变形监测新技术探讨_胡安枨
２０１３年
江西测绘
变形监测新技术探讨
胡安枨
（厦门闽矿测绘院福建厦门361004）
摘要本文针对新兴的变形监测技术，客观地分析了GPS一机多天线技术、伪卫星增强技术、GPS与Insar融合技术、Lidar、三维激光扫描与RTK融合技术和摄影测量技术在变形监测领域的应用特点。提出了多元数据融合、多技术手段融合是以后变形监测的发展趋势。变形监测逐步实现实时、快速、自动监测。
关键词变形监测；GPS;伪卫星增强；Insar
1引言
变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。随着科学技术的不断发展，测量仪器不断更新监测手段也更加多样化。新的技术手段逐渐取代传统的测量方式。现代变形监测正逐步实现多元数据融合、自动化、快速、实时的立体监测体系。
2变形监测新技术
2.1GPS一机多天线
在一般的变形监测中，我们在需要监测的目标上安装GPS接收机。如果有很多监测目标的话，显然监测成本会提高，针对这一问题，河海大学何秀凤（2002）研发了GPS一机多天线系统[1]。它的设计思路为，将多根天线同时连接在一台GPS接收机上，这样就可以在每个监测点上只安装GPS天线，不安装接收机，实现多个监测目标共用一台接收机（图1）。GPS一机多天线系统的核心部件是一机多天线控制器，让它保证系统能够互不干扰地接收来自若干个不同监测目标的传输信号，最后通过后处理软件获取高精度的定位信息。
图1GPS多天线控制器原理框图
GPS多天线控制器由硬件和软件两部分组成，
把计算机实时控制技术和无线电通讯中的微波开关技术有机地结合在一起，实现只用一个接收机即可互不干扰地接收多个GPS天线传输来的信号。硬件是由8个GPS天线和具有8通道的微波开关、对应的微波控制开关及一台GPS接收机组成。利用软件实现8个GPS天线分时工作。系统的软件部分功能是实时控制微波开关中各个通道的断通，保证信号正常的接收到。一机多天线系统最大的优点在于保证了定位精度，降低了监测系统成本，实际定位精度可达3-4mm，通过后期的滤波技术可实现更高的定位精度。
2.2伪卫星增强
当GPS的可视卫星个数和几何图形条件受到遮挡影响时，GPS定位精度会大大降低，甚至无法定位。在这种条件下，利用GPS/伪卫星组合定位技术，可增强卫星的几何强度[2]，提高定位精度。伪卫星（Pseudo-Satellite或Pseudolite，缩写为PL），是布设在地面上或空中的发射器，能发射与GPS相似的信号。通常提及的伪卫星大部分都是针对GPS设计的。利用它作为一种无线电信号的发送设备，能够实现增强GPS星座的效果，和真实卫星一样，它也能和其他传感器或卫星一起形成独立的导航定位系统。伪卫星的精密载波相位测量有非常广泛的应用，例如高楼林立城市中的监测和山区复杂条件下的变形监测等[3][4]。尽管伪卫星是一颗地面卫星，但它会因为平台位置的不同会导致定位结果不同。所以利用地面无线电发射机和飞艇作为伪卫星平台，结果是不同的。伪卫星具有能够改善信号和几何图形的可用性，但是如果和用户距离太近就会在捕获信号过程中产生远近效应、多路径等误差。实验表明，系统误差去除后的基线向量X、Y、Z三个方向的标准差
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总第96期第2期变形监测新技术探讨
分别为0.1mm、0.1mm、0.3mm。
图2基准卫星及伪卫星基站分布
2.3GPS与InSAR融合技术
InSAR是监测地表变形的新技术，它具有高空间分辨率、低成本、全天时成像等优点，在大范围地表变形监测中表现出了巨大的优势，将会给这个领域带来技术革命。但是InSAR技术也有缺陷，特别是电离层和对流层对它的影响。学者研究发现将该技术与GPS技术进行融合能够改善这一缺陷。因为GPS在地面上有着很高的定位精度，借助它可以改正InSAR数据的大气延迟误差和轨道误差，而且可以把GPS高平面位置精度与InSAR技术高空间分辨率和高的高程变形精度的有效统一起来，进一步优化了InSAR适用范围和监测精度[5]。在地面上把GPS接收机同步放置在“角反射器”上，当雷达波扫到这些GPS控制点并成像时，会在相应雷达图像上产生亮点。如地面上可以在雷达图像上产生亮点的标志都可以作为GPS控制点。这些控制点既有精度很高的地理坐标又有精确影像坐标。利用它可对InSAR生成的DEM和干涉图像进行校正，得到更好的结果。芮勇勤（2010）利用InSAR与GPS融合技术对禹州至登封高速公路进行变形监测，效果颇为满意。
2.4激光雷达（LiDAR）测量技术
发射器发射激光束后，经介质传播到地面或物体表面，再被反射回接收器。如果精确记录下发射时刻和接收时刻，那么激光器至地面或者物体表面的距离（R）就可以通过以下公式计算出来：R=ct/2。这就是激光雷达（Lidar）测量技术原理。激光雷达的载荷平台可以是卫星、航空飞机、汽车或架设于地面脚架，根据平台不同分别称为星载、机载、车载和地面激光雷达。Lidar是主动式传感器，波长属于近红外波段，一般在910～1064nm之间。所有类型的激光雷达，最终获取的数据都是被测量体的三维地理坐标。因为它可以获取高精度的地面或物体表面的三维空间坐标，所以激光雷达（Lidar）测量技术发展非常迅速并逐渐走向实用化。
针对西雅图地区滑坡频发的问题，Schulz（2007）[6]利用机载Lidar数据和该地区滑坡记录，对滑坡稳定性进行了分析。作者认为，由于该地区的森林密布，利用航空摄影，解译得到影像与真实的地质、地貌吻合的不是太好，主要还是因为光线不能穿过森林导致无法拍摄到真实地貌。作者利用Lidar数据来分析，最后圈出的滑坡体是过去用航空影像圈定的滑坡体的四倍多，这是因为Lidar能穿过树木，所获取数据更符合真实地貌。
马洪超等（2008）[7]曾用机载Lidar对2008年“5·12”特大地震引发的都（都江堰）－汶（汶川）公路上的滑坡进行监测。在短短的1Km范围内圈定了多个滑坡体，并对滑坡体的土方和倾角等进行了估算和测量，结果表明该技术在滑坡灾后应急响应中是可行的。在精度上，Z方向的精度最好可达10cm-15cm,最差0.5m。Z方向的定位精度优于XY方向，XY方向上的精度为15cm-1m。
2.5三维激光扫描与RTK融合技术
