变形监测技术与应用复习思考题

第 1 章 概述1． 简述变形监测的定义。 答：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。变形体一般包括工程建筑物、技术设备以及其 他自然或人工对象。 2． 简述安全监测的主要目的。 答：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． 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。 4． 简述建筑物产生变形的原因。 答：主要可分为外部原因和内部原因两个方面。外部原因主要有：建筑物的自重、使用中的 动荷载、振动或风力等因素引起的附加荷载、地下水位的升降、建筑物附近新工程施工对地 基的扰动等等。内部原因主要有：地质勘探不充分、设计错误、施工质量差、施工方法不当 等。 5． 建筑物变形一般如何进行分类？ 答：在通常情况下，变形可分为静态变形和动态变形两大类。静态变形主要指变形体随时间 的变化而发生的变形，这种变形一般速度较慢，需要较长的时间才能被发觉。动态变形主要 指变形体在外界荷载的作用下发生的变形， 这种变形的大小和速度与荷载密切相关， 在通常 情况下，荷载的作用将使变形即刻发生。 6． 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。 7． 环境量监测的主要内容有哪些？ 答：环境量监测一般包括气温、气压、降水量、风力、风向等。 8． 现场巡视检查的主要方法有哪些？ 答：巡视检查的方法主要依靠目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法，也可辅以锤、钎、量具、 放大镜、望远镜、照相机、摄像机等工器具进行。 9． 位移监测的主要内容有哪些？ 答：位移监测主要包括沉降监测、水平位移监测、挠度监测、裂缝监测等。 10． 渗流监测的主要内容有哪些？ 答：渗流监测主要包括地下水位监测、渗透压力监测、渗流量监测等。对于水工建筑物，还
要包括扬压力监测、水质监测等。 11． 应力、应变监测的主要内容有哪些？ 答：应力、应变监测的主要项目包括：混凝土应力应变监测、锚杆（锚索）应力监测、钢筋 应力监测、钢板应力监测、温度监测等。 12． 什么变形监测的周期？ 答：变形监测的时间间隔称为观测周期，即在一定的时间内完成一个周期的测量工作。观测 周期与工程的大小、测点所在位置的

重要性、观测目的以及观测一次所需时间的长短有关。 13． 变形监测系统设计应遵循哪几个原则？ 答： （1） 针对性。要根据工程特点及关键部位综合考虑，统筹安排，做到目的明确、实用 性强、突出重点、兼顾全局； （2）完整性。对监测系统的设计要有整体方案，它是用各种不 同的观测方法和手段， 通过可靠性、 连续性和整体性论证后， 优化出来的最优设计方案。 （3） 先进性。设计所选用的监测方法、仪器和设备应满足精度和准确度的要求，并吸取国内外的 经验，尽量采用先进技术； （4）可靠性。观测设备要具有可靠性，特别是监测建筑物安全的 测点； （5）经济性。监测项目宜简化，测点要优选，施工安装要方便。 14． 变形监测系统设计的主要内容有哪些？ 答： （1）技术设计书。测量所遵照的规范及其相应规定；合同主要条款及双方职责等。 （2）有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述。主要是说明各部分观测的重要性及可 能出现的现象的解释。 （3）观测的原则方案。包括监测工作的重要性、目的、要求等的总体说明。 （4）控制点及监测点的布置方案。包括监测系统布置图、测量精度要求及说明。 （5）测量的必要精度论证。对主要监测方法的精度论证，并说明观测中的注意事项。 （6）测量的方法及仪器。包括仪器的种类、数量、精度等，对于特殊仪器应给出加工图、 施工图，以及观测规程。 （7）成果的整理方法及其它要求或建议。成果的整理一般按照规范的要求执行，对于规 范中没有明确规定的内容，应进行详细说明。 （8）观测进度计划表。主要说明观测所需要的时间及其安排。 （9）观测人员的编制及预算。 15． 变形监测点分哪几类？各有什么要求？ 答： 基准点。通常埋设在稳固的基岩上或变形区域以外，尽可能长期保存，稳定不动。 工作点。 埋设在被研究对象附近， 要求在观测期间保持稳定， 其点位由基准点定期检测。 观测点。直接埋设在变形体上，能反映建筑物的变形特征，一般埋设在建筑物内部。
第 2 章 沉降监测技术1． 简述沉降监测的定义。 答：对监测点高程变化量的测量工作称之，沉降监测又称垂直位移监测。一般用“+” 表示下 沉，用“-”时表示上升。 2． 建筑物沉降产生的原因主要有哪些？ 答：与地基的土力学性质和地基的处理方式有关；与建筑物基础的设计有关；与建筑物的上 部结构有关， 即与建筑物基础的荷载有关； 施工中地下水的升降对建筑物沉降也有较大的影 响 。 3． 沉降监测的基准点标通常有哪几种形式？ 答：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。 4． 沉降监测的主要方法有哪几种？ 答：精密水准测量；精密三角高程测量；液体静力水准测量；GPS 测量。 5． 简述液体静力水准测量的基本原理。 答： 液体静力水准测量也称为连通管测量， 是利用相互连通的且静力平衡时的液面进行高程 传递的测量方法。 6． 液体静力水准仪有哪几部分组成？ 答：液体静力水准仪种类较多，但总体上由三部分组成，即液体容器及其外壳、液面高度量 测设备和沟通容器的连通管。 7． 液体静力水准测量的主要误差有哪些？ 答：连通管中液体不能残存气泡，否则测量结果将有粗差；液体静力水准仪零点差；温度差 影响；气压差影响；液面到标志高度量测误差；液体蒸发影响；液体弄脏影响；仪器搁置误 差；仪器倾斜误差影响；仪器结构变化影响等。 8． 常用的监测点标志有哪些形式？ 答：盒式标志；窨井式标志；螺栓式标志。 9． 在进行沉降监测时，应做到哪几个固定？其作用是什么？ 答：整个监测期间，最好能固定监测仪器和监测人员，固定监测路线和测站，固定监测周期 和相应时段。其主要作用是消除测量过程中的某些系统性误差。 10． 影响三角高程测量精度的主要误差有哪些？如何减弱其影响？ 答：主要误差来源有天顶距测量误差、距离测量误差、仪器高和目标高的量测误差、大气垂 直折光的影响等。 其中大气垂直折光的影响最为显著， 一般采用对向观测或加入折光系数改 正等方法来减弱其影响。
第3章
水平位移监测
1． 简述水平位移的含义及其监测原理。 答： 建筑物的水平位移是指建筑物的整体平面移动。 产生水平位移的原因主要是建筑物及其 基础受到水平应力的影响而产生的地基的水平移动。 设建筑物某个点在第 k 次观测周期所得 相应坐标为 Xk、Yk，该点的原始坐标为 X0、Y0，则该点的水平位移δ 为：
?x ? Xk ? X0 ? y ? Yk ? Y0
2． 水平位移测量的常用方法有哪些？ 答：大地测量法，包括：三角测量法观测、交会法观测、精密导线测量、全站仪观测等；基 准线测量，包括：视准线测量、引张线测量、垂线测量、激光准直测量等。另外，还有一些 专门的测量方法，如：GPS 测量、多点位移计测量、摄影测量、遥感测量、光纤测量等。 3． 交会法进行水平位移监测有哪些特点？ 答： 主要包括测角交会、 测边交会和后方交会三种方法。 该方法具有观测方便、 测量费用低、 不需要特殊仪器等优点， 特别适用于人难以到达的变形体的监测工作。 该方法的主要缺点是 测量的精度和可靠性较低，高精度的变形监测一般不采用

