变形监测课件之七监测资料的整编与

第7章监测资料的整编与分析主要内容监测资料的整编监测资料的分析监测数据的预处理7.1监测资料的整编

概述变形观测资料处理工作的主要内容包括两个方面：资料整编和资料分析。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。观测资料整编，通常是在平时对资料已有计算、校核甚至分析的基础上，按规定及时对整编年份内的所有观测资料进行整编。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。观测资料应随观测、随分析,以便发现问题,及时处理。观测资料分析是根据建筑物设计理论、施工经验和有关的基本理论和专业知识进行的。观测资料分析成果可指导施工和运行，同时也是进行科学研究、验证和提高建筑物设计理论和施工技术的基本资料。一般规定监测资料整编包括平时资料整理与定期资料编印。平时资料整理工作的主要内容（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。如有漏测、误读(记)或异常，应及时补(复)测、确认或更正。（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，并备忘文字说明。原因不详或影响工程安全时，应及时上报主管部门。（4）随时整理巡视检查记录(含摄像资料)，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。定期资料编印工作的主要内容（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。此时如发现可疑数据，一般不宜删改，应加注说明，提醒读者注意。（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。采用计算机数据库系统进行资料存储和整编者，整编软件应具有数据录入、修改、查询，以及整编图、表的输出打印等功能。还应拷贝软盘备份。整编后的资料应包含如下内容封面、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。封面内容应包括:工程名称、整编时段、卷册名称与编号、整编单位、刊印日期等。整编说明应包括:本时段内的工程变化和运行概况，巡视检查和观测工作概况，资料的可信程度；观测设备的维修、检验、校测及更新改造情况，监测中发现的问题及其分析、处理情况，对工程管理运行的建议，以及整编工作的组织、人员等。观测资料内容和编排顺序，一般可根据本工程的实有观测项目编印，每一项目中，统计表在前，整编图在后。资料分析成果，主要是整编单位对本时段内各观测资料进行的常规性简单分析结果，包括分析内容和方法，得出的图、表和简要结论及建议。表7.1水平位移观测工作基点考证表编号型式规格埋设日期埋设位置基础情况测定日期高程（m）备注年月日X(m)Y(m)年月日表7.2水平位移量统计表观测日期历时测点编号及其累积水平位移量月日天P1P2…Pn…本年总量本年内特征值统计最大值测点号日期最小值测点号日期水平位移量较差备注水平位移正负号规定：向下游、向左岸为正；反之为负。本年总量为代数和。图7-1水平位移测值过程线整编资料的审查（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。成果要求正式刊印的整编资料应体例统一，图表完整，线条清晰，装帧美观，查阅方便。一般不应有印刷错误。如发现印刷错误，必须补印勘误表装于印册目录后。监测数据的计算机管理监测数据的管理方式可分为人工管理和计算机管理。人工管理是指采用人工量测效应量，每个测次采集到的原始资料，按规定格式记录在一定的记簿中，对这些观测值在资料处理时经可靠性检验后按时序制表或点绘过程线图与相关图，再依靠监测人员的经验和直觉来进行原因量与效应量的相关分析和对过程线进行观察，据此作出判断，最后整理归档。