2024年3月4日发(作者:offer是什么)
水平位移观测法、垂直位移观测法的种类 ,特点和适用条件
水平位移监预9:对水工建筑物的顺水流方向或顺轴线方向的水平位移变化进展监 测常用观测方法分两大类。一类是基准线法,基准线法是通过一条固定的基准线来测 定监测点的位移,常见的有视准线法、引线法、激光准直法、垂线法。
另一类是测量方法,测量方法主要是以外部变形监测控制网点为基准,以测量方法测 定被监测点的坐标,进而计算被监测点的水平位移,常见的有交会法、精细导线法、一 角测量法、GPS观测法等。
一、 视准线法:通过视准线或经纬仪建立一个平行或通过坝轴线的铅直平面作为基 准面,定期观测坝上测点与基准面之间偏离值的大小即为该点的水平位移。
适用于直线形混凝土闸坝顶部和土石坝坝面的水平位移观测。当采用这一方法时, 主要的是要求它们的端点稳定,所以必须要作适当的布置,只能是定期地测定端点 的位移值,而将观测值加以改正。视准线观测方法特点是速度快,精度较高,原理 简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点,在水平位移观测中得到了广泛应用' 缺乏是对较长的视准线而言,由于视线长,使照准误差增大,甚至可能造成照困难 当即准线太长时,目标模糊,照准精度太差且后视点与测点距离相差太远,望远镜 调焦误差较大,无疑对观测成果有较大影响。
小角法:是水平位移监测中常用的方法,该方法最早应用于水库大坝的变形监测, 其根本原理是一通过大坝轴线的固定不变的铅直平面为基准面,通过测定基准线方 向之间的微小角度从而计算观测点相对予基准线的偏离值,根据偏离值在各观测周 期中的变化确定位移量。由于所需测定的位移通常很细微,因此对位移的观测精度 要求很高,需要采取各种提高观测精度的措施,观测过程中需要对各作业环节严格 把握,哪怕仅仅是一个小环节的失误,都可能导致最终监测精度不能满足要求。
二、 弓I线法:利用紧在两工作基点之间的不锈钢丝作为基准线,测量沿线测点和钢 丝之间的相对位移,以确定该点的水平位移。
适用于大型直线形混凝土的廊道测点的水平位移观测。主要用于测定混凝土建筑物 垂直于轴线方向的〔顺水流方向〕水平位移。
活动觇牌法:主要用于短距离视准线观测中,活动觇牌多用于水工建筑物、 桥梁、码头和滑坡等水平位移观测,可满足坝精细导线测量的近坝区水平位移监测 网等各种场合的测量需要,活动觇标是被安置在位移标点上,供经纬仪照准,从而 在觇标的游标尺上读出位移标点的偏离值。主要特点传动灵活、隙动差小,可准确 到 0.1mm
3精度估算及分析比较
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则其照准误差为:EfcJ^
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A3中点设站法的精度分析
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所以服役BjR-ffl回的中误差对中直2的偏 高值的影响应为:
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在中点己站法中「1号点与3号点的精度是相 同的.埋以1号点为例.排算如下*
后刨A点对在2号点读敬的影响为:
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相转望远镜ii『祝n号点,半测回照卅I;次瑕甚
平均值'蛔照准爆差为,
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n
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号ZS偏离值平均值的中误差向为十
顾及2号点误差对1号宙的影酮,财1号成一 测
回的中飒差为:
6=«0气I (U
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同理*$号点•测回的中湿差亦按式(1龄计算, 与闷定端欢畋站法比较,中竹设站法测定L3号疝 的精度也有帽髭的提高.
