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第二章变形观测实施

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第二章 变形监测 第二章 变形观测 第二章变形监测 第二章 变形观测实施
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变形观测与数据处理 成都理工大学地球科学学院 测绘工程系 授课 曾涛 第二章 变形观测的实施 §2-1 变形观测工作的 实施 §2-2 变形监测网的布 设 §2-3 位移观测 §2-4 沉降观测 §2-5 倾斜观测 §2-6 挠度观测 §2-7 裂缝观测 第一节第一节 变形观测工作的实施变形观测工作的实施 n1、监测网(系统)设计 n2、设备/仪器的选择与布置 n3、多时期的现场观测获取数据 n4、观测资料的整理计算 n5、数据的分析 q 确定监测项目 q 确定观测方法 q 变形控制点和监测 点的布设及确定观 测精度、频率 第二节第二节 变形监测网的布设变形监测网的布设 n变形监测网布设的目的 n变形监测网布设的一般原则 n变形监测网布设的内容 一、变形监测网布设的目的 目的:通过监测点和基准点构 成 的变形 监测网(系统),使得数 据量 纲一致,数据平差处理更为严密精 确。 二、变形监测网布设的一般 原则 1、变形监测网大部分为精度高但 规模小 的专用控制网。相对于一般控制网而言 ,监测 网形式更灵活实用; 2、监测网在满足观测需求和保证 精度前 提下结构要求尽量简单; 3、一般情况下监测网应一次全面 布网; 4、监测网坐标系统尽量与施工坐 标系统 一致; 5、一般情况平面控制监测网和高 程控制 监测网应分开布设。 三、变形监测网布设的内 容 1 1、控制网(监测基点、控制网(监测基点/ /工作基点工作基点 )布设)布设 2 2、观测点(监测点、观测点(监测点/ /工作点)工作点) 布设布设 三、变形监测网布设的内容 之一 1 1、变形观测控制点(监测基点、变形观测控制点(监测基点/ /工作基点)工作基点) 的选取和控制网布设的选取和控制网布设 一般原则:一般原则: n n 不位于变形体上,相对稳定的点;不位于变形体上,相对稳定的点; n n 有利于放置仪器的地方;有利于放置仪器的地方; n n 考虑布点地段的地质水文情况;考虑布点地段的地质水文情况; (如地下水位线、最大冻土线等)(如地下水位线、最大冻土线等) 深埋 远离 (1)高程控制 相关概念 水准基点:远离变形体稳定的水准点,对工 作基点进行精密水准测量检查工 作基点的稳定性。 工作基点:离变形体较远的较为稳定的水准 点,定期对监测点观测,求得监 测点垂直位移变形量。 (1)高程控制 高程控制网的布设应符合下列要求: n 对于建筑物较少的测区,宜将控制点连同观测点 按 单一层次布设;对于建筑物较多且分散的大测区, 宜按两个层次布网; n 控制网应布设为闭合环、结点网或附合高程路线 ; n 每一测区的水准基点不应少于3个;对于小测区, 当确认点位稳定可靠时可少于3个,但连同工作基点 不得少于3个; 具体布置(举例说明) 例1:某大坝垂直位移监测网的布设 图2-1 某大坝垂直位移监测网络图 例2:某建筑物垂直位移监测网的布设 图2-2 某建筑物垂直位移监测网络图 S1、S2、S3为水准基点 基 准 点 埋 设 要 求 q 水准基点的标石,应埋设在基岩 层或原状土层中 ,绝不能位于 人工土内。 q 埋于冻土时底盘应位于最大冻土 线下0.5m。 q 埋设于基岩的点应除去岩石风化 层,在新鲜基岩上打孔埋点。 q 工作基点的水准点位置与邻近建 筑物的距离不得小于建筑物基础 深度的1.5~2.0倍 。 q 各类水准点应避开交通干道、地 下管线、仓库堆栈、水源地、河 岸、松软填土、滑坡地段、机器 振动区以及其他能使标石、标志 易遭腐蚀和破坏的地点。 (2)平面控制 平面控制网的布设应符合下列要求: n 对于建筑物地基基础及场地的位移观测,宜按两个 层次布设,即由控制点组成控制网、由观测点及所联测 的控制点组成扩展网; n 控制网可采用测角网、测边网、边角网或导线网; 扩展网和单一层次布网可采用角交会、边交会、边角交 会、基准线或附合导线等形式 ; n 基准点(包括控制网的基线端点、单独设置的基准 点)、工作基点(包括控制网中的工作基点、基准线端 点、导线端点、交会法的测站点等)以及联系点、检核 点和定向点,应根据具体情况选择布设; n每一测区的基准点不应少于2个,每一测区的工作基 点亦不应少于2个。 举例说明具体布置要求 例1:视准线法和激光准直法型建筑物(如 混泥土重力坝)基准点与监测点位于一条 直线上。 图2-3 某船闸水平位移监测基点布设示意图 举例说明具体布置要求 例2:引张线法测定水平位移(适合于大坝 廊道内部) 大坝水 平廊道 深入坝 基的基 点 举例说明具体布置要求 例3:前方交会法测定水平位移 图2-4 某烟囱前方交会法测定变形示意图 A、B为监测基点 举例说明具体布置要求 例4:GPS控制网测定变形(适合大区域、大范 围、高精度变形观测项目) GPS点 第一古滑体 第二古滑体 蠕变体 雅安峡口滑坡监测 三、变形监测网布设的内容 2、观测点(监测点/工作点)布设方 案 一般原则: n反应整体变形(均匀布点); n变形量大的地段多布点; n工程重点地段多布点; n其它原因专门提出; n有利于观测 举例而言 (1)工业与民用建筑物 沉降变形监测点布设: u 变形监测点:要知道某一建筑物发生的垂 直变形,势必要在该建筑物上设置能反映其变形 特征的观测点,通过对其观测求得建筑物的变形 量。 u 观测标志应稳固、明显,便于观测和长期保 存,但又不影响建筑物的美观和使用,其设置应 视地层、建筑结构及监测要求而定。 u 一般而言: 对于砖混结构可设于承重墙上; 对于框架结构,可每隔1~3个柱子设一点。 点间距一般为10m~20m; 建筑物的四角、沉降缝的两侧等关键部位都应设点; 外墙和边柱上的点应在外侧,内部的点应设在便于观 测的位置,以减少测站,提高观测成果的精度。 第三节第三节 垂直位移观测垂直位移观测 n垂直位移 n均匀与不均匀之分 q 地表沉降 q 建筑物沉降 一、水准基点、观测点的构造 与埋设 1、基点的埋设 一般为三个点/一组,组成边长为100米的等边 三角形 常用型式: A、地表岩石标 基岩覆盖层浅 常用型式: B、平硐岩石标 避免温度变化 引起的大气折光影响 C、钢管标:基岩覆盖层厚 图C:深埋钢管标志 常用型式: D、深埋双金属标 温度变化大,地表覆盖层厚 D D、深埋双金属标、深埋双金属标 常用型式: E、其它普通水准点标石 城市、工业区常采用 浅埋钢管水准标 混凝土普通水准标石 一、水准基点、观测点的构造与埋 设 1、观测点 A、工业与民用建筑物 a:基础铆钉标 b:钢筋混凝土柱标 c:钢柱标 d:城市隐蔽标 一、水准基点、观测点的构造与埋 设 1、观测点 B、大坝 a:混凝土嵌心标b:墙面标 一、水准基点、观测点的构造与埋 设 1、观测点 C、地表及一般地面 a:非冻土区混凝 土预制标 b:冻土区混 凝土预制标
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