为了监测矿区的变形，中国矿业大学吴侃、周大伟[8]等利用地面三维激光扫描仪与RTK结合建立短期观测站。针对传统观测站的缺点，短期观测站有众多优势。其融合测量流程如下：扫描完一站之后，卸下三维激光扫描仪，把流动站GPS接收机安装在标靶上，该标靶做了改进，在标靶的上方加工一个螺丝，这样可以实时获取该测站点及后视点的三维坐标，把后视转到下一测站点。之后再把三维激光扫描仪放在下一测站点的脚架上，应用RTK获取的三维坐标设置测站点及后视点，就绪后进行扫描采集点云数据。
这一技术主要优势就是无需建立常规观测站，可以快速获取所需参数快。解决了常规观测站的布置繁琐、观测耗时耗力和测点容易缺少的问题。在改进标靶上RTK的三维中误差为28mm，高程中误差为15mm，利用该技术所求取的概率积分法参数完全满足矿区生产需要，实践证明精度可靠。
2.6摄影测量技术
地面摄影测量在变形监测中应用非常广泛，目前已用于变形监测的各个领域，如建筑物的沉降、倾斜，矿山变形和考古等各个领域，其应用的领域非常广泛。在矿区变形监测方面，石必明、任伟中等人将非量测数字相机数字化近景摄影测量技术用于沉陷模型的试验观测，取得了不错的效果[9]。盛业华等采用未经标定的非量测相机，利用数字近景摄影测量技术进行矿山地表塌陷区的沉陷监测[10]得出了地表
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２０１３年
江西测绘的沉陷参数。杨化超[11]将普通数字相机用于小范围塌陷区的数字近景摄影测量，构建的数字高程模型(DEM)可以用于矿山开采引起的地表沉陷分析，其测定精度满足该工程分析的精度要求。从目前的研究成果来看，近景摄影测量解算出来的点位精度多为分米级，影响精度的主要因素有摄像机的分辨率、成像范围大小和像控点的布设形式等。分米级的点位精度是各种误差来源的综合影响。摄影测量技术在高程上的监测精度还有待进一步提高。
3结论
变形监测手段随着科技的发展和现场的需要不
断的向前发展和革新。每一种手段技术都有它的优势和不足，监测范围和精度有差异，适用性也不同。在不同的监测目标下，综合考虑监测成本和监测精度，采用不同的技术手段，监测效果和效率会有所不同。将两种甚至更多技术融合起来，功能可以互补起来，将会起到更好的效果，这也将是以后发展的趋势。但是，
有些新技术我国的研究还是相当薄弱，尚处于起步阶段，如Lidar 技术，2005年才首次使用该技术，因此还有待于更深层次的研究。目前，从国内外的使用和试验情况来看，这些新的监测技术技术基本实现了数据的自动获取、实时快速监测。参考文献
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地表沉陷监测中的应用研究[J].中国图像图形学报,2008,13(3):519-524.
图3
地面三维激光扫描仪与RTK 结合测量流程图
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基坑变形监测技术方案设计
基坑变形监测技术方案 一、工程概况 本工程由一幢门字形酒店、六幢不同高度公寓和整体地下车库组成，总占地面积约30000m 2，总建筑面积约23 万m 2，地下建筑面积约8.7 万m 2。 本工程基坑总面积约29300m 2，东西向长约300～400m，南北方向长约40～110m。基坑总延长线为785m，地下室为三层，基坑开挖深度为-18.2m、-18.7m，管线分布复杂。基坑北侧紧邻海河，南侧是车流量较大的公路，海河水位的变化及张自忠路面动荷载的干扰都将是某基坑监测的难点。基坑监测等级为一级，监测手段众多，监测内容、监测工作量及监测难度均较大。 二、依据及原则 1. 《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97） 2. 《工程测量规范》（GB50026-93） 3. 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 4. 《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-93） 5. 《天津市建筑地基基础设计规范》（TBJ1-88） 依据规范和天津市建设主管部门对建筑物基坑施工相关文件的要求，以及基坑设计的相关要求；为确保建筑物地下基坑施工及周边环境的安全性和可靠性，使在基坑开挖和施工期间的变形得到有效控制，保证其不对基坑自身及周边环境造成破坏性的影响，用科学的数据指导基坑信息化施工，保证施工安全。
三、基坑监测项目 为了及时收集、反馈和分析周围环境要素在施工中的变形信息，实现信息化施工并确保施工安全，综合本工程周边环境状况及围护结构和支护体系的特点，遵照设计的相关要求，本工程共进行如下几项基坑监测工作： 1、周边环境监测 A、地下管线变形监测； B、基坑外道路变形监测； C、基坑外地下潜水水位监测； D、基坑外承压水水位监测； E、基坑外土体水平位移（测斜）监测； F、基坑外土体表面变形监测； G、海河堤岸变形（沉降、变形）监测； 2、围护结构监测 A、围护桩桩体水平位移（测斜）监测； B、围护桩桩顶变形（沉降、位移）监测； C、围护桩内、外侧水土压力监测； D、围护桩的竖向钢筋应力监测； 3、支撑体系和立柱监测 A、支撑轴力监测； B、钢格构柱及立柱角钢应力监测； C、立柱位移和沉降监测；
水库大坝表面变形自动化监测新技术
水库大坝表面变形自动化监测新技术 徐忠阳 （索佳公司北京代表处，北京 100004） 一、引言 有关资料标明，我国河川年径流量总量约2780Gm3，水能资源十分丰富，其中理论蕴藏量为676GW，可开发为378GW，为世界第一位。为了充分利用这些水利和水能资源，新中国刚成立时，政府就十分注意兴修水利，造福人类，到目前已建水库堤坝约8.7万座，其中绝大部分（约8万座）建于20世纪50～70年代。但是，由于历史原因，有相当部分水库堤坝未按基本程序办事，是靠群众运动建造的，因此存在工程质量差、安全隐患多的问题。经过几十年的运行，已经到了病险高发期。 水利工程即可以造福人类，如管理不善也会给社会带来惨重灾难和巨大的经济损失。历史上因水库溃坝给下游造成的毁灭性灾难并不鲜见。因此加强水库大坝的安全管理必不可少，其中大坝变形监测就是大坝安全管理的重要内容之一。 二、目前水库大坝变形监测的主要技术手段 目前，在大坝安全监测技术规范中，主要有《土石坝安全监测技术规范》和《混泥土坝安全监测技术规范》。 1、土石坝安全监测技术简介 在《土石坝安全监测技术规范》中，把大坝的变形监测内容分为：表面变形、内部变形、裂缝及接缝、混泥土面板变形及岸坡位移。 大坝表面变形监测主要分为竖向位移监测和水平位移监测。 （1）竖向位移监测的方法主要是精密水准法，或连通管（静力水准）法； （2）水平位移又分为横向（垂直坝轴线）位移和纵向（平行于坝轴线）位移。 a. 横向位移的监测方法主要是视准线法（活动标法、小角法、大气激光准直法等）；有必要且有条件时，可用三角网前方交会法观测增设工作基点（或位移测点）的横向水平位移。 b. 纵向水平位移观测，一般用因钢尺测量，或用普通钢尺加改正系数，有条件时可用光电测距仪测量。 （3）混泥土面板变形及岸坡位移监测的技术方法与大坝表面变形监测基本相同。 2、混泥土坝安全监测技术简介 《混泥土坝安全监测技术规范》规定：变形监测项目主要有坝体变形、裂缝、接缝以及坝基变形、滑坡体及高边坡的位移等。 （1）坝体、坝基、滑坡体及高边坡的水平位移监测 a. 重力坝或支墩坝坝体和坝基水平位移一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法监测。对于短坝，条件有利时也可用视准线法或大气激光准直法。