此方法。 4． 简述自动极坐标差分处理的基本原理。 答：每一个测量周期均按极坐标的方法测量工作基点和变形测点的斜距、水平角和垂直角， 将监测站点至具有气象条件代表性参照的工作基点测量值与其初始值相比， 求得差值。 由于 变形观测采用同样的仪器和作业方法， 并且工作基点均埋设在基岩上， 可以认为工作基点是 稳定的，故将这一差值看作是受大气压力、温度及仪器等各种因素影响的结果。变形监测点 的测值按照工作基点的测值进行差分处理。 5． 简述视准线及其测量特点。 答：视准线法是基准线法测量的方法之一，它是利用经纬仪或视准仪的视准轴构成基准线， 通过该基准线的铅垂面作为基准面， 并以此铅垂面为标准， 测定其他观测点相对于该铅垂面 的水平位移量的一种方法。视准线法所用设备普通，操作简便，费用少，是一种应用较广的 观测方法。该方法受多种因素的影响，如：照准精度、大气折光等，操作不当时，误差不容 易控制，精度会受到明显的影响。 6． 简述引张线及其测量特点。 答：所谓引张线，就是在两个工作基点间拉紧一根不锈钢丝而建立的一条基准线。以此基准 线对设置在建筑上的变形监测点进行偏离量的监测， 从而可求得各测点水平位移。 引张线法 是精密基准线测量的主要方法之一，其设备简单，测量方便，速度快，精度高，成本低，在 我国得到了广泛的应用。 7． 有浮托引张线主要有哪些部件构成？ 答：主要包括端点装置、测点装置、测线及其保护管。端点装置可采用一端固定、一端加力 的方式，也可采用两端加力的方式。加力端装置包括定位卡、滑轮和重锤，固定端装置仅有 定位卡和固定栓。测点装置包括水箱、浮船、读数尺、底盘和测点保护箱。
8． 有浮托引张线主要存在哪些问题？ 答： 回避了引张线观测前的检查和调整工作， 在自动观测时不能确定测线是否处于正常工作 状态； 忽略了测回间对测线进行拨动的程序要求， 不能有效地检验和消除浮托装置所引起的 测线复位误差；浮液长期不进行更换，浮液被污染或变质，增加了对浮船的阻力，增大了测 线的复位误差。 9． 引张线测量系统的误差主要有哪些？ 答：包括观测误差和外界条件的影响两个方面。观测误差与所用的观测仪器、作业方法、观 测人员的熟练程度等因素有关。除测点观测误差外，还取决于系统的复位误差。在引张线观 测时，由于风的作用，可能会使测线产生明显的偏离，从而产生明显的观测误差。 10． 垂线有哪些形式？各有什么作用？ 答： 垂线有两种形式： 正垂线和倒垂线。 正垂线一般用

于建筑物各高程面处的水平位移监测、 挠度观测和倾斜测量等。倒垂线大多用于岩层错动监测、挠度监测，或用作水平位移的基准 点。 11． 正垂线装置的主要部件有哪些？ 答：主要包括：悬线设备、固定线夹、活动线夹、观测墩、垂线、重锤及油箱等。 12． 正垂线观测中的误差有哪些？ 答：主要有夹线误差、照准误差、读数误差、对中误差、垂线仪的零位漂移和螺杆与滑块间 的隙动误差等。 13． 倒垂线装置的主要部件有哪些？ 答：包括孔底锚块、不锈钢丝、浮托设备、孔壁衬管和观测墩等。 14． 倒垂线测量的误差有哪些？ 答：主要来源于浮体产生的误差、垂线观测仪产生的误差、外界条件变化产生的误差。从倒 垂设备本身的误差而言，主要有垂线摆动后的复位误差、浮力变化产生的误差、浮体合力点 变动而带来的误差。倒垂测量中，还会因仪器的对中、调平、读数和零位漂移等因素使测量 结果产生误差。 15． 激光准直测量如何进行分类？ 答： 按照其测量原理可分为直接测量和衍射法准直测量两种， 按照其测量环境可分为大气激 光准直和真空激光准直。 16． 波带板大气激光准直系统有哪几部分组成？ 答：主要由激光器点光源、波带板和接收靶三部分组成。 17． 简述真空管激光准直系统的组成。 答：分为激光准直系统和真空管道系统两部分。激光准直系统包括：激光点光源、波带板及 其支架和激光探测仪组成。真空管道系统包括：真空管道、测点箱、软连接段、两端平晶密 封段、真空泵及其配件。
第 4 章 建筑物内部监测1． 建筑物内部监测的主要项目有哪些？ 答：监测项目主要包括：位移监测、应力/应变监测、温度监测、渗流监测和挠度监测等。 2． 建筑物内部位移监测有哪些内容？ 答：内部位移观测包括分层沉降观测、分层水平位移观测和界面位移观测。 3． 分层沉降观测主要方法有哪些？ 答：电磁式沉降仪观测、干簧管式沉降仪观测、水管式沉降仪观测、横臂式沉降仪观测和深 式测点组观测。 4． 分层水平位移观测的常用方法有哪些？ 答：一般采用测斜仪及引张线式位移计，有条件时，也可采用正、倒垂线进行观测。 5． 界面位移如何进行观测？ 答：可采用振弦式位移计及电位器式位移计进行观测。 6． 测斜仪有哪几部分构成？ 答：测斜仪一般由测头、导向滚轮、连接电缆及测读设备等部分组成。 7． 简述深式测点组进行分层沉降观测的基本原理。 答：在需要观测的位置预埋测点标志，并将标志接伸到建筑物的表面，这样，多个标点就形 成了一个标点组，每次观测各个标头高程，即可知道各测点的沉