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& 如图3刈定1号贞偏肖值的中误差如卜, 后视B氏的照准误差对I号点影响为,风= 号若在1号点半《f回中读鼠11次海数取其平均 该,则苴照拜误差为, …一伽 2(JV T1 故〔号点半测回的中说差为; m3叫岫唯 -测1回中飒差为, 2号次的偏潟情皋传式 ③计尊的,即 即TY萼』 同理,3号点一测回的IS棒中误差”由式④按 误差花•擂妃律说I土即 号 m% <22) 式中,廿,是在2号点安置悦棒'后视日点,在3 号点上照准沽M觇牌n度的域冼中误差.其值为: g今居 _ 故代入式皿)后可符*中^鲁1/塔 1物 LEP V En 若采用往返观9L则有tOUdTIh* Hl4tt=HLia 故式cg)>以D、t23)d写成] 呼干-〔/ 1冲1) 12p V n ②心 土s逐页世站法的椅度分析 如图4所示,齐点偏离值的计算式己出式四、 ⑴、(1伽列III ,若善段距离招等,均为S/20IJ t 15 和k--测回的观测诙差均为; 楸设差榨擂定禅,由CE).<1由式,nJ求徊 靠中设空史痕式为: 姬书用+弓M+与蜥喘渺 m^nH^ m)J+g m)2 ~ m2 砥 2 M +g +--JL瑚弋武 湖) 若采用往返观ah则 T / 7 时1〉 Q® (2V 2iT侦U 2n 中取S=iaom IF」刈*了磴行理论计算31 算够果洋见衣L 表1理论计算比校会 L'ut>b 1: C imjjarfcuE OllccuCtfculeJEiijili (bn '...郎昉法 固定(ft 咛点设 、法 篷籍设 站法 堤点云 诂法 W 1 点法 inn Jmi Jxm Am dJtl57 ±LL5 ±173 ±X1 32 MH K3T -H15T ±a54 Mro in 54 i 3 -kiea ±(lfi7 北,中点收站就之L3点还拣 2坪点我 4计算. 三、激光准直法:利用激光束代替视线进展照准的准直方法,使用的仪器有激光准 直仪,波带板激光准直系统和真空管道激光准直系统等。 适用丁大型直线形混凝土坝观测。 对丁布设在直线型的土石坝或混凝土坝顶上观测点的水平位移,主要是采用视 准线法和激光准直方法观测。因为它们速度快,精度较高,计算工作也较简单。当 采用这一方法时,主要的是要求它们的端点稳定,所以必须要作适当的布置,采用 适当的方法来检核这一要否满足。 四、垂线法:以坝体或坝基的铅垂线作为基准线, 采用坐标仪测定沿线点位和铅垂线 之间的相对水平■位移。 这种方法适用丁各种形式的混凝土坝。 垂线由不锈钢丝制成,钢丝下部吊重锤,悬挂 点在上部的称为正垂线(见彩图);锚固点在基岩深处,依靠顶部浮筒的浮力将钢丝紧 的称为倒垂线。前者可测相对丁悬挂点的相对水平位移,后者可测相对丁锚固点的 绝对水平■位移, 五、 交会法:利用三角网或导线测定两个或三个固定基点的坐标,通过基点测定闸 坝上位移标点的水平■位移。 适用丁长度超过500m的混凝土重力坝和土石坝的水平位移观测,也可用丁混凝土 拱坝坝顶和下游面的水平■位移观测。 对丁混凝土坝下游面上的观测点以及对丁拱坝的观测,常采用前方交会法。这 时系以坝下游地区的控制点为测站,对观测点进展前方交会,从而求得其位移值。 用前方交会法那么可求得位移值的总量,这是该法的优点。 基点布置有较大灵活性。能同时观测2个方向的位移。观测耗时少。当测点较多,并 分布在多条直线上时,交会法的耗时较视准线等方法少。缺乏:前方交会法由丁受 测角误差、测边误差、交会角及图形构造、基线长度、外界条件的变化等因素影响, 精度较低。另外,其观测工作量较大,计算过程较复杂,故不单独使用,而是常作 为备用手段或配合其他方法使用。 六、导线法:在混凝土拱坝廊道布置折线形导线,以导线端点的倒垂线作基准,用 以测量坝导线点的水平位移 只适用丁大型混凝土厚拱坝或曲线形重力坝。 如重力拱坝、曲线型桥梁以及一些高层建筑物的位移观测就不如导线测量法、 前方交会法以及地面摄影〔见第十四章〕等方法有利;这些方法可以同时测定建筑 物上某观测点在两个方向的位移〔即在水平■面的位移〕。 与一般测量工作相比,由丁变形观测是通过重复观测,由不同周期观测成果的 比拟中确定观测点的位移;因此这种导线在布设、观测以及计算诸方面都具有其自 身的特点。 六、GP啾U量:GP列展水平位移监测应用GP%球卫星定位技术 GP列展变形监测有以下特点:测站问无需通视、可同时提供测点三维位移信 息、可以全天候监测、操作简便。 、垂直位移观测!: 对水工建筑物垂直方向的位移变化进展监测,用以了解水工 建筑各种监测部位的垂直位移变化,从各监测点垂直位移变化情况了解有无不均匀 垂直位移变化出现。