随着计算机电子技术的发展,变形监测的自动化水平有了很大提高。数据库管理系统已经发展成为一种较为成熟的技术，在变形监测资料管理中已得到应用，并将成为监测数据管理的主要方式。数据库管理系统是用户的应用程序和数据库中数据间的一个接口。数据库管理系统包括描述数据库、建立数据库、使用数据库，对数据库进行维护的语言，系统运行、控制程序对数据库的运行进行管理和调度，以及对数据库生成、原始装入、统计、维护、故障排除等一系列的服务程序。数据库管理系统的功能（1）各种监测资料以及有关文件资料的存储、更新、增删、更改、检索和管理；（2）监测资料的处理；（3）监测资料的解释。基本要手求(1)系统功举能全面藏，运行葛可靠，码使用简繁便，易骆于维护酸，有利雄于高效猎率地进关行安全初监测工端作。(2)要求以使用趴合理粒的机群型和畏软、留硬件贸配置数，便织于推秤广、暂扩展伏，在煤将来挂必要纠时，掏可与考自动么采集千系统滤连接拌，实柱现联绞机实脾时的姿安全至监测样。图7-2监测资料管理系统逻辑结构7.2监测资赏料的分爱析概述20世纪30～50年代，候观测资侧料分析我工作全陆部用人昆工进行同。60年代俘以来雀，逐摔步采跑用电溉子计丽算机记辅助童进行绣。80年代初牛期，工拘业发达拳国家如唇美国、总日本、橡意大利坝等都已肚实现观茶测数据怕处理自掠动化。意大扛利在70年代末80年代蜡初即旬已采那用建雅模分司析方倡法并石实现恶了混异凝土步坝的周在线眉安全盏控制讲，处督于领岭先地赴位。中国战在50～60年代即健已进行奥资料分绘析工作益，主要杀用人工肯计算和浴点图。70年代后潮期，开质始应用萌电子计挂算机。80年代中蔬期主要巴用计算倦机辅助宣进行资蔬料分析少，并已拾开始研忌制安全移监测专届家系统为。监测资雷料的分伍析一般剂可分为绣定期分奥析和不巴定期分驾析。施工坚期资夕料分录析计算分执析建筑舒物在施吹工期取贩得的观士测资料块，可为妄施工决泡策提供滚必要的商依据。轻例如，挨为了安鸣全施工怕，水中协填土坝技的填土齿速度控爸制和混谊凝土坝乓浇筑时被的混凝刻土温度在控制等获，都需掌要有关樱观测成望果作依凭据。施工收期资祸料分啦析也婚为施推工质满量的曾评估意和工泪程运处用的未可能罪性提谱出论奸证。运营由初期仗资料湿分析从工程糊开始运浙用起，爆各项观抄测都需梯加强，雪并应及痛时计算鼻分析观体测资料锯，以查要明建筑爱物承受屡实际荷闲载作用偶时的工偶作状态义，保证挺建筑物毅的安全筛。观测尤资料相的分朋析成畏果，煮除作菠为运增营初槽期安敲全控出制依阿据外应，还着为工弊程验叹收及琴长期轻运用帮提供蛙重要临资料抚。运行傲期资刃料分曾析应定伐期进裁行资谱料分佳析（互例如播大坝已等水甚工建唉筑物涝每5年一关次）,分析成严果作为低长期安述全运行杜的科学寸依据，轧用以判伙断建筑芳物性态贺是否正乒常,评估其腾安全程哭度,制定维诊修加固侨方案，放更新改脏造安全夫监测系晴统。运行期目资料分翻析是定州期进行毯建筑物锹安全鉴庙定的必籍要资料家。不定期干分析在有抄特殊储需要句时，育才专为门进惩行的辛分析束称不蚂定期派分析肾。如迅遭遇政洪水相、地僻震后捞，建贫筑物趣发生肆了异恋常变谎化，苗甚至猫局部赚遭受泊破坏挽，就盆要进只行不捕定期应分析供，据预以判悬断建然筑物鸣的安建全程许度，舰并为悉制定辱修复血加固下方案佩提供袄科学烘依据敞。监测资乖料的检晃核（1）校瞧核各待项原怜始记落录，赌检查阻各次纱变形芹值的扶计算潜是否戚有误心。可析通过纠不同亿方法招的验既算，始不同芒人员利的重购复计揪算来元消除借监测身资料研中可示能带演有的题错误糖。（2）原泊始资照料的肝统计株分析碗，可缠采用沃统计浸方法杨进行拌粗差挪检验再。（3）原业始实巾测值肝的逻戏辑分援析。捐根据污监测炭点的拥内在泳物理劈燕意义贫来分很析原萄始实貌测值般的可料靠性盯。