降情况。 8． 简述水管式沉降仪的构造及用途。 答： 用于测量建筑物内部沉降的一种常用测量仪器， 该仪器由沉降测头、 连通水管、 排水管、 通气管、保护管、观测台、充水排气设备等构成，常用于土石坝、河堤等土工建筑物的沉降 监测。 9． 简述应力应变监测的作用。 答：通过应力应变监测，了解建筑物应力的实际分布，寻求最大应力的位置、大小和方向， 真正掌握建筑物的实际强度安全程度。利用应力应变的观测成果，可以改进设计，验证新的 设计方法和建筑物的设计形态。 10． 地下水位监测一般采用哪些方法？ 答：地下水位观测是水利、采矿、能源、交通以及高层建筑等工程中进行安全监测的主要项 目之一。目前，国内地下水位观测一般采取在透水层埋设测压管，通过人工或利用水位传感 器进行观测，也可通过专门的观测井进行观测。 11． 简述渗流量监测的主要内容。 答：渗流量观测包括渗漏水的流量及其水质观测。水质观测中包括渗漏水的温度、透明度观 测和化学成分分析。
12． 简述渗流量监测的几种常用方法和使用场合。 答：根据渗流量的大小和汇集条件，可选用如下几种方法进行观测： （1）当流量小于 1L/s 时宜采用容积法； （2）当流量在 1～30L/s 之间时宜采用量水堰法。 （3）当流量大于 300L/s 或受落差限制不能设置水堰时，应将渗漏水引入排水沟中，采用测流速法。 13． 什么是挠度观测？ 答： 测定建筑物受力后挠曲程度的工作称为挠度观测。 建筑物在应力的作用下产生弯曲和扭 曲，弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度。 14． 挠度观测一般采用哪些方法？ 答： 对于直立高大型建筑物， 其挠度的观测方法是测定建筑物在铅垂面内各不同高程点相对 于底部的水平位移值。高层建筑物通常采用前方交会法测定。对内部有竖直通道的建筑物， 挠度观测多采用垂线观测。 15． 简述裂缝监测的目的和内容。 答： 裂缝观测的主要目的是查明裂缝情况， 掌握变化规律， 分析成因和危害， 以便采取对策， 保证建筑物安全运行。对建筑物产生的裂缝应进行位置、 长度、 宽度、深度和错距等的定 期观测，对建筑物内部及表面可能产生裂缝的部位，应预埋仪器设备，进行定期观测或临时 采用适宜方法进行探测。 16． 裂缝监测的主要方法有哪些？ 答：测微器法：包括单向测缝标点和三向测缝标点，主要用于测量表面裂缝的宽度和错距。 单向测缝标点：一般用于测量裂缝的宽度，在实际应用中，可根据裂缝分布情况，对重要的 裂缝，选择有代表性的位置，在裂缝两侧各埋设一个标点。三向

测缝标点：有板式和杆式两 种，目前大多采用板式三向测缝标点。测缝计：可分为电阻式、电感式、电位式、钢弦式等 多种。超声波检测：就是以超声波为媒介，获得物体内部信息的一种方法。 17． 简述土工建筑物表面裂缝观测方法。 答：对全部裂缝或若干主要裂缝区的裂缝进行观测。在观测范围内，以土坝、土堤等建筑物 的轴线为基准线，可按堤坝桩号和距轴线的距离，画出坐标方格，逐格量测缝的分布位置和 沿走向的长度。 裂缝宽度可在两侧设带钉头的小木桩作标点进行量测。 裂缝错距可作刻度尺 直接量测。裂缝深度，可选定若干适当位置，进行坑探、槽探或井探。探测前，最好从缝口 灌入石灰水，以便观察缝迹。 18． 简述土工建筑物内部裂缝观测方法。 答： 对于土工建筑物内部或表面可能发生裂缝的部位， 可在施工时埋设土应变计或改装的测 缝计进行定期观测。在已成土工建筑物上，除可利用上述探测缝深的各种方法外，也可使用 对堤坝隐患进行探测的有关方法进行探测， 还可利用变形观测资料进行初步分析判断， 从而 有目的地进行探测。 19． 简述混凝土建筑物表面裂缝观测方法。 答：对于混凝土建筑物，首先应根据情况，确定观测范围。裂缝分布位置和长度可仿照土工 建筑物的量测办法进行量测。裂缝深度，除可用细铁丝等简易办法探测外，常采用超声波探 伤仪进行探测，也可采取逐步钻孔进行压气或压水试验办法探测。裂缝宽度，除可用读数放
大镜直接观测外，常在缝两侧设金属标点，用游标卡尺量测，或将差动式电阻测缝计的两端 分别固定在缝的两侧， 用电阻比电桥或其他检测仪器观测或自动遥测。 对于贯穿性裂缝的错 距，可在缝的两侧设三向测缝标点进行三个方向的量测。 20． 简述混凝土建筑物内部裂缝观测方法。 答：对于大体积混凝土内部或表面预计可能发生裂缝的部位，可在施工时埋设裂缝计（差动 式电阻测缝计连接加长杆而成）定期进行观测。在已竣工工程上，可采用上述探测缝深的办 法进行探测。 21． 简述光纤传感器的优点。 答：灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好、抗电磁干扰、光路可扰曲、易于与计算机连接、 便于遥测等，而且结构简单、尺寸小、质量轻、频带宽，可进行温度、应变、压力等多种参 数的分布式测量。
第 5 章 GPS 在变形监测中的应用1． 简述 GPS RTK 实时监测系统的组成和功能。 答：主要由 GPS 基准站、GPS 监测站、光纤通信链路和数据处理与监测中心等部分组成， 而数据处理与监测中心主要由工作站、 服务器和局域网组成。 基准站将接收到的卫星差分信

息经过光纤实时传递到监测站，监测站接收卫星信号及 GPS 基准站信息，进行实时差分后， 可实时测得站点的三维空间坐标。 2． 简述 GPS RTK 实时监测系统各部分的功能。 答：(1) GPS 基准站，输出差分信号和原始数据，基准站应设在测区内地势较高，视野开阔， 且坐标已知的点上。(2) GPS 监测站，输出 RTK 差分结果和原始数据。(3) 工控机，采集 GPS 流动站的原始数据和 RTK 差分结果，向 GPS 流动站发送控制命令。通过切换开关控 制共享、分配器的工作。(4) 服务器，运行数据库，处理工控机发送来的数据供工作站显示 和分析。(5) 远程控制器，远程启动和复位 GPS 监测站。(6) 共享、分配器，把差分信号由 1 路分成多路，每路差分信号和对应的控制命令通过切换开关共享一路。(7) 局域网，网络 包括调制解调器、光纤、集线器和网线等，提供数据库存取和文件操作的通道。 3． 简述一机多天线系统设计的原则。 答：(1) 先进性，即选用的仪器设备性能应是当今世界上最先进的，系统结构先进，反应速 度快，监测精度必须达到相应的国家规范要求。(2) 可靠性，即系统采集的 GPS 原始数据必 须完善、正确；数据传输网络结构可靠，传输误码率低；数据处理、分析结果必须准确；整 个系统故障率低。(3) 自动化，即从数据采集、传输到分析、显示、打印、报警等实现全自 动化。(4) 易维护，即系统中各监测单元互相独立，并行工作。系统采取开放式模块结构， 便于增加、更新、扩充、维护。(5) 经济性，即在保证先进、可靠、自动化程度高的前提下， 采取各种有效方法，力求功效高、成本低。 4． 简述 GPS 一机多天线监测系统的组成。 答：包括控制中心、数据通信、多天线控制器和野外供电系统等 4 部分组成。
第 6 章 自动化监测技术1． 自动化监测主要有哪几种形式？ 答： 三种形式： 第一种是数据处理自动化， 俗称“后自动化”； 第二种是实现数据采集自动化， 俗称“前自动化”；第三种是实现在线自动采集数据，离线资料分析，俗称“全自动化”。 2． 自动化监测的主要内容有哪些？ 答：自动化监测主要包括数据采集的自动化、数据传输的自动化、数据管理的自动化和数据 分析的自动化等内容。 3． 对于自动化监测系统一般有哪些功能？ 答： （1）数据采集功能； （2）掉电保护功能； （3）自检、自诊断功能； （4）现场网络数据通 讯和远程通讯功能；5）防雷和抗干扰功能； （6）数据管理功能； （7）数据分析功能。 4． 自动化监测系统在性能上有哪些要求？ 答： （1）采样时间应有一定的限制，具体时间可根据工程实际情况确