垂直位移观测也是闸坝平■安监测的重要工程。常用的方法有 何水准测量方法、三角高程测量法、液体静力水准法等 i,精空水准在沉降观测中的测量将线 (1)夜路基中的观测路绸 绷图8 几 ⑵在桥一梁中的观删路线.如图? (3)在隧道中的观测路经,如图10 择I 10 2.楮密水准在沉降观测色的刑员方法 觌测时,按二等水排濯鼠规范进行『在观测区段进行往、返观测.如图It所』3并技以F顺序班行十 --------------------- _ ~ 图11 (])往删:奇数站为后一1而一前一后 偶数站为碗-一后一后一前 廷)返删:奇数拈为菌一后一后一前 偶数站为后一前一前一后 3测星过程中点号编辑规则如下IB所示 * (■'» W ar It • 4^ HJ W ■曹. 图8 传9 mi** iflJVi'M ,z ■ ■设 U 4t 诲 W 质闩代an uh- rt ■ ■ * ww fiSi 1 ,■ F W r ■ r> T X ■皿 l 1 A < 1 > A 4. J b E—函 I 31 v *■ I -i* i 1 & a 1- t J * « 1 P 也 』上上而■ ■ * ■铲 i' Ji % R 1 I K h L 3 b K|4 E | 1. 七 # I h M Kfc K I »- Hi. i^. klc Mi Al I J > III% •-■Li —1 1- sL L . * mL. * 1 p 1 3 ■ J > ■A 』,* A. d i K . -r I J < J ► B /■_ a i ■ w _ r ( * i i J ■- * -■ *T . 主-m .* * <_d 4 y- M «fe .. i a J T ,一,・r ; = ■K M >n iM M PVP H * 心4 4 - r*].事 上 * 弓[i n ■. 事」-ug- ! v i- fH 04M01OO<;I 1 $ 傩不『60 座 嫉 M,A UHL珂ftf t^j珂次 痴事勺 T3C5Q0* 313. 23 f* 用卜,E 岛点■号为? <)』■,,31 $l>2 » 、几何水准测量法:是利用水准仪和水准尺从水准基点开场测量各点位高程的方 法,通过各点位高程变化求得其垂直位移,适用丁混凝土闸坝和土石坝垂直位移观 测。 目前沉陷观测中最常采用的是水准测量方法〔有时采用液体静力水准测量的方 法。参见§2-4〕。对丁中、小型厂房和土工建筑物沉陷观测可采用普通水准测量; 观测的中误差大丁 1mm,因而,就得采用精细水准测量的方法。 二、三角高程测量:三角高程测量往往在一些进展水准测量比拟困难,监测精度相 对较低的外部变形监测工程中使用。准确量取棱镜高、测站一起高。控制最大视线 长度。气象条件观测。必须进展地球曲率和大气折光差改正。 、液体静力水准法:利用连通管原理测量各点位容器液面高差以测定各点垂直位 移的观测方法。 适用于混凝土闸坝根底廊道和土石坝外表垂直位移观测。 由于用液体静力水准仪作业时,一定要在液面平衡后才进展读数,因而作业效率就 比拟低。应用液体静力水准测量,两点不需要通视,精度高,对于解决所提出的任 务,不仅能对设备位置进展遥测,而且还能实现自动调整。为保证对建筑物上观测 点位置的长期观测,应用固定设置的液体静力水准仪是适宜的。 三、建筑物倾斜观测: 建筑物产生倾斜的原因主要是地基承载力的不均匀、建筑物体型复杂形成不同载荷 及受外力风荷、地震等影响引起建筑物根底的不均匀沉降。测定建筑物倾斜度随时 间而变化的工作叫倾斜观测。倾斜观测一般是用水准仪、经纬仪、垂球或其他专用 仪器来测量建筑物的倾斜度。 1.水准仪观测法 建筑物的倾斜观测可采用精细水准仪进展观测,其原理是通过测量建筑物根底的 沉降量来确定建筑物的倾斜度,是一种简洁测量建筑物倾斜的方法。 如图8-8所示,定期测出根底两端点的沉降量,并计算出沉降量的差,并根据 两点间的距离L,即可计算出建筑物根底的倾斜度,假设知道建筑物的高度 H,同时 而 对丁高大重要的混凝土建筑物,例如大型工业厂房、高层建筑物以及混凝土坝,要 求其沉陷 可计算出建筑物顶部的倾斜位移值。 2..经纬仪观测法 利用经纬仪可以直接测出建筑物的倾斜度,其原理是用经纬仪测出建筑物顶部的 倾斜位移值,即可计算出建筑物根底的倾斜度。该方法是一种直接测量建筑物倾斜 度的方法。 3.悬:挂垂球法 此方法是直接测量建筑物倾斜度的最简单的方法,适用于部有垂直通道的建筑物。 从建筑物的上部悬挂垂球,根据上下应在同一位置上得点,直接量出建筑物的倾斜 位移值,最后计算出倾斜度。
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