变形监测数据处理

1.变形的类型（了解）：按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形；按变形状态则可分为静态变形和动态变形

静态变形：是指变形监测结果仅表示为时间的函数； 动态变形：是指在外力作用下产生的变形，它是以外力为函数来表示的动态系统对于时间的变化，其观测结果是表示建筑物在某个时刻的瞬时变形。 2.变形监测的主要任务（了解）：周期性地对拟定的观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量；或采用自动遥测记录仪监测建（构）筑物的瞬时变形。 3.变形监测分类（了解）：（1）按监测范围分类：全球性变形监测：如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化等；区域性变形监测：如地壳形变监测、城市地面沉降等；工程和局部性变形监测：如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的沉陷变形等。（2）按监测地点分类：内部变形监测：内容主要有工程建筑物的内部应力、温度变化的测量，动力特性及其加速度的测定等；外部变形监测：又称变形观测，其主要内容有建（构）筑物的沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测、挠度观测等。（工程建筑物的内外部变形观测之间有着密切的联系，一般应同时进行，以便互相验证和补充） 4.测量点分类：

（1）水准基点：垂直位移监测的基准点。一般3~4个点构成一组，形成近似正三角形或正方形，为保证其坚固与稳定，应选埋在变形区以外的岩石上或深埋于原状土上，也可以选埋在稳固的建构筑物上。

普通混凝土标；地面岩石标；浅埋钢管标；井式混凝土标；深埋钢管标；深埋双金属标 （2）工作基点：用于直接测定监测点的起点或终点。

工作基点布置：应在变形区附近相对稳定的地方，其高程尽可能接近监测点的高程。

工作基点埋设：一般采用地表岩石标，当建筑物附近的覆盖层较深时，可采用浅埋标志，当新建建筑物附近有基础稳定的建筑物时，也可设置在该建筑物上。

工作基点观测：应经常与水准基点进行联测，通过联测结果判断其稳定状况，保证监测成果的正确可靠。

（3）监测点：垂直位移监测点的简称，布设在被监测建（构）筑物上。

5.监测点布设要求：位于建（构）筑物的特征点上，能充分反映建（构）筑物的沉降变形情况，点位应当避开障碍物，便于观测和长期保护，标志应稳固，不影响建构筑物的美观和使用，还要考虑建筑物基础地质、建筑结构、应力分布等，对重要和薄弱部位应该适当增加监测点的数目。

盒式标志；窨井式标志；螺栓式标志

6.监测点分类：基准点：基本控制点，尽可能长期保存、稳定不动，一般每个工程要3个以上；

工作点：又称工作基点，是基准点与变形观测点间联系作用的点，在变形体附近，在观测期间点位稳定，点位由基准点定期观测；变形观测点：直接埋设在变形体上，能反映变形体变形特征的测量点，可根据它们的位移来判断变形体的位移

7.监测点设置一般原则：要能够反映变形监测对象整体及关键部位的位移；便于现场观测；便于保存，并不易受损；不同监测对象类型的相应规范要求。

变形监测方案设计工作的内容：工程相关资料的收集；监测内容的确定；监测方法与仪器的确定；施测部位和测点布置的确定；监测精度与周期（频率）的确定；监测工程组织与实施；变形监测方案的设计的依据；工程结构设计图或桩位布置图；工程地质堪察报告；降水、挖土方案或打桩流程图；工程建设场区的各种比例尺地形图；场区周边管线平面布置图；周边受影响区域内的拟保护对象的建筑结构图；地下主体结构的结构图；基坑支护结构和主体结构施工方案；最新监测元件和设备样本；国家现行的有关规定、规范、合同协议等；结构

类型相似或相近工程的经验资料等

变形监测方案的设计的原则：以安全监测为目的，针对监测对象安全稳定的主要指标进行；测点的布置应能够比较全面地反映出监测对象的工作状态；按照国家现行的有关规定与规范进行；应尽量采用先进的测试技术，积极选用效率高、可靠性强的先进仪器和设备；各监测项目应能够相互校验，以利于进行变形分析；在满足监测性能和精度要求前提下，力求减少费用；方案中临时监测项目和永久监测项目应相互衔接；应尽量减少与工程施工的交叉影响。 变形测量的周期：变形监测的时间间隔称为监测周期 如何确定：变形测量周期以能系统反映所测变化过程而又不遗漏其变化时刻为原则；根据变形速度与外界因素的影响来确定；当观测中发现变形异常时应加强观测次数；工程进度和规范；观测一次所需的时间 要尽量的短；

变形监测的频率：变形监测的频率取决于变形的大小、速度以及观测的目的。变形监测频率的大小应能反映出变形体的变性规律，并可随单位时间内变形量的大小而定。变形量较大时，应增大监测频率；变形量减小或建筑物趋于稳定时，可减小监测频率。通常，在工程建筑物建成初期，变形的速度比较快，因此观测频率也要大一些。经过一段时间后，建筑物趋于稳定，可减少观测次数，但要坚持定期观测。