定； （2）测量的周期可 根据工程的实际需要调整，在特殊情况下，可实现加测、补测等； （3）自动化监测系统应建 立监控室，用于对整个系统的控制和数据管理； （4）系统可采用交流电作为工作电源，其工 作电压为 220V； （5）系统应有较高的可靠性，系统的故障率应低于 5%，并能稳定可靠地 工作； （6）数据采集装置的测量精度应满足有关规范和工程实际需要的要求，因此，应在精 度、量程、稳定性、可靠性等方面选择合适的数据采集装置。 5． 自动化监测系统的设计原则有哪些？ 答： （1）适应性：根据建筑物所处的环境条件、建筑结构和运行工况的不同，在设计监测自 动化系统时应有较强的针对性； （2）经济性：系统建设的造价应经济、合理，采用性价比高 的仪器设备； （3）准确性：系统的测量数据应准确，精度满足相关规范的要求，在更换零部 件时不影响数据的连续性； （4）可靠性：监测设备选型应优先考虑选用技术先进、成熟、通 过多个现场环境长期考核、质量合格的产品； （5）开放性和通用性：系统应具有良好的开放 性和兼容性； （6）统一性：数据采集系统和信息管理系统应相互兼容，即使采用不同的数据 采集子系统，也应能实现监测信息的统一管理。 6． 自动化监测系统主要有哪几种布置形成？ 答：三大基本形式：集中式监测系统、分布式监测系统和混合式监测系统。 7． 简述集中式监测系统及其特点。 答： 集中式系统是将传感器通过集线箱或直接连接到采集器的一端进行集中观测， 在这种系 统中，不同类型的传感器要用不同的采集器控制测量，由一条总线连接，形成一个独立的子 系统。集中式监测系统的高技术部件均集中在机房，工作环境好，便于管理，系统重复部件 少，相对投资也较少， 但系统传输的是模拟量， 易受外界干扰， 系统风险集中， 可靠性不高， 技术复杂，电缆用量大，维护不便。
8． 简述分布式监测系统及其特点。 答：分布式系统是把数据采集工作分散到靠近较多传感器的采集站(测控单元)来完成，然后 将所测数据传送到主机。 这种系统要求每个观测现场的测控单元应是多功能智能型仪器， 能 对各种类型的传感器进行控制测量。 分布式监测系统传输的是数字量， 传输距离长， 精度高， 风险分散，可靠性高，技术简单，电缆用量小，布置灵活，观测速度快，但系统重复部件多， 投资相对较大。 9． 简述混合式监测系统及其特点。 答：混合式是介于集中式和分布式之间的一种采集方式。它具有分布式布置的外型，而采用 集中方式进行采集的系统。以此种方式适应

于大规模、测点数量多，相对集中的监控系统。 10． MCU 有哪些部件构成？ 答：MCU 是分布式数据采集网络的节点装置，由密封机箱、智能控制模块 CPU 电路板、电 源模块电路板、各测量模块电路板和加热模块电路板等构成。 11． MCU 的主要功能有哪些？ 答： （1）控制功能：中央控制方式的巡测或选测、自动控制方式的巡测、在 CCU 出现故障 线路故障或断电情况下，自动利用自备电源继续实现定时测量等功能。 （2）测量功能：根据 控制程序自动对所接入的传感器进行巡测或选测。 （3）计时和定时功能：设置的实时时钟电 路，可供用户查询和修改时间，或设定起始测量时间和测量时间间隔。 （4）通讯功能：可与 中央控制装置或笔记本电脑实现双向通讯。 （5）供电功能：MCU 的备用电源，能在外部电 源中断的情况下自动投入工作，平时则处于浮充状态。 （6）雷电保护：在电源、通讯和传感 器接口的入口处均设有防雷保护电路，以防止感应雷电流对内部电路造成损坏，保证 MCU 长期可靠地工作。
第 7 章 监测资料的整编与分析1． 简述监测资料整编及其目的。 答：对观测资料进行汇集、审核、整理、编排，使之集中、系统化、规格化和图表化，并刊 印成册称为观测资料的整编。其目的是便于应用分析，向需用单位提供资料和归档保存。 2． 简述监测资料分析及其目的。 答： 对工程及有关的各项观测资料进行综合性的定性和定量分析， 找出变化规律及发展趋势 称为观测资料分析。其目的是对工程建筑物的工作状态做出评估、判断和预测，达到有效地 监视建筑物安全运行的目的。 3． 平时资料整理工作的主要内容有哪些？ 答： （1） 适时检查各观测项目原始观测数据和巡视检查记录的正确性、 准确性和完整性。 （2） 及时进行各观测物理量的计(换)算， 填写数据记录表格。 （3） 随时点绘观测物理量过程线图， 考察和判断测值的变化趋势，如有异常，应及时分析原因。 （4）随时整理巡视检查记录，补 充或修正有关监测系统及观测设施的变动或检验、校(引)测情况，以及各种考证图、表等， 确保资料的衔接与连续性。
4． 定期资料编印工作的主要内容有哪些？ 答： （1）汇集工程的基本概况、监测系统布置和各项考证资料，以及各次巡检资料和有关报 告、文件等。 （2）在平时资料整理基础上，对整编时段内的各项观测物理量按时序进行列表 统计和校对。 （3）绘制能表示各观测物理量在时间和空间上的分布特征图，以及有关因素的 相关关系图。 （4）分析各观测物理量的变化规律及其对工程安全的影响，并对影响工程安

全 的问题提出运行和处理意见。 （5）对上述资料进行全面复核、汇编，并附以整编说明后，刊 印成册，建档保存。 5． 整编后的资料应包含哪些内容？ 答：封面、目录、整编说明、工程概况、考证资料、巡视检查资料、观测资料、分析成果和 封底。 6． 整编后的监测资料应从哪几个方面进行审查？ 答： （1）完整性审查：整编资料的内容、项目、测次等是否齐全，各类图表的内容、规格、 符号、单位，以及标注方式和编排顺序是否符合规定要求等。 （2）连续性审查：各项观测资 料整编的时间与前次整编是否衔接， 整编图所选工程部位、 测点及坐标系统等与历次整编是 否一致。 （3）合理性审查：各观测物理量的计(换)算和统计是否正确、合理，特征值数据有 无遗漏、谬误，有关图件是否准确、清晰，以及工程性态变化是否符合一般规律等。 （4）整 编说明的审查：整编说明是否符合有关规定内容，尤其注重工程存在的问题、分析意见和处 理措施等是否正确，以及需要说明的其他事项有无疏漏等。 7． 变形分析的主要内容有哪些？ 答：变形分析主要包括两方面内容：第一是对建筑物变形进行几何分析，即对建筑物的空间 变化给出几何描述； 第二是对建筑物变形进行物理解释。 几何分析的成果是建筑物运营状态 正确性判断的基础。 8． 资料分析的常用方法有哪些？ 答：常用的分析方法有作图分析、统计分析、对比分析和建模分析。 9． 什么是作图分析？ 答： 通过绘制各观测物理量的过程线及特征原因量下的效应量过程线图， 考察效应量随时间 的变化规律和趋势。这种方法简便、直观，特别适用于初步分析阶段。 10． 什么是统计分析？ 答：对各观测物理量历年的最大和最小值(含出现时间)、变幅、周期、年平均值及年变化率 等进行统计、分析，以考察各观测量之间在数量变化方面是否具有一致性、合理性，以及它 们的重现性和稳定性等。这种方法具有定量的概念，使分析成果更具实用性。 11． 什么是对比分析？ 答：将监测成果与理论计算或模型试验成果相比较，观察其规律和趋势是否有一致性、合理 性，并与工程的某些技术警戒值相比较，以判断工程的工作状态是否异常。 12． 什么是建模分析？ 答：采用系统识别方法处理观测资料，建立数学模型，用以分离影响因素，研究观测物理量
变化规律，进行实测值预报和实现安全控制。这种方法能够定量分析，是长期观测资料进行 系统分析的主要方法。 13． 常用的数学模型有哪几种？ 答：常用数学模型有三种： ①统计模型，主要以逐步回归计算方法处理实测资料建立