大坝变形监测施工与观测方法及要求
大坝变形监测施工与观测方法及要求 1.技术标准和规范： 承建工程变形监测仪器设备的检验、率定、埋设安装与施工期观测，应严格执行现行国家行业技术标准和规范，以及设计文件、承包合同要求。应执行的现行国家行业技术标准和规范主要有（但不限于）： （1）《混凝土大坝安全监测技术规范》（SDJ336—89） （2）《土石坝安全监测技术规范》（SL60—94） （3）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—91） （4）《国家三角测量规范》（GB/T17942-2000） （5）《水利水电工程测量规范》（SL197—97） （6）《水利水电工程施工测量规范》（SL52—93） 2.变形监测仪器设备购置、加工： 变形监测仪器设备购置、加工应按照经监理工程师批准的设计图纸、仪器设备清单进行。仪器设备购置、加工前应向监理工程师报送：（1）仪器设备购置、加工计划：（2）仪器设备检验、率定计划。仪器设备运抵施工现场后，应会同监理工程师开箱检查验收，应向仪器设备供应方索取仪器设备出厂合格证，计量检测证。仪器、设备检验合格后应妥善保管。 3.倒垂孔、钢管标、钢铝管双金属标造孔施工与埋设安装： 倒垂孔、钢管标、钢铝管双金属标应在施工部位形成后进行。按照设计坐标、高程进行钻孔孔位定位、放样。钻机就位，应认真进行校正。经校正安装固定的钻机，主轴必须严格垂直，钻孔孔位定位精度须满足设计要求。钻孔施工过程中应每进尺1 m～2m，采用倒垂浮体组配合弹性导中器进行钻孔垂直度检测，以控制钻孔质量，进而指导调整钻孔施工。倒垂孔钻孔垂直度应满足保护管安装埋设完成后，其保护管有效孔径必须在大于100mm。钢管标、钢、铝管双金属标钻孔垂直度应满足保护管安装埋设的要求。 钻孔进尺满足设计要求后，应通知设计、地质、监理工程师，参加钻孔终孔验收，并进行单项工程阶段性验收签证。终孔验收后，及时进行倒垂孔保护管、
2013数学建模——古塔的变形
承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： C 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：5339 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员(打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)： （论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 日期： 2013 年 09 月 16 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
古塔的变形数学模型 摘要: 本文是研究关于古塔变形类型以及变形分析的模型，用Matlab画出古塔的三维结构可以看出它是近似于正八边形的形状。因此，问题一我们用每层各个测量点坐标的平均值作为塔每层的中心坐标，再用中心坐标的三个坐标值分别对时间t做回归来得到确定古塔各层中心位置的通用方法。 对于问题二，我们分别研究该塔倾斜、弯曲、扭曲等变形情况，通过建立数学模型来确定变形的程度。 首先，用各层中心点坐标的z坐标值与其相应点的x,y坐标值做多元线性回归。然后得到的回归方程所表示的回归平面与z轴正方向的夹角就可以表示古塔的倾斜程度大小。最后根据各层中心的分布和变化趋势方向，确定古塔的倾斜方向。用古塔各层中心点进行平面拟合，从效果上观察，较为精确地反映了实例中的问题，由此也说明了我们所建模型的合理性。 古塔的倾斜变形必然会导致在同一层中，测点存在高程的绝对差h，如果古塔只存在倾斜变形的话，每层的h值会相等；如果古塔存在倾斜变形的同时也存在弯曲变形的话，则每层的h值会发生改变。所以相邻两层的高程绝对差的变化量，表示古塔每层弯曲程度大小。再根据每层出现高程绝对差h的两个测量点的连线，确定每层弯曲方向。 古塔的扭曲变形，首先每层选取两对相同的对测量点，并做连线。然后通过每层对测量点的连线，分别与第一层相同对测量点的连线所成的角度的平均值来衡量古塔的扭曲情况。 对于该塔的变形趋势的研究，将倾斜指标、弯曲指标、扭曲指标对时间的回归。再用得到的回归方程预测未来几年的数据，结合用excel画出的图来预测古塔在未来时间里的变形趋势。 关键字：线性回归变化趋势拟合预测
大坝变形监测施工与观测方法及要求
（一）大坝变形监测施工与观测方法及要求 1.技术标准和规范： 承建工程变形监测仪器设备的检验、率定、埋设安装与施工期观测，应严格执行现行国家行业技术标准和规范，以及设计文件、承包合同要求。应执行的现行国家行业技术标准和规范主要有（但不限于）： （1）《混凝土大坝安全监测技术规范》（SDJ336—89） （2）《土石坝安全监测技术规范》（SL60—94） （3）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—91） （4）《国家三角测量规范》（GB/T17942-2000） （5）《水利水电工程测量规范》（SL197—97） （6）《水利水电工程施工测量规范》（SL52—93） 2.变形监测仪器设备购置、加工： 变形监测仪器设备购置、加工应按照经监理工程师批准的设计图纸、仪器设备清单进行。仪器设备购置、加工前应向监理工程师报送：（1）仪器设备购置、加工计划：（2）仪器设备检验、率定计划。仪器设备运抵施工现场后，应会同监理工程师开箱检查验收，应向仪器设备供应方索取仪器设备出厂合格证，计量检测证。仪器、设备检验合格后应妥善保管。 3.倒垂孔、钢管标、钢铝管双金属标造孔施工与埋设安装： 倒垂孔、钢管标、钢铝管双金属标应在施工部位形成后进行。按照设计坐标、高程进行钻孔孔位定位、放样。钻机就位，应认真进行校正。经校正安装固定的钻机，主轴必须严格垂直，钻孔孔位定位精度须满足设计要求。钻孔施工过程中应每进尺1 m～2m，采用倒垂浮体组配合弹性导中器进行钻孔垂直度检测，以控制钻孔质量，进而指导调整钻孔施工。倒垂孔钻孔垂直度应满足保护管安装埋设完成后，其保护管有效孔径必须在大于100mm。钢管标、钢、
