水平位移观测

2024年3月4日发(作者：开学第一天)

水平位移观测

默认分类 2010-05-22 09:27:45 阅读21 评论0 字号：大中小 订阅

12.4 水平位移观测

根据场地条件，水平位移的观测方法可分为基准线法（包括视准线，引张线等），小角法、几何大地测量方法（包括导线法、变会法、GPS观测监测网等）。

12.4.1 基准线测定水平位移

基准线法的原理是以通过水式建筑物轴线（例如大坝轴线）或平行于建筑物轴线的固定不变的铅直平面为基准面，根据它来测定建筑物的水平位移。

图12-2为某坝坝顶基准线示意图。A，B分别为在坝两端所选定的基准线端点。当经纬仪在A点，在B点安置标牌，则通过仪器中心的铅直线与B点处固定标志中心所构成的铅直平面P即形成基准线法中的基准面。这种由经纬仪的视准面形成基准面的基准线法，我们称之为视准线法。

视准线法按其所使用的工具和作业方法的不同，又可分为“测小角法”和“活动砚牌法”。

测小角法是利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与置镜点到观测点的视线方向之间所夹的小角，从而计算观测点相对于基准线偏离值。活动砚牌法则利用活动砚牌上的标尺，直接测定此项偏离值。

随着激光技术的发展，出现了由激光束建立基准面的基准线法，根据其确定偏离值的原理，有以激光束替代经纬仪视线的“激光经纬仪准直”和利用光干涉原理的“波带板激光准直”（三点法准直）。

在大坝廊道的特定条件下，采用通过拉直的钢丝的竖直面作为基准面来测定坝体偏离值具有一定的优越性，这种基准线法称之为引张线法。

由于建筑物的位移值一般来说是很小的，因此对位移值的观测精度要求很高（例如混凝土坝位移观测的中误差要求小于

），因而在各种测定偏离值的方法中都采取了一些提高精度的措施。对基准线端点的设置、对中装置构造、觇牌设计及观测程序等均进行了不断的改进。

1.观测墩

目前，一般采用钢筋混凝土结构的观测墩。观测墩底座部分要求直接浇筑在基岩上，以确保其稳定性。

为了减少仪器与觇牌的安置误差，在观测墩顶面常埋设固定的强制对中设备，通常要求它能使仪器及觇牌的偏心误差小0.1mm。满足这一精度要求的强制对中设备式样很多，有采用圆锥、圆球插入式的，有用埋设中心螺杆的，也有采用置中圆盘的（如图12-3）。置中圆盘的优点是适用于多种仪器，对仪器没有损伤，但加工精度要求较高。

2.觇牌图案形状、尺寸及颜色

视准线法的主要误差来源之一是照准误差，研究觇牌形状、尺寸及颜色对于提高视准线的观测精度具有重要意义。一般地说，觇牌设计应考虑以下5个方面。

①反差大：用不同颜色的觇牌所进行的试验表明，以白色作底色，以黑色作图案的觇牌为最好。白色与红色配合，虽则能获得较好的反差，但它相对前者而言易使观测者产生疲劳。

②没有相位差：采用平面觇牌可以消除相位差，在视准线观测中一般采用平面觇牌。

③图案应对称。

④应有适当的参考面积：为了精确照准，应使十字丝两边有足够的比较面积，同心圆环图案对精确照准是不利的。

⑤便于安置：所设计的觇牌希望能随意安置，亦即当觇牌有一定倾斜时仍能保证精确照准。

实验表明，如图12-4的双线标志（白底，标志为黑色）是比较合适的图案。试验表明，在觇牌的分划板倾斜大约

时，观测者仍可通过十字丝两边楔形面积的比较达到精确照准的目的。

其双线标志的宽度可按下式计算：

（12-7）

式中：S—视线长度；

b—十字丝单丝粗；

f—物镜焦距。

对于近距离照准，可采用单线标志（用十字丝双丝夹标志来照准），单线标志宽度可按正式计算：

（12-8）

式中：u—十字丝双丝所夹角值；

。