的模 型； ②确定性模型， 主要以有限元计算和最小二乘法处理实测资料建立的模型； ③混合模型， 一部分观测物理量（如温度）用统计模型，一部分观测物理量（如变形）用确定性模型。 14． 监测数据与处理的主要内容有哪些？ 答：监测物理量的转换；监测数据的粗差检查；系统误差的检验。 15． 监测数据系统误差产生的原因有哪些？如何检验？ 答：系统误差产生的原因主要有监测仪器老化、基准点的蠕变等，它虽对结构的安全不产生 影响，但对资料分析结果有一定的影响。目前，系统误差的检验方法主要有：U 检验法、均 方连差检验法和 t 检验法等。 16． 简述 U 检验法的基本原理。 答： 将测值序列， 特别是建筑物发生较大事件、 监测系统更新改造或出现故障等作为分界点， 将测值序列分为两组或若干组，并设 Y1∽N（μ 1，σ 12） Y2∽N（μ 2，σ 22） ， ，选择统计 量：
U?
当|U|＞Uα /2，则存在系统误差。否则，不存在系统误差。
Y ?Y S /n ?S /n1 2 2 2 2 1 1
2
第 8 章 变形监测数学模型及应用1． 变形监测的数学模型按照所采用的数学方法划分主要有哪几种？ 答：统计模型；确定性模型；混合模型；灰色系统模型；时间序列模型；神经网络模型等。 2． 变形监测的数学模型按照测点分布划分主要有哪几种？ 答：单测点模型；多测点模型；一维分布模型；二维分布模型；空间分布模型；时空分布模 型。 3． 简述统计模型及其特点。 答： 统计模型是建立在数理统计基础上的一种模型。 统计模型是通过分析所观测的物理量和 环境量之间的相关性， 来建立荷载与监测量之间关系的数学模型， 该方法利用的是过去的变 形观测数据，因此，具有“后验”的性质。建立统计模型的主要手段是回归分析。统计模型的 一大缺陷是它需要的样本个数(数据量)较多，这样在大坝的运行初期由于没有大量的观测数 据，统计模型的可靠性就较低，从而使模型的预报精度受到较大的影响。 4． 什么是确定性模型？ 答： 确定性模型是一种建立在物理力学概念基础上的模型， 它结合建筑物和基础的实际工作
状态， 应用有限元方法或工程力学方法计算外荷载作用下建筑物和基础的位移场， 然后以实 测值进行校验，求得反映建筑物和基础的平均力学参数的调整系数，从而建立确定性模型。 5． 什么是混合模型？ 答： 混合模型是综合利用统计分析和确定函数法建立分析模型的一种方法。 这种方法主要考 虑到前面两种基本方法的优缺点，综合两种方法的优点进行。 6． 简述灰色系统模型及其特点。 答：一个贫信息的系统或灰色信息的系统，称为

灰色系统。表征灰色系统行为的离乱观测数 据，按生成原理处理后可建立系统的灰色模型。灰色系统理论提出了一种新的分析方法，它 对样本量的多少没有过分要求，也不需要典型的分布规律，计算工作量小，因此，灰色系统 在许多领域中得到应用。 7． 回归分析中因子的选择一般有哪些方法？ 答：通常可用如下三种方法： （1）借助于各种图表的分析确定初选因子； （2）通过初步的变 形因素分析而确定因子； （3）由完整的结构应力分析确定初选因子。 8． 简述全面回归再逐步剔除因子的逐步回归计算方法。 答： （1）首先根据经验或对变形值与外界作用因子间的初步分析，确定回归方程的初选模型 及各个因子。 （2）回归计算建立回归方程，在此方程中找出其中系数最小者，并报将其剔除 出回归方程后，从新进行回归计算，建立新的回归方程。 （3）计算第一次及新的回归方程之 残差平方和，并进行 F 检验，若该因子作用不显著，则正式剔除出回归方程，否则仍应保 留在方程内。 然后再队第二个系数较小的因子进行显著性试验， 一直到全部因子检验结束为 止。在逐步回归中，每剔除一个因子后均必须从新建立回归方程。 （4）进行全部因子显著性 检验后，应对所建立的回归方程作回归效果显著性检验。 9． 简述分别回归再逐个添加显著因子的逐步回归计算方法。 答： （1）分别以每个因子各自进行一元回归，并计算出各个回归方程相应的平方和 Q2 之值， 残差平方和越小，说明回归效果越好。 （2）选出一些 Q2 之值较小的因子作为初选因子而建 立初步的回归模型。 （3）进行回归分析并对此方程中各个因子显著性作检验，此外还对此方 程进行回归效果的检验。 （4）若效果不够理想，可加入 Q2 之值略大的因子，并进行显著性 检验。最后使回归方程内各因子作用显著且整个回归方程效果良好。 10． 统计模型存在的主要问题有哪些？ 答： 法矩阵的病态性： 当法矩阵存在病态性时， ① 参数估计的准确性和稳定性将大大降低， 从而使模型的可靠性受到影响。② 粗差影响：当观测值中不可避免地含有粗差时，LS 估计 会受到很大的干扰，导致计算成果不可靠。③ 线性相关问题：系数矩阵中的列向量之间往 往存在近似多重共线性关系，这将使参数估值的方差变大，精度降低，稳定性变差，从而使 各种分量的分离不准确，回归模型的可靠性也受到影响。
第 9 章 工业与民用建筑物变形监测1． 工业与民用建筑物变形监测的主要内容有哪些？ 答：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。 2． 工业与民用建筑的主要监测项目有哪些？ 答：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。 3． 什么是建筑物基础沉降监测？ 答：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。 4． 沉降监测点如何进行布设？ 答：沉降观测点布设位置由测量单位、设计单位、甲方监理共同确定，由施工单位配合实施 埋设。 观测点应埋设在最能反映建筑物沉降的位置，如四角点、 中点、 较大转角处、 沉降缝、 抗震缝，构造柱，荷载或层数变化处，地基薄弱处等，还要考虑点位具有一定的密度，如每 隔 15～20m 布设一点。标志要与结构体牢固结合，同时具有一定的深度。埋设标志时应结 合施工图纸，使其既便于立尺观测，又便于保护，同时不会被后续施工所掩埋。 5． 沉降监测的主要工作有哪些？ 答： 沉降观测方案研究与技术设计； 沉降观测仪器检验； 沉降观测点位布设； 沉 ① ② ③ ④ 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。 6． 沉降监测的总结报告应包含哪些基本内容？ 答：总结报告应包括：工程概况、技术措施、观测期限、观测依据等，并对总的观测结果进 行分析。数据分析基本内容有：建筑物最大沉降点名及其最大沉降量；建筑物最小沉降点名 及其最小沉降量；建筑物所有观测点的平均沉降量；近期该建筑物最大沉降速率、最小沉降 速率以及平均沉降速率。报告中还应包含沉降观测点位布置图、点位沉降过程线等，必要时 还应绘制等沉降曲线图。 7． 什么叫倾斜观测？ 答：测定工业与民用建筑物倾斜度随时间变化的工作，称为倾斜观测。 8． 简述纵横距投影法测量倾斜的基本原理。 答： 在圆形建筑物的两个相互垂直的方向上安置经纬仪或全站仪； 测站距离圆形建筑物的距 离应大于其高度的 1.5 倍；在圆形建筑物的底部横放两把尺子，使两尺相互垂直，且分别垂 直于圆形建筑物中心与两测站的连线。经纬仪分别照准建筑物的顶部、底部的边缘，向下投
影。根据投测的坐

