二章变形监测分析与预报的基础理论课件

1、第二章 变形监测分析与预报的基础理论2.1 基础知识2.2 变形监测方案设计2.3 变形监测方法和自动化2.4 变形监测数据处理2.5 变形监测资料整理及成果表达和解释2.6 实例分析2.1 工程变形监测的基础知识典型动态变形模型 对于变形影响因子呈跳跃变化(突变)、线性变化(渐变)和周期变化(周变)所引起的变形体的典型变形可用下图的(a)、(b)、(c)来分别表示。（a）突变模型对应的动态变形模型为 2.1.2 变形模型图中 为始末时刻变形因子的值， 为始末时刻的变形量， 为传递常数和时间常数， 为变化周期， 为时间延迟。 2.1 工程变形监测的基础知识典型动态变形模型（b）渐变模型对应的动

2、态变形模型为 2.1 工程变形监测的基础知识运动模型 2.1 工程变形监测的基础知识2.1.3、变形体的几何模型和监测网布设变形体的几何模型 变形体的几何模型：参考点和目标点（统称监测点）定义在一个统一的坐标系中，我们将参考点、目标点及其它们之间的连接称为变形体的几何模型。如下图：2.2 变形监测方案设计2.2.1 变形监测方案制定准则 描述或确定变形状态所需要的测量精度，对于监测网而言，则是确定目标点坐标或坐标差允许的精度所要施测的次数(观测周期数)两周期之间的时间间隔 一周期所允许的观测时间 2.2 变形监测方案设计2.2.2 典型变形的准则分析 非周期变形 测量精度 y与预计的最大变形量

3、 y（准确性差）有关： 或y：变形监测分辨率，相邻两周期间能以一定概率(如P=95%)区分的最小变形量。y = 10y（参见下图)。2.2 变形监测方案设计 非周期变形非周期变形的获取2.2 变形监测方案设计 非周期变形突变模型 末期观测必须在变形趋于平缓的时刻进行，一般要求: 。其中：T为与变形体有关的时间常数，由试验和经验确定。为了获取变形随时间的变化情况，在 与 之间进行多周期观测。2.2 变形监测方案设计 非周期变形突变模型 设第 与 之间的时间间隔为 ，则 与观测时刻的变形速率 和变形监测分辨率 有关，有： 两周期之间的设计值为： 。2.2 变形监测方案设计 非周期变形突变模型 在初

4、期，由于 较大且不精确，故 较小；到后期，随着 越来越精确且越来越小， 会愈来愈大。则一周期所允许的观测时间 应满足：显然有： （ 的大小对测量方法的选择是很有意义） 2.2 变形监测方案设计 周期变形 与周期时间 有关，有 ；m=2，表示只对两个极值有兴趣且准确地知道所发生的时间，如在大坝的最高水位和最低水位时观测。m=20, ；2.2 变形监测方案设计 运动变形 在许多情况下，典型动态变形模型不能描述变形体的变形，则可采用运动变形模型，此时测量精度根据要求监测的最小变形量来确定，即要求满足： 和 ；每一次的观测时间t由公式 估算。 2.2 变形监测方案设计测量精度的确定 一般来说，变形观测是为了确保建筑物的安全，则测量精度应小于允许变形值的1/101/20；如果是为了研究变形的过程则观测精度还应更高。普遍的观点是：应采用所能获得的最好的测量仪器和技术，达到其最高精度，变形测量的精度越高越好。 对于大坝变形观测，混凝土坝的水平位移和沉陷精度为12mm，土坝为35mm；滑坡变形的观测精度为几毫米至50mm。2.2 变形监测方案设计观测周期数和一周期内观测时间的确定 （1） 观测周期数的确定：取决于变形的大小、速度及观测目的，且与工程的规模、监测点的数量、位置以及观测一次所需时间的长短有关。 （2）一周期内观测时间的确定：一周期所有的测量工作需在所允许的时