7-1_录象用的一节课(黄声享200611).ppt

1、第七章工程变形监测和数据处理、主要内容和重点、工程变形监测的基础知识变形监测方案设置变形监测方法和自动监测技术变形监测的数据处理变形监测资料的整理和解释、滑坡体、航道、地质灾害监测、水库、桥梁、地铁科学实验设施、工业结构7.1工程变形监测的基础知识、变形监测的定义、作用和内容变形模型分类变形体的几何模型和监测点的布局、7.1.1变形监测的定义和作用和内容、一、变形监测的基本概念变形监测的概念变形体的范畴、 7.1.1变形监测的定义、作用和内容变形体的变形允许在一定范围内，超过允许值可能引起灾害。 自然界的变形危害现象总是发生在我们周围。 例如地震、滑坡、岩崩、地表沉降、火山爆发、坍塌水库、桥梁

2、和建筑物的倒塌等。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容，一、变形监测的基本概念变形监测是指利用测量和专用仪器和方法监测观察变形体的变形现象。 其作用是特定变形体的形状、大小、位置因各种负荷和外力而变化的空间状态和时间特征。 变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假说的必要手段。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容，一、变形监测的基本概念变形体的范畴遍及整个地球，遍及一个工程建筑物的块体，它包括自然和人工的构筑物。 根据变形体的研究范围，变形监测研究对象可分为以下三类：全球变形监测，如全球板块运动、地极移动、地球自转速度变化、地潮等地域变形监测，如地壳变形监测、城市地面沉降等

3、在工程建筑物三维变形、滑坡体滑坡、地下开采引起的地表移动和7.1.1变形监测的定义、作用和内容、工程测量中，典型的变形体：水库桥梁矿区高层建筑物防护堤边坡隧道地铁、地表沉降等7.1.1变形监测的定义、作用和内容，二、 变形监测的意义人类社会的进步众所周知，工程建筑物在工程和运营期间，受到多种主客观因素的影响，产生变形，变形超过规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时威胁建筑物的安全，给人民的生命财产带来很大损失。 工程建筑物在修订时采用一定的安全系数，可以安全承受考虑的多种外负荷的影响，但由于修订中不能完全准确估计工程的工作条件和承载能力，施工质量也不完美，工程运行中可能发生某些不利的变化

4、因素，国内外仍有一些工程发生事故7.1.1变形监测的定义、作用和内容，二、变形监测的意义以水库为例，法国高67m的马尔巴塞特拱坝于1959年坍塌。 意大利高262m的瓦依昂(Vajont )拱坝于1963年在库岸的大滑坡上翻了坝，坝泥满了的美国93m高的提堂(Teton )土堤于1976年坍塌了我国板桥和石漫滩两个土堤于1975年洪水可见保证工程建筑物的安全是非常重要的现象。 塔科马大桥(Tacoma Narrows )事件于： 1940年完成，主要跨越853m，仅3个月就以19m/s的风速发生了桥倒事故。扭转运动之一，扭转运动之二，下垂现象，主要破坏惨状，新的塔科马大桥，7.1.1变形监测的

5、定义，作用和内容，二，变形监测的意义目前，地质和工程灾害的监测和防治越来越完善国际大地测量协会(IAG )，国际测量师国际岩石力学协会(ISRM )、国际水库委员会(ICOLD )、国际矿山测量协会(ISM )等，非常活跃地定期召开专门会议进行学术交流和研究对策。 经过广泛的测量科学技术人员和工程技术人员几十年的共同努力，在变形监测领域取得了丰富的理论研究成果，发挥了实用效益。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容，二、变形监测的意义，如：利用地球物理大地测量反演理论，准确预测了1993年1996年发生的丽江大地震，1985年6月12日长江三峡新滩滑坡的成功预报，使灾害损失降至最小， 中国滑坡

6、预报研究史上罕见的奇迹隔河岩水库外观变形GPS自动化监测系统在1998年长江流域防洪失误高峰发挥的巨大作用，确保了安全汛，避免了荆江大堤的毁灭性洪水。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容，二、变形监测的意义在于工程建筑物，变形监测的意义在于以确保安全为重点的设计验证防灾。 1、实用意义：主要掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，及时发现问题，采取措施。 2 .科学意义：说明变形机制，验证变形假说，验证设置修订是否合理，修订设置修订，为制定规范提供参考。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容，三，变形监测的内容取得变形几何量：水平位移、垂直位移和偏移、倾斜、干涉度、弯曲

7、、扭转、振动、裂缝等。 与变形相关的影响因素(物理量): 取得应力、应变、温度、气压、水位(库水位、地下水位)、渗流、渗透压、扬压等。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容，三、变形监测的内容变形监测的内容，应根据变形体的性质和基础情况决定。 要求有明确的目的，有重点，全面考虑，正确反映变形体的变化情况，监测变形体的安全，达到理解其变形规律的目的。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容，三，变形监测的内容实例1工业和民用建筑物：主要包括基础沉陷监测和建筑物自身的变形监测。 在此基础上，主要的监测内容对于建筑物的均匀下沉和不均匀下沉的建筑物本身来说，主要是监测倾斜和龟裂的高层和高耸的建筑物，也可

8、以监测其动态变形(主要是振动的振幅、频率、扭曲)的工业企业、科学试验设施和军事设施中的各种类型7.1.1变形监测的定义、作用和内容、三、变形监测的内容例2水工建筑物相对于土坝，主要为水平位移、垂直位移、渗透及裂缝监测。 关于混凝土坝：以混凝土重力坝为例，由于水压、外气温变化、坝体自重等因素的作用，其主要监测项目为垂直位移(求基础和坝体的旋转)、水平位移(求坝体的扭转)和伸缩缝的监测另外，为了了解混凝土坝结构内部的情况，还对应于混凝土应力、钢筋应力、温度等的观测，这些内容一般被称为内部观测。7.1.1变形监测的定义、作用和内容、三、变形监测的内容实例3地基沉降对于建在河流下游冲积层的城市，工业用

9、水需要大量抽取地下水，影响地下土层的结构，产生地基沉降现象。 在地下采矿地区，由于在地下进行大量开采，地表也会发生沉降现象。 在这种沉降现象严重的城市，暴雨后会发生大面积的积水，影响仓库的使用和居民的生活。 有时会导致地下管线的破坏，威胁建筑物的安全。 因此，有必要定期进行观测，掌握沉降和恢复的规律，采取防护措施。 对这些地区主要应该进行地表沉降观测。 7.1.1变形监测的定义、作用和内容、四、变形监测的特征进行周期观测，每周期的观测方案如监测网的图形、使用机器、作业方法，以及观测者尽可能动态、持续的监测要求精度高， 对于重要的工程，有“以当时能够达到的最高精度为基准进行的7.1.2变形模型，一、变形影响因素和动态变形模型1、变形影响因素：引起变形的原因，如地壳运动、基础变形、地下开采、地下水位变化、工程建筑物的各种负荷作用、机械设备的安装偏移设定修正值等，温度、气2、动态变形模型的一般公式：典型的变形影响因子下的变形模型，针对由于变形影响因子呈现跳变(突变)、线性变化(渐变)和周期变化(周期变化)而产生的变形体的典型的变形，是7.1.2变形模型二、典型的动态变形模型突变模型：图7-1(a) 2)渐变模型：图7-1(b) 2，周期变形：图7-1(c )，7.1运动模型将变形视为时间的函数：7.