标并按下式计算倾斜度。
( xB1 ? xB3 ) ? ( x A1 ? x A3 ) ? ? ? 2 ? ( y B2 ? y B4 ) ? ( y A2 ? y A4 ) ? ?y ? ? 2 ?
?x ?
2 e ? ? x2 ? ? y
9． 简述前方交会法测量倾斜的基本原理。 答：首先在圆形建筑物周围标定 A、B、C 三点，观测其转角和边长，则可求得其在资用坐 标系中的坐标；然后分别设站于 A、B、C 三点，观测圆形建筑物顶部两侧切线与基线的夹 角，并取其平均值；以同样的方法观测圆形建筑物底部；按角度前方交会定点的原理，即可 求得圆形建筑物顶部圆心 O′和底部圆心 O 的坐标。
e ? ( xO? ? xO ) 2 ? ( yO? ? yO ) 210． 简述激光垂准法测量倾斜的基本原理。 答：利用激光垂准仪，测定建筑物底部和顶部距离垂准激光束的距离差，从而计算建筑物某 轴线（某一面）的倾斜度。这种方法受施工干扰较大，在施工现场较难使用。
第 10 章 基坑工程施工监测1． 基坑监测的主要目的是什么？ 答： （1）保证基坑支护结构和邻近建筑物的安全； （2）验证设计所采取的各种假设和参数， 并进行及时的修正和完善； （3）不断积累工程经验，提高基坑工程设计和施工的水平。 2． 基坑监测的主要对象有哪些？ 答： 基坑工程施工监测的对象主要为围护结构和周围环境两大部分， 围护结构包括围护桩墙、 水平支撑、围檩和圈梁、立柱、坑底土层和坑内地下水等；周围环境包括周围土层、地下管 线、周围建筑和坑外地下水等；各个监测对象包含不同的监测内容，需要使用相应的监测仪 器和仪表。 3． 围护桩墙顶水平位移监测的方法主要有哪些？ 答：水平位移监测方法有极坐标法、前方交会法、视准线法等多种，由于全站仪的普及及应 用， 目前也可以采用全站仪坐标测量功能直接测定测点的坐标， 并通过测点的坐标计算相邻 周期的位移量和累积位移量。 为了充分描述基坑的变形情况， 便于施工监理和施工单位的理 解和把握，位移的方向一般确定为基坑的纵横轴线方向。 4． 围护桩墙顶沉降监测的方法主要有哪些？ 答：目前，精密水准测量方法广泛应用于基坑的沉降监测。测量时，一般自工作基点经过各 个监测点形成一条或多条闭合路线， 如果特殊点位只能采用支水准路线进行监测， 应进行往 返测量，往返高差之差也应满足精密水准测量相应的观测要求。
5． 深层水平位移监测通常采用什么方法？ 答：深层水平位移指基坑围护桩墙和土体在不同深度上的水平位移，通常采用测斜仪测量。 6． 什么是基坑回弹？如何进行监测？ 答：基坑开挖后，由于卸除地基土自重，引起基坑底面及坑外一定范围内土体相对于开

挖前 的回弹变形，称基坑回弹。基坑回弹可采用回弹监测标和深层沉降标进行监测，如果进行分 层沉降监测， 当分层沉降环埋设于基坑开挖面以下时， 监测到的土层隆起也相当于基坑回弹 量。 7． 如何进行土体分层沉降监测？ 答： 土体分层沉降是指地表以下不同深度土层内点的沉降或隆起， 通常用磁性分层沉降仪测 量。 8． 基坑监测的技术设计书应包含哪些主要内容？ 答：工程概况；监测内容的确定；监测点位的布设；监测仪器仪表的选择和监测方法、精度 的确定；监测频率和期限的确定；预警值和报警制度的制定等。 9． 什么是基坑监测的预警值？应如何制定？ 答：预警值是一个定量指标，在其允许范围内可认为工程是安全的，否则认为工程处于不稳 定状态， 将对工程自身及其周围环境产生有害影响。 确定预警值时应注意下列基本原则： （1） 满足现行相关规范和规程的要求； （2）满足工程设计的要求； （3）考虑各主管部门对所辖保 护对象的要求； （4）考虑工程质量、施工进度、技术措施和经济等因素。目前，预警值的确 定主要参照现行规范和规程的规定值、设计预估值和经验类比值。 10． 基坑监测的总结报告应包含哪些主要内容？ 答： （1）工程概况； （2）监测内容和控制指标； （3）监测仪器仪表、监测方法、监测周期、 数据处理方法； （4）监测点布置与埋设方法、平面和立面布置图、监测成果汇总表、成果分 析曲线； （5）结论与建议。
第 11 章
桥梁工程变形监测
1． 桥梁墩台的变形监测主要包含哪些内容？ 答： （1）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 于桥轴线方向）的倾斜观测。 （2）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。 2． 桥梁塔柱的变形监测主要包含哪些内容？ 答： （1）塔柱顶部水平位移监测； （2）塔柱整体倾斜观测； （3）塔柱周日变形观测； （4）塔 柱体挠度观测； （5）塔柱体伸缩量观测。
3． 什么是桥面挠度？其主要观测方法有哪些？ 答：桥面挠度是指桥面沿轴线的垂直位移情况。其主要观测方法有：悬锤法；精密水准法； 全站仪观测法；GPS 观测法；静力水准观测法；测斜仪观测法；摄影测量法；专用挠度仪 观测法。 4． 什么是桥面水平位移？如何进行观测？ 答： 桥面水平位移主要是指垂直于桥轴线方向的水平位移。 其主要观测方法有： 三角测量法； 交会法；导线测量法；基准线法；测