变形测量的精度：变形观测的精度取决于变形的大小、速率、仪器和方法所能达到的实际精度，以及规范、设计允许变形值的大小、观测目的等。

1971年，FIG第13届会议：确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10~1/20。 1981年，FIG第16届会议：为实用的目的，观测的中误差应不超过允许变形值的1/10~1/20，或1~2mm，为科研的目的，观测的中误差应分别小于允许变形值的1/20~1/100，或0.02mm。 7.一致性分析：从时间的关联性来分析连续积累的资料，从变化趋势上推测它是否具有一致性，即分析任一测点原始观测值与前一次（或前几次）原始观测值的变化关系。另外，还要分析该效应量（本次观测值）与某相应原因量之间的关系和以前测次的情况是否一致。 一致性分析的主要手段是绘制时间－效应量的过程曲线和原因－效应量的相关图。

8.相关性分析：从空间的关联性出发来检查一些内在物理联系的效应量之间的相关性，即将某点本次某量的原始观测值与邻近部位（条件基本一致）各测点的本测次同类效应量或有关效应量的相应原始观测值进行比较，视其是否符合它们之间应有的力学关系。 8.不同平差方法的参考基准：经典平差（固定基准）；秩亏自由网平差（重心基准）；拟稳平差（局部重心基准） 有不动点，应选固定基准，如滑坡、地震监测，基准点相对于变形观测点、震中区形变有限，监测网中远离它的点可以认为不动；一部分点相对于另一部分点稳定，但不固定，宜选拟稳基准；各点均为变形点且等概率形变，选择重心基准 两期网形不同，主要是网点的移动、丢失、增设： 固定基准：丢失的点与增设的点都为变形点，即使网形不同并不影响固定参考系；拟稳基准：丢失的点与增设的点都为变形点（非稳定点），即使网形不同仍可进行；重心基准：与网形有关，如不经处理，两期分别进行的秩亏自由网平差求出的位移量不具有相同的基准 9.稳定分析方法：限差检验法；平均间隙法；线性假设法；误差椭圆法；

工业与民用建筑物变形监测监测内容：对于工业与民用建筑物，主要进行沉降、倾斜和裂缝观测，即静态变形观测；对于高层建筑物，还要进行震动观测，即动态观测；对于大量地抽取地下水及进行地下采矿的地区，则应进行地表沉降观测。

工业与民用建筑物变形监测主要观测项目：基础沉降：观测单点沉降量、平均沉降量、相对沉降量、倾斜、弯曲、沉降速率等；水平位移：单点水平位移、位移速率、挠度等；滑坡监测：对工程周围可能产生滑坡的部位实行定期监测；裂缝监测：对建筑物上产生的裂缝进

行宽度、深度、错开等监测；内部监测：对建筑物基础进行应力/应变监测、温度监测、地下水位监测。

沉降观测主要工作（步骤）：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。

变形观测的步骤：技术设计、土建施工、观测仪器检验、外业观测、观测资料检查、平差计算、编制成果表、观测资料整理分析、编写变性分析报告 边坡工程监测

监测对象：地表变形：包括边坡地表的二维或三维位移、危岩陡壁裂缝等；地下变形：包括边坡地下的二维或三维位移、危岩界面裂缝等；物理参数：包括应力应变和地声变化等；水文变化：包括河或库水位、地下水位、孔隙水压力、泉流量、水温等；环境因素：包括降雨量、地温、地震等。 序监测内容 号 监测方法 监测仪器和仪表 前方交会法、视准线法、水经纬仪、水准仪、全站仪、自动全准法、测距三角高程法等 站仪等 1 地表位移、近景摄影测量法 裂缝 测缝法 GPS法 测斜法 2 地下位移、沉降法 裂缝 重锤法 测缝法 3 4 5 6 地声 应变 地下水位 量测法 应变计量测法 水位自记仪法 陆摄经纬仪等 游标卡尺、测缝仪、伸缩自记仪等 GPS接收机等 测斜仪、多点倒锤仪、倾斜计等 下沉仪、收敛仪、水准仪等 重锤、坐标仪、水平位错计等 三向测缝仪、位移计、伸长仪等 声发射仪、地震仪等 管式应变计、位移计、滑动测微计等 地下水位自记仪等 孔隙水压力计等 水位标尺等 三角堰、量杯等 雨量计、雨量报警器等 温度记录仪等 地震仪等 孔隙水压力 压力计量测法 河、库水位 量测法 泉流量 降雨量 地温 地震 量测法 雨量计法 记录仪法 地震仪法 简述变形监测的特点。

答：周期性重复观测；精度要求高；多种观测技术的综合应用；监测网着重于研究点位的变化。

建筑物变形监测的主要内容有哪几类？

答：对于不同类型的变形体，其监测的内容和方法有一定的差异。总的来说可以分成现场巡视、位移监测、渗流监测、应力监测、环境量监测等几个方面。

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