但平差结果相同。
源自文库
3、变形网作为秩亏网平差
秩亏自由网平差的主要特点是：不预先假定固定点，所有网点等 同看待，即所有网点坐标都视为待定量。但由于缺少起算数据，按这种 方法组成法方程后，求出的法方程系数矩阵是秩亏的。
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沉降监测网的布设原则
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
1）根据监测精度的要求，应布成网形最合理、测站数最 少的监测环路。 2）整个水准网应有四个埋设深度足够的基准点作为起算 点，其余的可埋设一般地下水准点或墙上水准点。 3）水准点应通视良好保证安全，便于进行联测。 4）观测点应布设在拟监测的建筑物之间，距离一般为20m 到40m左右，一般工业与民用建筑物应不小于15m，较大型 并略有震动的工业建筑物应不小于25m，高层建筑物应不 小于30m。 5）监测单独建筑物时，至少布设三个水准点，对占地面 积较大或高层建筑物，则应适当增加水准点的个数。 6）一般水准点应埋设在冻土线以下半米处，墙上水准点 应埋在永久性建筑物上，离开地面高度约半米左右。 7）基准点与工作点应联结成网，网形可布设成闭合环、 结点或附和水准路线等形式。
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§1-3 变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
三、变形观测网的特点
1、布网的目的
工程控制网，保证网点之间的相对精度是至关重要的。衡量控制网 等级的一个重要指标就是网的最弱边。但变形网则不同，变形网布网的 目的是为了测定网点的变形，而网点之间的相对精度则不是主要的。 1
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第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
1、论述如何合理选择建筑物变形观测的精度； 2、如何合理设计变形监测网的精度；
3、如何合理确定建筑物变形观测频率；
4、论述如何合理进行变形观测网点的布设。
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第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
一、监测点的布设
布设观测测点时，应遵循必要、适量、最能反映变形体的变 形和方便观测的基本原则，并做到以下几点。 1．在满足监测目的前提下，测点数量和布置必须是充分的 、足够的；同时测点宜少不宜多，不能盲目设置测点。这样，不 仅可以节省仪器设备、避免人力浪费，而且还可以使监测工作重 点突出。任何一测点的布设都应该是有目的的，它服从于分析、 判断的需要。 2．测点的位置必须具有代表性，以便于分析和计算。主要 测点的布设应能反映结构的最大应力（应变）和最大挠度（或位 移）。 3．测点的布置对观测工作应该是方便的、安全的。不便于 观测读数的测点往往不能提供可靠的结果，对于危险的部位，要 妥善考虑安全措施或者选择布置特殊的测量方法和仪器。 4．应该布置一定数量的校核性测点，以保证观测结果绝对 可靠，另一方面也可提供多余观测数据，供分析时采用。 5．观测点应该布置在点位稳定并能长期保存的地方，同时 要求观测点与建筑物牢固地结合在一起，这样观测点的变形量， 就代表了建筑物的变形。 淮海工学院
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第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
二、变形观测网的布设
1、平面控制网
根据不同的变形监测对象，布置不同的控制网。如：对于大型变 形建筑物、滑坡等，宜布设三角网、三边网、导线网、边角网等；对于 分散、单独的小型建筑物，宜采用监测基线或单点。变形网常由三种点 、两种等级的网组成： 1）基准点：通常埋设在比较稳固的基岩上或在变形影响范围之外， 尽可能长期保存，稳定不动。 2）工作基点：是基准点和变形监测点之间的联系点。工作点与基准 点构成变形监测的首级网，用来测量工作点相对于基准点的变形量，由 于这种变形量较小，所以要求监测精度高，复测间隔时间长。 3）变形监测点：即变形点或监测点，它们埋在变形体（如建筑物、 边坡等）上和变形体构成一个整体，一起移动。变形监测点与工作点组 成次级网，次级网用来测量监测点相对于工作点的变形量。
２、布网的原则
变形网则完全根据变形测量的需要来布设网点。
３、布网的多余观测条件多，图形复杂 ４、变形网边短，精度高 ５、变形网可以没有已知数据
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§1-3 变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
四、变形观测网的参考系
1、变形网作为经典网平差
变形网图形复杂，多余观测多的特点，变形网的平差一般采用间接 平差法。
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§1-3 变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
2、沉降监测网 一般是采用多结点闭合水准网，并重复按精密水准 测量的方法进行测量。具体做法是：在建筑物的外围布 设一条闭合水准环行路线；再由水准环中的固定点测定 各测点的标高，这样每隔一定周期进行一次精密水准测 量，将测量的外业成果用严密平差的方法，求出各水准 点和沉降监测点的高程最或是值。某一沉降监测点的沉 降量即为首次监测求得的高程与该次复测后求得的高程 之差。 由此可见，用这种方法求得的沉降量中，除该点本 身的沉降量外，尚受到两次测量误差的影响，因此在分 析沉降监测精度的同时，还要研究有关水准测量中的问 题。
2、变形网作为自由网的平差
自由网是指整个区域均没有稳固的起算点，也就没有必要的起算 数据。它是基于最小二乘最小范数原则下的平差，称自由网平差，自由 网平差解法众多，各有其特点，但平差结果相同。
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3、变形网作为秩亏网平差
秩亏自由网平差的主要特点是：不预先假定固定点，所有网点等 同看待，即所有网点坐标都视为待定量。但由于缺少起算数据，按这种 方法组成法方程后，求出的法方程系数矩阵是秩亏的。
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沉降监测网的布设原则
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
1）根据监测精度的要求，应布成网形最合理、测站数最 少的监测环路。 2）整个水准网应有四个埋设深度足够的基准点作为起算 点，其余的可埋设一般地下水准点或墙上水准点。 3）水准点应通视良好保证安全，便于进行联测。 4）观测点应布设在拟监测的建筑物之间，距离一般为20m 到40m左右，一般工业与民用建筑物应不小于15m，较大型 并略有震动的工业建筑物应不小于25m，高层建筑物应不 小于30m。 5）监测单独建筑物时，至少布设三个水准点，对占地面 积较大或高层建筑物，则应适当增加水准点的个数。 6）一般水准点应埋设在冻土线以下半米处，墙上水准点 应埋在永久性建筑物上，离开地面高度约半米左右。 7）基准点与工作点应联结成网，网形可布设成闭合环、 结点或附和水准路线等形式。
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§1-3 变形观测网的设计
第 一 章 变 形 观 测 基 本 问 题
三、变形观测网的特点
1、布网的目的
工程控制网，保证网点之间的相对精度是至关重要的。衡量控制网 等级的一个重要指标就是网的最弱边。但变形网则不同，变形网布网的 目的是为了测定网点的变形，而网点之间的相对精度则不是主要的。 1