小角法；GPS 观测；专用方法等。 5． 什么是索塔的挠度？其产生的主要原因有哪些？ 答： 索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的水平位移分布情况， 它包括桥轴线方向的 水平位移和垂直于桥轴线方向的水平位移。索塔产生挠度变形的原因主要有三个方面： （1） 由于索塔两侧的拉力不等，而使索塔在顺桥向产生挠度变形； （2） 由于索塔受风力、日照 等外界环境因素的影响，而产生挠度变形； （3） 由于设计与施工的不合理性，而使索塔产 生额外的变形。 6． 对索塔进行挠度监测的主要目的有哪些？ 答：(1) 在索塔建设过程中，随着索塔高度的增加，挠度变形的幅度也急剧增大。只有准确 地掌握索塔摆动和扭转的规律，才能有效地指导施工和相应的施工测量工作。 (2) 在大桥钢箱梁吊装过程中，由于施工原因，致使索塔两侧受力不平衡，从而使索塔 在顺桥向产生一定的偏移， 这种偏移有时可达几十厘米。 为了将这种变形限制在一定范围内， 不致于使其危及索塔安全，需对此变形进行观测。 (3) 为了延长桥梁的使用寿命，验证工程设计与施工的效果，并为科学研究提供资料， 应该对桥梁进行变形观测。 7． 索塔挠度监测的主要方法有哪些？ 答：交会法（测角、测边、边角交会） ；全站仪极坐标法；天顶距测量法；倾斜仪法；垂线 法。 8． 简述主梁挠度监测的目的与方法。 答：主梁的挠度变形是主梁结构状态改变最灵敏、最精确的反映，因此，对主梁进行挠度监 测能够更为准确地把握主梁结构内力状态的改变。 部分的结构损伤也将导致主梁挠度情况的 异常，通过对主梁挠度的监测也可识别出这些损伤来。通过挠度监测可以达到以下目的：① 修正结构内力反演的结果，确保内力状态的识别精度；②进行基于刚度变化的损伤识别。主 梁挠度观测的主要方法有：水准测量法、全站仪测量法、专用挠度仪测量法、动态 GPS 测 量法、液体静力水准测量法、连通管测压法等。 9． 简述桥梁结构健康诊断的主要研究内容。 答： （1）建立桥梁结构动态检测模态参数识别方法； （2）建立基于桥梁结构的各种神经网络 模型和结构分析的损伤分级识别策略； （3）研究各种结构损伤参数识别方法，优选及改造合 适的方法应用于桥梁结构状态监测和损伤识别； （4）通过实体模型试验，对所选损伤识别方 法及软件进行实测对比、验证、优选； （5）通过结构损伤检测分析方法研究，建立结构损伤 报警系统，以便给桥梁管理部门进行人工探伤确认及维护提供方向性的指引。
第 12 章 地铁盾构隧道施工监测1． 盾构隧道监测的主要目的有

哪些？ 答： （1）监测和判断各种施工因素对地表变形的影响，提供改进施工的方法和减少地面沉降 的重要依据； （2）根据前一段的观测结果，预测下一段的地表沉降和对周围建筑物及其它设 施的影响； （3） 检验施工方法是否达到控制地面沉降和隧道沉降的要求； （4） 研究土壤特性、 地下水条件、施工方法与地表沉降的关系，作为将来设计的参考依据； （5）通过施工监测可 取得减少沉降、减少保护工程费的效果； （6）保证工程安全，减少总造价。 2． 如何进行盾构隧道的施工监测管理？ 答； （1）工程施工前，根据现场的实际情况(尤其危房建筑)及工程的施工进度，编制详细的 监测实施作业计划及其相应的保证措施， 作为施工生产计划中的一项重要内容， 同时报请监 理工程师和业主批准。 （2）成立专门的监测小组，保证监测人员有确定的时间、空间和相应的监测工具，确保监 测成果及时准确。 （3）施工监测紧密结合施工步骤，测出每一施工步骤时的变形影响，同时计算出各测点的 累计变形。 （4）监测人员及时整理分析监测数据，绘制各种变形和时间的关系曲线，预测变形发展趋 向，及时向总工程师、监理和业主汇报，若发现异常情况，随时与监理、业主联系，采取有 效措施，做好预防。 （5） 根据监测结果及时调整施工步骤及采取相应的技术措施， 确保施工及周围环境的安全。 3． 盾构隧道监测的主要依据有哪些？ 答： （1）正常施工情况下的具体监测要求，如不同的施工工艺对各项变形的限差等； （2）施 工区域土壤及地下水情况； （3）隧道施工影响范围内现有房屋建筑、各种构筑物的形状、尺 寸、与隧道轴线的相对位置； （4）隧道填埋的深度； （5）双线隧道的间距或施工隧道与近旁 大型、重要公用管道的间距； （6）隧道设计的安全储备系数。 4． 盾构隧道监测的主要内容有哪些？ 答： （1）土体介质的监测：包括地表的沉降监测、土体分层沉降和深层位移监测、土体回弹 测量、土体应力和孔隙水压力测量。 （2）周围环境的监测：包括相邻房屋和重要结构物的变 形监测、相邻地下管线的变形监测。 （3）隧道变形的监测：包括隧道沉降和水平位移监测、 隧道断面收敛位移监测、隧道应变和预制管片凹凸接缝处法向应力测量。 5． 简述盾构隧道施工监测方案的设计原则。 答： 在熟悉隧道施工方案， 了解施工区域内土壤及地下水和隧道施工影响范围内现有结构物 情况的基础上，根据工程的特殊要求，设计出确保工程安全的、经济有效的、便于监测工作 的实施和工程项目施工的监测方案。 6． 简述