[建筑]变形观测与沉陷工程学课程设计书学习资料
辽宁科技大学课程设计说明书 设计题目：辽宁科技大学体育场西锅炉 房烟囱倾斜监测技术设计书学院、系：资源与土木工程学院 专业班级：测绘工程2008-2 学生姓名：张贺 指导教师：宁殿民 成绩： 2011年12 月18 日
目录 一、作业目的及任务............................................................................ - 1 - 二、测区概况........................................................................................ - 1 - 三、测量依据、原则............................................................................ - 2 - 四、技术指标........................................................................................ - 2 - 五、技术设计内容步骤........................................................................ - 4 - 六、上交资料........................................................................................ - 5 - 七、参考文献........................................................................................ - 6 - 八、附表................................................................................................ - 7 -
古塔的变形模型
2013高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、我网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： C 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：sm063 所属学校（请填写完整的全名）：山东现代职业学院 参赛队员(打印并签名) ：1. 马昱轩 2. 李倩 3. 梁帅健 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：宋祖芳 日期：2013年 9月 16 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：sm06303
2013高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
古塔的变形模型 摘要 某古塔是我国重点保护文物,已有上千年历史。由于长时间承受自重、气温、风力等各种作用，偶然还要受地震、飓风的影响，古塔会产生诸如倾斜、弯曲、扭曲等各种变形。为保护古塔，文物部门需适时对古塔进行观测，了解各种变形量，以制定必要的保护措施。管理部门委托测绘公司先后于1986年7月、1996年8月、2009年3月和2011年3月对该塔进行了4次观测。基于附件1提供的4次观测数据：对于问题1，1986年和1996年的观测数据中都缺少13层一个点的数据（因MATLA B程序中用的是循环语句，所以计算时赋予0值），其它各层均给出8个点的观测值，为使所得数据更具真实性，确定古塔各层中心位置的方法更具适用性，本文将每层所给8点构成的图形看做不规则八边形，用中垂线求交点法求得古塔各层中心坐标。 对于问题2，结合问题1的分析，采用垂直投影法[1]求古塔的倾斜度，根据所得数据，分析古塔的倾斜程度（因1986年和1996年13层赋予值后所得数据偏差较大，为使所得数据更具真实性，所以本问题起1986年和1996年13层数据予以舍弃）；弯曲是建立在二维平面上的一条曲线，通过截取古塔过x轴、z轴的界面，求出每层古塔的倾斜度，从而分析得出古塔塔身在x轴、z轴的界面的弯曲程度。同理，也可分析y轴、z轴的界面的弯曲程度；扭曲同样是采用垂直投影法[1]求古塔每层的倾斜度，建立三维立体空间，根据所得数据，分析古塔塔身的扭曲程度。 对于问题3，利用问题1、2所得数据，进行合理的分析与猜想，进而分析出古塔塔身的倾斜、弯曲、扭曲等变化趋势。 本文的模型解决了题目给出的问题，计算过程中充分尊重观测数据，给出更符合实际的结果。 本文所得结果大部分由图表给出，结合图像，较为直观地表现出古塔变形情况。结果表明，采用MATLAB数学软件可得出可靠结论。 关键词：古塔变形监测MATLAB垂直投影法倾斜度
变形监测的若干新技术