主善要用镇于工诱程建承筑物跃变形梯的原厚始实疫测值忧，一往般进榴行一避致性深和相轻关性尺分析州。资料径分析两方法变形内分析母主要间包括站两方晒面内常容：高第一呈是对被建筑踩物变看形进沃行几宅何分挤析，壳即对再建筑毫物的湖空间渔变化馋给出锅几何歌描述构；第瓜二是卧对建提筑物是变形锄进行民物理翻解释集。几牵何分忍析的在成果给是建奥筑物奔运营堂状态轮正确渐性判略断的啊基础崇。常用的罪分析方哑法有作气图分析划、统计厌分析、兼对比分岔析和建小模分析达。作图分埋析通过黑绘制打各观争测物逝理量夺的过盛程线网及特晓征原极因量方下的斤效应染量过拖程线满图，剩考察在效应蒸量随拘时间国的变隶化规熟律和标趋势厨，常梳用的蚕是将搂观测验资料亩按时育间顺脆序绘阔制成崭过程粒线。通过绘享制各效夕应量的糕平面或杀剖面分宴布图，减以考察凳效应量树随空间耕的分布下情况和摔特点。通过绘己制各效封应量与雄原因量绘的相关或图，以诉考察效纸应量的转主要影颂响因素帅及其相宝关程度座和变化鸭规律。这种煤方法纤简便弟、直隐观，槽特别屈适用您于初贯步分押析阶冲段。图7-6多测点测值过程线图7-7某高层建筑基础沉降分布图统计分宜析对各嚷观测炉物理声量历军年的沟最大膊和最托小值(含出基现时渠间)、变幅别、周期歼、年平葬均值及挽年变化柔率等进文行统计培、分析风，以考轧察各观夜测量之接间在数甩量变化堡方面是旅否具有工一致性贝、合理描性，以灭及它们朋的重现顶性和稳泉定性等穿。这种虏方法麻具有略定量辽的概美念，模使分中析成早果更初具实刃用性机。对比悟分析比较愿各次倦巡视突检查馒资料挡，定吵性考射察建请筑物掘外观铅异常加现象矿的部膝位、男变化鉴规律渡和发变展趋草势；比较叛同类致效应猛量观歉测值聪的变絮化规尿律或坦发展蜻趋势搅，是捧否具役有一石致性抵和合役理性歪；将监测肠成果与荣理论计腔算或模待型试验赠成果相估比较，面观察其牧规律和漆趋势是谦否有一压致性、叼合理性柄，并与开工程的绕某些技杆术警戒调值相比努较，以括判断工吴程的工咱作状态挥是否异疯常。建模舒分析采用岸系统盐识别堪方法公处理基观测司资料烧，建寻立数冬学模牙型，饼用以靠分离陪影响己因素发，研旷究观铲测物枝理量叉变化注规律遭，进泪行实涂测值织预报耽和实盟现安蓄全控部制。常用圣数学债模型织有三核种：①统计添模型：饮主要以法逐步回详归计算愁方法处恒理实测酿资料建昨立的模咏型；②确定充性模型替：主要厚以有限坏元计算槐和最小疑二乘法术处理实身测资料惹建立的斯模型；③混度合模权型：淹一部皮分观捞测物望理量蛇（如塑温度破）用曲统计蔽模型踪蝶，一阿部分缩慧观测你物理匆量（僵如变应形）月用确藏定性格模型故。这种方册法能够册定量分未析，是且长期观酱测资料计进行系雷统分析衡的主要乐方法。7.3监测数烦据的预枝处理主要工姥作监测物白理量的势转换监测数励据的粗钩差检查系统贴误差俘的检某验3σ准则对于观医测数据涉序列，描述蚁该序列臭数据的侧变化特刺征为若时，鸭则认园为是奇异勿值，应霉予以舍聚弃。统计检蔽验法假设以急前的测赶值子样废为：本次测勿值为：，则基可求栽得样我本的银均值柳和方纪差为脂：当时，则简认为测朽值无粗肾差，否独则，认己为测值锋异常。关联也分析牛法假设匠有测谜点Ａ悔与Ｂ著，其淘观测汽值分只别为与它们惰的关食系可缎用下势列多伟项式状数学演模型迟描述东：用最穗小二膀乘法国求得混其估玻值，咬并可千求出纱回归匙中误浸差Ｓ山为：利用提该回劲归方教程，踩就可换以根嗓据相牺邻测甘点的辜变形悟值，因预计贞该相易关测比点的贷变形弹值，敬从而揪检核价监测欢数据梯。在稠实际适检验占中，架如异大常测用点的极若干傲个关拨联测染点在俊时间串、方冷向等歼方面隆都发狼现类复似的位异常欠情况鉴，则腐认为赔测值蠢异常除是由究结构载变化杆引起卫的，蒙否则货，认辅为异羞常是告由监理测因锯素引筛起的铅。系统汁误差寻检验在监坟测数蒸据中站，除拉了存可在偶捷然误陡差和健可能漆含有震粗差娃外，枣还有直可能肥存在絮系统样误差考。在有步些情返况下胜，观律