盾构隧道设计的主要内容。 答：工程项目概况；监测的目的和意义；施工过程中对各种设施的影响评价；监测的具体内 容； 监测点的布置； 监测方法； 监测频率和报警值的确定； 监测的组织结构和质量保证体系。
7． 简述监测数据整理的主要内容。 答：监测数据整理的主要工作是对现场观测所取得的资料加以整理、编制成图表和说明，使 它成为便于使用的成果。其具体内容如下：校核各项原始记录，检查各次变形观测值的计算 是否有误；变形值计算；绘制各种变形过程线，建筑物变形分布图。 8． 简述盾构隧道变形监测数据分析的目的。 答：监测数据分析是分析归纳地表、管线及周边建筑物的变形过程、变形规律和变形幅度。 分析变形的原因，变形值与引起变形因素之间的关系，并找出它们之间的函数关系，进而判 断地表、管线及周边建筑物的情况是否正常。 9． 简述盾构隧道变形监测数据分析的内容。 答： （1）成因分析（定性分析） 。成因分析是对结构本身（内因）与作用在结构物上的荷载 （外因）以及观测本身，加以分析、考虑、确定变形值变化的原因和规律性。 （2）统计分析。根据成因分析，对实测数据进行统计分析，从中寻找规律，并导出变形 值与引起变形的有关因素之间的函数关系。 （3）变形预报和安全判断。在成因分析和统计分析的基础上，可根据求得的变形值与引 起变形因素之间的函数关系，预报未来变形值的范围和判断建筑物的安全程度。
第 13 章 水利工程变形监测1． 简述水利工程变形监测的基本原则。 答： （1）监测仪器和设施的布置，应明确监测目的，紧密结合工程实际，突出重点，兼顾全 面， 相关项目统筹安排， 配合布置。 应保证具有在恶劣气候条件下仍能进行重要项目的监测。 （2）仪器设备要耐久、可靠、实用、有效，力求先进和便于实现自动化监测。 （3）仪器的安装和埋设必须及时，必须按设计要求精心施工，应保证第一次蓄水期能够 获得必要的监测成果，并应做好仪器的保护；埋设完工后，及时作好初期测读工作，并绘制 竣工图、填写考证表，存档备查。 （4）仪器监测严格按照规程规范和设计要求进行，相关监测项目力求同时监测；针对不 同监测阶段，突出重点进行监测；发现异常，立即复测；做到监测连续、数据可靠、记录真 实、注记齐全、整理及时，一旦发现问题，及时上报。 （5）仪器监测应与巡视检查相结合。 2． 简述水利工程变形监测的基本要求。 答： （1）可行性研究阶段。提出安全监测系统的总体设计专题、监测仪器及设备的数量；监 测系统的工程概

算。 （2）招标设计阶段。提出监测系统设计文件，包括监测系统布置图、仪器设备清单、各 监测仪器设施的安装技术要求、测次要求及工程预算等。 （3）施工阶段。提出施工详图，应做好仪器设备的检验、埋设、安装、调试和保护，应 绘制竣工图，编写埋设记录和竣工报告；应固定专人进行监测工作，保证监测设施完好和监 测数据连续、可靠、完整，应按时进行监测资料分析，评价施工期大坝安全状况，为施工提 供决策依据。 （4）首次蓄水阶段。应制定首次蓄水的监测工作计划和主要的设计监控技术指标；按计
划要求做好仪器监测和巡视检查； 拟定基准值， 定时对大坝安全状态作出评价并为蓄水提供 依据。 （5）运行阶段。应进行经常的和特殊情况下的监测工作；定期对监测设施进行检查、维 护和鉴定，以确定是否应报废、封存或继续观测、补充、完善和更新，定期对监测资料进行 整编和分析。 3． 大坝的工作状态如何进行划分？ 答： （1）正常状态，指大坝（或监测的对象）达到设计要求的功能，不存在影响正常使用的 缺陷，且各主要监测量的变化处于正常情况下的状态。 （2）异常状态，指大坝（或监测的对象）的某项功能已不能完全满足设计要求，或主要 监测量出现某些异常，因而影响正常使用的状态。 （3）险情状态，指大坝（或监测的对象）出现危及安全的严重缺陷，或环境中某些危及 安全的因素正在加剧， 或主要监测量出现较大异常， 若按设计条件继续运行将出现大事故的 状态。 4． 土石坝的监测断面一般如何布设？ 答： （1）观测横断面。布置在最大坝高、原河床处、合龙段、地形突变处、地质条件复杂处、 坝内埋管或运行可能发生异常反应处。一般不少于 2~3 个。 （2）观测纵断面。在坝顶的上游或下游侧布设 1~2 个，在上游坝坡正常蓄水位以上 1 个， 正常蓄水位以下可视需要设临时断面，下游坝坡 2~5 个。 （3）内部断面。一般布置在最大断面及其它特征断面处，可视需要布设 1~3 个，每个断 面可布设 1~3 条观测垂线，各观测垂线还应尽量形成纵向观测断面。 5． 混凝土坝的监测断面一般如何布设？ 答： （1）观测纵断面。通常平行坝轴线在坝顶及坝基廊道设置观测纵断面，当坝体较高时， 可在中间适当增加 1~2 个纵断面。 当缺少纵向廊道时， 也可布设在平行坝轴线的下游坝面上。 （2）内部断面。布置在最大坝高坝段或地质和结构复杂坝段，并视坝长情况布设 1~3 个断面。应将坝体和地基作为一个整体进行布设。拱坝的拱冠和拱端一般宜布设断面，必要 时也可在 l/4 拱处布设。 6． 水利工程水

平位移监测点通常应如何布设？ 答： （1）土石坝。在每个横断面和纵断面交点等处布设位移标点，一般每个横断面不少于 3 个。位移标点的纵向间距，当坝长小于 300m 时取 30~50m，坝长大于 300m 时，一般取 50~ 100m。 （2）混凝土坝。在观测纵断面上的每个坝段、每个垛墙或每个闸墩布设一个标点，对于 重要工:程也可在伸缩缝两侧各布设一个标点。 （3）近坝区岩体及滑坡体。在近坝区岩体每个断面上至少布设 3 个标点，重点布设在靠 坝肩下游面。 在滑坡体每个观测断面上的位移标点一般不少于 3 个， 重点布设在滑坡体后缘 起至正常蓄水位之间。 7． 水利工程水平位移工作基点通常应如何布设？ 答： （1）土石坝。在两岸每一纵排标点的延长线上各布设一个工作基点。当坝轴线为折线或 坝长超过 500m 时，可在坝身每一纵排标点中部增设工作基点兼作标点，工作基点的间距取 决于采用的测量仪器。
（2） 混凝土坝。 可将工作基点布设在两岸山体的岩洞内或位移测线延长线的稳定岩体上。 （3）近坝区岩体及滑坡体。选择距观测标点较近的稳定岩体建立工作基点。 8． 水利工程水平位移校核基点通常应如何布设？ 答： （1）土石坝。一般仍采用延长方向线法，即在两岸同排工作基点连线的延长线.上各设 1~2 个校核基点，必要时可设置倒垂线或采用边角网定位。 （2）混凝土坝。校核基点可布设在两岸灌浆廊道内，也可采用倒垂线作为校核基点，此 时校核基点与倒垂线的观测墩宜合二为一。 （3）近坝区岩体及滑坡体。可将工作基点和校核基点组成边角网或交会法进行观测。有 条件时也可设置倒垂线。 9． 大坝安全监控专家系统主要包含哪几个部分？ 答： （1）数据库及其管理子系统； （2）模型库及其管理子系统； （3）方法库及其管理子系统； （4）知识库及其管理子系统； （5）综合分析推理子系统。 10． 大坝安全监控专家系统设计时应注意哪几个关键问题？ 答： （1）数据传输与协同性。为保证数据通讯的正确性，应建立一个明确而详细的数据通讯 协议，以保证数据的协调一致。 （2）技术标准的一致性。由于专家系统涉及多个学科，因此，为保证系统的先进性，一 般由多个单位合作开发， 这样就会遇到各单位之间技术标准的一致性问题， 如在结构分析中， 正分析所采用的方法和标准应与反分析所采用的方法和标准一致，否则，正、反分析所得成 果可能会有较大得差异，从而导致综合推理的失败。 （3）系统的安全与保密。为保证系统能安全运行，资料不遭人为破坏，或保密资料不被 非法窃取，系统的每个部分应设置关

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