变形监测的若干新技术 秦滔 摘要：主要介绍了光纤监测技术、卫星合成孔径雷达差分干涉测量技术及GPS 伪卫星组合定位技术在变形监测中的应用，同时分析了使用这些新技术的优势和应用前景。 关键词：变形监测 GPS伪卫星组合定位 光纤监测合成孔径雷达差分干涉测量 Abstract:Mainly introduce the fiber-optic monitoring technology, D-InSAR and integration of GPS and Pseudolite positioning technology in the application of deformation monitoring, and analysis of the use of the advantages of these new technologies and applications. Keywords: deformation monitoring integration of GPS and Pseudolite positioning fiber-optic monitoring D-InSAR 1 引言 我国的变形监测工作起步于20世纪50年代，经过半个世纪的发展，形成了完成的理论体系和技术方法。尤其近20年来，许多大型工程开工建设，各种先进的仪器设备飞速发展，变形监测工作也取得了很大的进步。 早期的变形监测，主要采用精密的光学测量仪器进行观测，例如精密水准测量、经纬仪、垂线及视准线等。随着电子仪器的发展，应变计、无应力计、测缝计、钢筋计、测压计、渗压计等广泛应用于变形监测中。另外，用于监测环境量的电子温度计、水位计等也开始使用。电子计算机的广泛应用和发展，促使变形监测工作提高效率，走向自动化、智能化之路，尤其是全站仪、GPS等先进仪器出现，计算机技术不断发展，数据处理技术不断优化，变形监测工作走上了数据采集、传输、存储、处理自动化的道路。 近年来，变形监测工作中又出现了若干新的技术方法，这些新技术拥有广阔的应用前景，本文主要介绍以光纤传感器为基础的光纤监测技术、以卫星合成孔径雷达为基础的差分干涉测量技术（D-InSAR）及以GPS伪卫星组合定位技术在变形监测中的应用。 2 光纤监测技术 光纤技术是一种集光学、电子学为一体的新兴技术，其核心技术是光纤传感
2020数学建模-古塔的变形
2013数学建模-古塔的变形
承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： C 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员(打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)： （论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 日期： 2013 年 9 月 13 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
边坡挡墙变形监测新技术研究
边坡挡墙变形监测新技术研究 2 摘要：三维激光扫描技术的出现，为边坡挡墙变形监测提供了新的监测手段，本文选用在测量领域中使用较广的脉冲式扫描仪，以监测某立交桥的边坡挡墙变形为实例，进行了点云数据采集。根据边坡挡墙变形监测的特点及数据处理的要求，使用机带软件RIEGLVZ-1000进行了点云数据预处理之后，再引入第三方点云处理软件GeomagicStudio和GeomagicQualify,进行了数据处理及变形分析。通过研究，提出了基于三维激光扫描技术的边坡挡墙变形监测新方法。 关键词：三维激光扫描；挡墙；变形监测；点云数据 Abstract: The emergence of three - dimensional laser scanning technology provides a new means to monitor deformation of slope and retaining wall. The paper uses the pulsed scanner which is widely used in measurement, we scan a slope and retaining wall of a bridge which is taking as an example and collect the point cloud data. According to the characteristics and requirements of the slope and retaining wall data processing, we use the RIEGL VZ - 1000 which comes with the machine to finish point cloud data preprocessing, use the third - party point cloud processing software Geomagic Studio and Geomagic Qualify to process data and analysis deformation. After the research, we presented a new method to monitor deformation of slope and retaining wall based on 3D laser scanning technology. Key words:3D laser scanning; slope and retaining wall; deformation monitoring; point cloud data 引言 我国是世界上自然灾害频发的国家之一，而滑坡灾害在我国的自然灾害中占
变形监测技术要求
针对目前变形监测项目应符合以下规范要求 基坑开挖对临近轻轨高架结构的影响主要集中在以下方面：一是坑外土体的位移；二是既有高架桥与基坑相对位置的关系；三是轻轨高架上下部的结构关系；四是轻轨高架的结构基础和埋深情况。五是轻轨高架自身的结构自重和轻轨高架中动载荷的控制与变化情况等。基坑周边轻轨高架在基坑开挖中的变形情况是复杂的，变形的原因是多元的，变形的效果是动态的。在实践工程中，基坑开挖将要造成土体的不均匀沉降和水平方向的位移，不仅要做好岩土工程计算，制定可行性基坑开挖方案，同时还要做好变形监测工作，防止各种因素对轻轨高架桥产生的影响。对于建筑基坑施工对周边轻轨高架的变形影响，高程和平面控制可参考规范二级要求。 变形监测应设置平面和高程基准点，要求设置在变形区域以外，位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的情况而定，在建筑基坑施工过程中宜1~2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。 1、沉降观测的高程基准点不应少于3个，应与工作基点形成闭合环或附合线路。高程基准点和工作基点布设应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器震动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀或破坏的地方，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍。当使用静力水准测量方法测量沉降时，用于联测观测点的工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助
点传递高程。实际工作中采用精度不低于1mm级水准仪配合铟瓦尺或条码尺进行水准测量，观测方式其中高程控制测量、工作基点联测及首次观测值应采用往返测或单程双测站法，其他各次沉降观测点可采用单程观测或单程双测站法。起始点高程宜采用测区原有高程系统。较小规模的监测项目可假定高程系统，较大规模的项目宜与国家水准网联测。二级水准视线长度应≤50m，前后视距差≤2.0m，前后视距差累积≤3.0m，视线高度（下丝）≥0.3m。用数字水准仪观测时最短视线长度不宜小于3m，最低水平视线高度不应低于0.6m。限差要求往返较差及附合或环线闭合差≤1.0√n（mm），单程双测站所测高差较差≤0.7√n（mm），检测已测段高差之差≤1.5√n（mm）。ｎ为测站数。用于运营阶段的结构、轨道和道床的垂直沉降监测点高程中误差±0.5mm,相邻监测点高程中误差±0.3mm。同一项目在不同周期进行变形监测应采用相同的观测路线和观测方法，使用相同的仪器和设备，并应固定观测人员。首次观测应独立观测2次取平均值作为初始值。监测频率可按照设计要求结合基坑施工进度进行拟定，当发生较大沉降时可加密监测频率；连续一个月沉降趋势趋于稳定状态（无沉降差，纯属仪器误差）的情况下，可要求减少监测频率。在项目开始前和结束后应对使用的水准仪、水准标尺进行检验，二级水准观测仪器ｉ角不得大于１５”。水准仪i角的测定办法，如图所示：
《工程测量学》 课件 9-3变形监测技术和方法
9.3 变形监测技术和方法 一、常规的大地测量方法 精密高程测量、精密距离测量、角度测量、重力测量 二、专门测量手段和技术 液体静力水准测量、准直测量、应变测量、倾斜测量 三、空间测量技术 GPS测量、合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术 四、摄影测量和激光扫瞄技术 摄影测量方法、激光扫瞄技术
一、常规的大地测量方法 (1) 能够提供变形体整体的变形状态； (2) 观测量通过组成网的形式可以进行测量结果的校核和精度的评定； (3) 灵活性大，能够适应于不同的精度要求，不同形式的变形体和不同的外界条件。
一、常规的大地测量方法 地面高程的变化也可以间接地用重力测量测定。目前重力测量的精度约10微伽，相当于高程变化30㎜。这样的精度虽然不够高，但是由于重力测量的成本比较低，因此可以在较大范围的地面变形监测中作为水准测量的补充。
一、常规的大地测量方法 重力测量一般可以用于： ①在地震预报时，测定和解释地面的垂直运动，监测和解释地震后地壳的垂直运动。 ②在火山地区结合水准测量和重力测量可以发现地下岩浆的运动。 ③研究用于采油、抽地下水和利用地热蒸汽等造成的地表变形。 ④研究地壳的板块运动和变形。
二、专门测量手段和技术 （一）液体静力水准测量 利用静止液面原理来传递高程 （二）准直测量 测量测点偏离基准线的垂直距离 （三）应变测量 相对距离的变化 （四）倾斜测量 有相对于水平面和相对于垂直面两类。前者主要有监测地面倾斜和建筑物基础倾斜，而后者主要有监测高层建筑物倾斜。
二、专门测量手段和技术 （一）液体静力水准测量 它是利用静止液面原理来传递高程的方法。 利用连通管原理测量各点处容器内液面高差的变化以测定垂直位移的观测方法，可以测出两点或多点间的高差。适用于混凝土坝基础廊道和土石坝表面垂直 位移观测。 该方法无需点点之间的通视， 容易克服障碍物之间的阻挡，另外 还可以将液面的高程变化转换成电 感输出，有利于实现监测自动化。
隧道变形监测方案-新
隧道变形监测方案 1、目的 为明确隧道内变形观测的作业内容，规范技术细节及作业程序，总结隧道结构变形规律，为隧道结构维修养护提供依据，指导津滨轻轨隧道变形观测工作进行，从而保证行车安全，特制订本预案。 2、适用范围 2.1适用于津滨轻轨隧道变形观测的相关工作； 2.2线桥室从事变形观测的相关工作人员须依据本方案开展各项变形观测工作。 3、职责分工 隧道变形工作由线桥室主任及安技主管进行监督指导，桥梁维修主管负责变形观测工作的全面管理与协调，桥梁检测工程师协同隧道工程师、桥梁维修工程师负责隧道变形观测的相关技术工作，并由桥隧检测工区负责具体实施。 4、参考依据 《建筑变形测量规程》 《地下铁道、轨道交通工程测量规范》 《地下铁道工程施工及验收规范》 5、变形观测工作内容 5.1隧道沉降观测 监测隧道结构的沉降，主要是监测隧道结构的底板沉降，实质上是对道床的监测，主要包括区间隧道的沉降监测以及隧道与地下车站交接处的沉降差异监测。运营测量采用的坐标系统、高程系统、图式等与原施工测量相同。 5.1.1监测基准网 监测基准网是隧道沉降监测的参考系，由水准基点和工作基点构成，网形布设成附合水准路线或沿上、下行线隧道布设成结点水准路线形式，采用国家二等水准测量的观测标准进行。水准基点采用隧道线路两端远离测区的国家II等水准点，在沿线车站内和联络通道处布设工作基点，每个车站布设4个工作基点，联络通道处布设2个工作基点，水准基点与车站内、联络通道处工作基点共同构成监测基准网，如图1所示。基准网的高程值由国家水准点引入，每季度校核一
次，分析工作基点的稳定性；然后，再通过车站内两侧的工作基点，采用附合水准路线对每段隧道结构进行沉降观测。 图1 监测基准网示意图 5.1.2沉降监测点 津滨轻轨地下结构由明挖段和盾构组成，明挖段沉降监测点按施工浇筑段每段设4个点，分别布设在左右两侧墙上。具体布置见图2。 图2 明挖段沉降监测点布置示意图 为方便以后长期的位移监测工作，隧道内沉降监测点布设在隧道中线的道床上，隧道直线段每隔30m设一个测点，曲线处根据曲线半径大小设置测点间距，半径为400m曲线处每隔12m设一个测点，半径为800m曲线处每隔18m设一个测点，半径为2000m曲线处每隔30m设一个测点。具体布置见图3。
变形监测考试
变形监测定义 是指对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置几内部形态随时间的变化特征。 变形监测的目的 1）分析和评价建筑物的安全状态 2）验证设计参数 3）反馈设计施工 4）研究正常的变形监测规律和预报变形的方法 变形监测的意义 对于机械技术设备，则保证设备安全、可靠、高效地运行，为改善产品质量和新产品的 设计提供技术数据；对于滑坡，通过监测其随时间的变化过程，可进一步研究引起滑坡 的成因，预报大的滑坡灾害；通过对矿山由于矿藏开挖所引起的实际变形观测，可以采 用控制开挖量和加固等方法，避免危险性变形的发生，同时可以改变变形预报模型；在 地壳构造运动监测方面，主要是大地测量学的任务，但对于近期地壳垂直和水平运动以 及断裂带的应力积聚等地球动力学现象、大型特种精密工程以及铁路工程也具有重要的 意义。 变形监测的特点 1）周期性重复观测 2）精度要求高 3)多种观测技术的综合应用 4）监测网着重于研究 电位的变化 变形监测的主要内容 现场巡视；环境监测；位移监测；渗流监测；应力、应变监测；周边监测 变形监测的精度和周期如何确定，有何依据 精度：1917年国际测量工作者联合会（ FIG）第十三届会议上工程测量组提出：如果观 测的目的是为了使变形值不超过某一允许数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的 1/10～1/20；如果观测的目的是为了研究其变形的过程，则其中 误差应比这个数小的多。 周期：变形监测的周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原 则，根据单位时间内变形量的大小及外界影响因素确定。 变形监测系统设计的原则 1）针对性 2）完整性 3）先进性 4）可靠性 5）经济性 变形监测系统设计主要内容 1）技术设计书 2）有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述3）观测的原则方案 4）控制点及监测点的布置方案 5）测量的必要精度论证 6）测量的方法及仪器 7）成果的整理方法及其它要求或建议 8）观测进度计划表 9）观测人员的编制及预算 变形监测点的分类及每类要求 1）基准点：埋设再稳固的基岩上或变形区外，尽可能长期保存。每个工程一般应建立 3个基准点，以便相互校核，确保坐标系统的一致。当确认基准点稳定可靠时，也可以 少于 3个，应进行定期观测。 2）工作点：埋设再被研究对象附近，要求在观测期间保 持点位的稳定，其点位由基准点定期监测。 3）变形观测点：埋设再建筑物内部， 0变形呢监测点标石埋设后，应在其稳定后方可开始观测。稳定期一般不宜少于 15天。 变行监测技术在哪几方面取得了较好的发展？ ①自动化监测技术②光纤传感检测技术③ CT（计算机层析成像）技术的应用④ GPS在变形监中的应用⑤激光技术的应用⑥测量机器人技术⑦渗流热监测技术⑧安全监控专家 系统 什么是垂直位移和沉降？建筑物沉降与哪些因素有关？
三江口水利枢纽工程大坝边坡变形监测方案
大坝边坡变形监测方案 1、编制依据 1、三江口水利枢纽工程右坝肩施工图设计文件 2、《水利水电工程施工测量规范》(SL52-93) 3、《工程测量规范》（GB50026-2003） 4、《国家三角测量规范》（GB/T17942-2000） 5、《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-2009） 6、三江口水利枢纽工程坝肩地形地质调查资料 2、工程概况 2.1工程基本情况 三江口水利枢纽工程位于重庆市彭水县青平乡境内的普子河下游，距彭水县城35km，是普子河流域规划的第四个阶梯级电站。 三江口水利枢纽工程是一水利综合利用工程，工程的开发任务为发电、灌溉、场镇供水和农村人、畜饮水。根据《防洪标准》（GB50201-94），三江口水利枢纽工程属Ⅲ等中型工程。水库为不完全年调节水库，正常蓄水位306.0m，总库容6813万m3，灌溉面积 5.231万亩，向乡镇及人畜年供水量1325万m3，电站总装机3.0万kw。 枢纽建筑物主要由拦河大坝、溢流表孔、电站进水口、发电引水系统及电站厂房、灌溉干渠及大型渠系交叉建筑物等组成。 拦河大坝为混凝土双曲拱坝，在其右岸非溢流坝段设置取水建筑物，泄水建筑物包括溢流表孔、大坝底孔。大坝基础高程为236.00m，坝顶高程309.50m，最大坝高73.5m，坝顶长度201.06m，中部偏左岸布置5孔表孔泄洪；坝顶宽5m，底宽18m；压力引水隧洞全长603m,圆型洞身开挖断面6.3m。 2.2工程地质 2.2.1气象 普子河流域属亚热带湿润气候区，气候温和，雨量弃沛，四季分明。多年平均气温17.6℃，极端最高气温44.1℃，极端最低气温～3.8℃，多
大坝变形监测doc资料
大坝变形监测
安徽建筑大学 毕业设计 (论文) 专业测绘工程 班级 2班 学生姓名翟凯 学号 11201050235 课题基于GPS大坝变形监测 指导教师施贵刚 2015年月日
摘要 大坝安全监测，着重于变形监测，是保证大坝运营安全，防止大坝 灾难性事故发生的重要手段。本文基于GPS测量的基本原理，通过大坝变形监测网的布设，处理采集到的前后两期观测数据，通过比 较监测点分别在WGS—84坐标系和1954北京坐标系下的坐标差值，得出的结果符合大坝变形的精度要求，从而得出某大坝尚未发生明 显变形这一结论。不足之处在于标志点在WGS—84坐标系中向1954北京坐标系的投影过程中产生了误差，使得控制点的两期坐标不等。由此可知，各坐标之间转换的时候，投影误差不可以忽略，精 度分析的时候，为减小误差，最好统一在WGS—84坐标系下进行解算、分析。 关键词；GPS ；变形监测；精度 ABSTRACT The dam safety monitoring, focuses on the deformation monitoring, it is to ensure the safety of dam operation, prevent the catastrophic accidents. In this paper, based on the basic principle of GPS measurement, through the dam deformation monitoring network layout, processing, both before and after the period of observation data collected by comparing the monitoring points in the WGS - 84 coordinate system and 1954 Beijing coordinates the coordinates of the difference, the results conform to the requirements of the precision of the dam deformation, thus a dam has not yet occurred obvious deformation of the conclusion. Shortcoming in the landmark in the WGS - 84 coordinate system to the 1954 Beijing coordinate system
变形监测试题库
一、名词解释 1.变形：变形是指变形体在各种载荷的作用下，其形状大小及位置在时空域中的变化 2 变形监测：从基准点出发，定期地测量观测点相对于基准点的变化量，从历次观测结果比 较中了解变形随时间发展的情况。 3 测量机器人：是一种能代替人进行自动搜索跟踪辨识和精确照准目标并获取角度距离三维 坐标以及影响等信息的智能型电子全站仪。 4 基坑回弹观测：深埋大型基础在基坑开挖后，由于基坑上面的荷重卸除，基坑底面隆起， 测定基坑开挖后的回弹量。 5 连续变形：当地表移动过程在时间和空间上具有连续渐变的性质，且不出现台阶状大裂缝， 漏斗塌陷坑等突变现象 6 边界角：在主断面上，地表盆地边界点和采区边界的连线与水平线在煤柱一侧所夹的锐角 7 下沉系数：反映充分采动条件下地表最大下沉值与采厚关系的一个量度 8 测点观测：观测点相对工作基点的变形观测 9 变形网：由基点和工作基点组成的网 10 垂直位移：变形体在垂直方向上的变形（沉降沉陷） 11 观测点：在变形体上具有代表性的点。 12 变形分析：对野外观测所得到的数据进行科学的整理分析，找出真正变形信息和规律的 过程。 13 水平位移：变形体在水平面上的位移，是不同时间内平面方向与距离方向，建筑物的 水平位移是指建筑物的整体平面移动。产生水平位移的原因主要是建筑物及其基础受到水平应力的影响而产生的地基的水平移动 14.基点观测：工作基点相对于基点的变形观测。3．基准点：通常埋设在稳固的基岩上或 变形区域以外 15．挠度：建筑物在应力的作用下产生弯曲和扭曲，弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直 方向的线位移称为挠度。 16．变形观测周期：变形监测的时间间隔称为观测周期，即在一定的时间内完成一个 周期的测量工作 17、液体静力水准：利用相互连通的且静力平衡时的液面进行高程传递的测量方法 18、奇异值：与前面变形规律不同，但不一定是错误的观测值，所以接受 19、回归分析：从数理统计的理论出发，对建筑物的变形量与各种作用因素的关系，在进行 了大量的实验和观测后，仍然有可能寻找出它们之间的一定的规律性，这种处理变形监测资料的方法即叫回归分析 三、简答题 1、简述灾害的表现形式有哪些？ 全球性的地极移动、地壳的板块运动及区域性的地震、城市地表下沉、矿区采空区的地表沉陷、山体、河岸及矿坑边帮的滑坡、建筑物基础下沉、倾斜、建筑物墙体的裂缝及构件挠曲等都是变形的表现形式。 2、简述变形监测技术的未来方向包括哪几个方面？
大坝变形监测应注意的几个问题
大坝变形监测问题浅析 作者：梁斌作者单位：陕西省宝鸡峡管理局信息通讯中心 摘要：对大坝变形监测中存在的环境潮湿、设备受各种外界条件干扰、折光影响、测点变形、蓄水期前很少测得大坝监测的基准值等问题进行分析，并根据实践提出一些看法。 关键词：变形监测环境潮湿外界干扰测点变形基准值 Abstract：This paper analyzes s。me issues occurred in dam deformation monitoring,including wet environment，facilities disturbed by external condition,refraction influence，mark deformation，few datum value obtained before impounded．so，some opinions have been brought renvard by practice． Keywords：deformation monitoring，datum value，mark deformation，wet environment，external disturbance 1 概述 大坝变形是坝体和基础状态的综合反映，也是衡量大坝运行时结构是否正常、可靠、安 全的重要标志。因此，变形监测一直被列为大坝主要观测项目，特别受到运行管理单位的重视。 我国变形监测是从l954年开始，最早在丰满大坝采用视准线观测坝顶水平位移，50年代 末在新安江、三门峡等大坝也都开展了变形监测。60～70年代以后，一般大、中型坝均设有 变形监测项目。观测方法在50－60年代基本是用视准线量测水平位移，用精密水准法测垂直 位侈，用正倒垂线测坝体和坝基的相对变形及绝对变形。70年代开始采用引张线等，80年代 变形观测发展很快，出现了垂线及引张线遥测坐标仪、真空激光准直系统、遥测静力水准仪等，对水工建筑物的监测也从坝体和坝基扩展到坝基深处、坝肩及近坝库岸边坡等。90年代 我国变形监测开始进入自动化阶段，采用了先进仪器和自动化数据采集系统，含有专家系统 和决策支持系统一定成分的大坝监测信息系统正在一些大坝开展并实现，有的已经联网，实 现了多座大坝的安全监测信息管理系统。 但在变形监测中普遍存在观测环境潮湿，致使设备金属部分生锈，电气部分绝缘降低， 监测不能正常连续工作；观测设备受到外界条件干扰严重(视准线受折光影响，垂线和引张线受风、冰霜冻结、人为和动物碰撞等)；有的测点采用焊接钢架结构，由于金属蠕变或内应力变形，带来很大的误差，使观测资料失真；有的测点基础混凝土因冻胀变形，出现坝体抬高 等问题；多数大坝缺少首次蓄水监测，大部分都未测得蓄水前及蓄水期间的观测资料，即无 蓄水前的基准值，往往是在蓄水后若干年才从头开始，其基准值是相对某一水位的数值；给 资料整理与分析带来了一定的困难。上述问题不仅影响变形监测的精度，还影响大坝监测工 作的正常进行；有的花很大力量解决后，监测资料又不连续，有的至今仍在困扰着变形监测 工作的开展，特别是影响变形监测自动化系统的长期性和稳定性。现对这些问题加以分析， 并根据实践提出一些看法，供参考。 2 环境潮湿 有的大坝变形监测系统布设在廊道、坝腔、竖井等处，这些地方在一年中，有时干燥，